润滑油添加剂

    添加剂对润滑油的作用表现在三方面：一是补充基础油在精制过程中失去的性能，例如矿物油中含有的硫多环芳烃是天然的抗氧剂，但精脱硫时被去掉，因而影响润滑的搞氧化性能，为了提高其抗氧化性能就加入抗氧化剂。二是改善润滑油的已有性能，如在润滑油中加入粘度指数改进剂，就可以大大改善其粘温性能；三是可使基础油增加不具备的新性能，如加入清净分散剂和极压抗磨剂，就使其具备这方面的新性能。目前世界各种添加剂的总产量已达二百万吨之多，其中润滑油中添加剂平均加入量已达8.3%左右，在一定程度上添加剂的质量、数量水平已成为衡量一个国家润滑油质量的主要标志。

 

    添加剂的种类很多，但国际上目前尚未有统一的分类标准，一般只是按其作用分为两大类：一是影响润滑油物理性能为主的添加剂，如抗氧化剂、防锈剂、清净分散剂、极压抗磨剂等。我国是按添加剂的作用分为清净分散剂等九类。

 

（1）清净分散剂

 

    清净分散剂与家庭中使用的合成洗涤剂有许多相似之处，其成分都是表面活性剂，但后者是水溶性的，而清净分散剂则是油溶性的。表面活性剂除了有降低溶液表面张力的作用之外，还有分散、乳化、增溶、洗涤、发泡、润湿、渗透等多种功能，并且因其多具碱性，故还有中和酸性物质的功能。把烟灰、积炭、胶质等固体以极小微粒分散到油液中形成悬浮体，免得其相互聚集而沉积到金属表面，这就是分散作用；将油液中不能溶解的水、有机酸等物质变得能够溶解，以降低其活性，从而防止其进一步氧化结合后聚集成积炭、漆膜等有害沉积物或腐蚀机件表面，这就是增溶作用；通过润湿、乳化、分散、增溶等多种功能的共同作用，使原来附在金属表面的污垢脱离金属表面而分散到油中，以保护金属表面，防止腐蚀生锈，这就是洗涤作用；清净分散剂的碱性物质将润滑油在工作过程中氧化产生的酸性物质进行中和，从而防止机件腐蚀并缓解油品的时一步氧化，这就是中和作用。

 

    清净分散剂是润滑油添加剂中的大类，用量占润滑油添加剂的一半左右，其中主要用于内燃机油中以保持发动机清洁。目前在用的清净分散剂的代号、命名、化学名称与应用场合的情况。

 

（2）粘度指数改进剂

 

    粘度指数改进剂又叫增粘剂，在众多添加剂中，其产量仅次于清净分散剂，在内燃机油中用得最多，且多级汽油机油与多级柴油机油中必须使用增粘剂。

 

    粘度指数改时剂都是高分子化合物，高温时其分子溶胀，体积和表面积增大使溶液内摩擦增加导致溶液粘度增加；低温时其份子收缩卷曲，对润滑油内摩擦影响不大。因此，加入了粘度指数改进剂的润滑油，当温度升高时，其粘度变化较小，可基本保持稳定。

 

    粘度指数改进剂要求具有增粘能力强、低温性能好、抗剪切能力强和热氧化性能好的性能特点。增粘能力强是指加入一定量添加剂后，油品粘度提高幅度的大小，低温性能好是指其低温使用性能，包括低温下易启动的低温启动性、低温启动后在短时间内润滑油系统油压即达正常以确保关键部位得到及时、充分润滑的低温泵送性；抗剪切能力强是指添加剂具有一定的抗剪切能力，使在高载荷的强剪切作用下，油品的粘度变化（下降）不大；热氧化稳定性是指其在受热和氧化条件下抗热氧，不致分解、氧化产生积炭和沉淀物的能力。

目前在用的粘度指数改进剂的代号、命名、化学名称与应用场合的情况。

 

（3）抗氧抗腐剂

 

    抗氧抗腐剂也是除清净分散剂之外用量较多的添加剂之一，其主要作用是抑制油品氧化，钝化金属对油品氧化的催化作用，以达到延长润滑油的使用时间和保护设备的目的。

 

    润滑油的工作寿命一般取决于其氧化变质的速度，但由于现代设备的工作温度日益增高，势必加速润滑油的氧化速度而降低其使用寿命。因此，润滑油的氧化安定性是保证其在各种条件下可以长期使用的主要因素，虽然加工精制可改善润滑油的氧化安定性，蛤要有质的、更大的改变与提高，则还得加入相应的抗氧抗腐添加剂，以达到减慢氧化变质、尽量延长使用周期和保护设备的目的。

目前在用的抗氧抗腐剂的代事情、命名、化学名称与应用场合的情况。

 

（4）油性剂

 

    油性剂是指能增加润滑膜强度，减少摩擦系数，提高抗磨损能力，从而降低摩擦副的摩擦与磨损的添加剂。

 

    油性剂是由烃基和极性基团组成的有机化合物制度，其中烃基有很好的亲油性并易溶于润滑油中；而极性基团则有较强的表面活性和对金属表面的吸附能力，能牢固地定向吸附在金属表面上，形成保护膜。有物理吸附和化学吸附之分，物理吸附主要靠分子间的范德华引力，吸附力较少，适用于温度不高，载荷较小的场合；化学吸附则靠油性剂与金属表面生成金属表面生成金属皂的化学键结合，吸附力较大，可用于较高温度的场合。

 

    常用的油性剂有高级脂肪酸、高级脂肪醇、磷酸酯及含氮有机化合物等，其化号、命名、化学名称与应用场合的情况。

 

（5）极压抗磨剂

 

    极压抗磨添加剂是指在高温高压的边界润滑状态下能与金属表面形成高熔点、低剪切强度的化学反应膜的添加剂。

    极压抗磨剂生成的化学反应膜的耐压强度比油性剂的物理吸附膜与化学吸附膜都要大很多，可在高温高压条件下起润滑作用，故是在油性剂失效条件下仍可起润滑作用的添加剂。极压抗磨剂一般有有机硫化物、有机磷化物、氧化物、有机金属盐等，其化号、命名、化学名称与应用场合。

 

（6）防锈剂

 

    防锈剂是指能较好地防止金属表面发生腐蚀生锈的添加剂。摩擦副由于受到大气中的氧和水等各种介质的化学或电化学作用，其金属表面会发生锈蚀，且随工作温度的升高与酸、碱介质的附加作用，其锈蚀将会强化。一般来说，润滑油本身已有一定的防锈作用，但加入防锈剂将显著提高其防锈能力因而可专门用于设备零部件的长期保护。

 

    防锈剂是一种油溶性的极性化合物，其分子中一端是极性很强的基团，与金属表面有很强的吸附力，另一端是非极性烷基，有疏水性。因此，当防锈剂在金属表面吸附形成紧密排列的保护层时，就可防止水等腐蚀介质与金属接触而起到防锈作用。目前常用的防锈剂有磺酸盐，有机羧酸盐、有机磷酸盐、酯及杂环化合物等，其代号、命名、化学名称与应用场合的情况。

 

（7）降凝剂

 

    降凝剂是指可降低润滑油凝固点，使其在低温下仍能保持流动能力的添加剂。

    矿物润滑一般都含有蜡，蜡在温度下降时会形成片状和针状结晶析出，并在油中相互连接形成三级网状结构把润滑油吸附包裹在网络之中使油凝固，流动困难，使用性能变坏，降凝剂是一种化学合成的聚合物，其分子中一般含有极性基团和烷基链（其结构与石蜡烃相似），这些聚合物可吸附于油中蜡结晶的表面，改变蜡结晶的增长方向，阻止其网状结构的增长或与蜡共晶而存坏蜡晶体的结构，使之成为不影响油品流动的微小晶体，从而使油品保持低温流动能力。但降凝剂只对含有小量蜡的油品起作用，而对无蜡或含蜡过多的油品则无降凝效果。

 

    常用的降凝剂有聚烷基萘、聚甲基丙烯酸脂、聚α——烯烃等，其代号、命名、化学名称与应用场合的情况。

 

（8）其化润滑油添加剂

 

    除上述七种添加剂外，根据实际工作要求，润滑油还可以加入其他不同性能的添加剂，例如抗泡剂、抗氧剂等。其中抗氧剂与抗氧抗腐剂的抗氧化机理及作用基本相似，其主要区别是后者多与清净分散剂复合使用于温度较高的发动机油（内燃机油），而抗氧剂则多数单独用于一般工业润滑油。

 

    此外，润滑油使用的添加剂还有密封膨胀添加剂、杀菌防腐剂、颜色稳定剂、气味控制剂、乳化剂等。密封膨胀剂可减少诸如橡胶材料制成的密封元件因受润滑油溶解而导致的收缩变形与磨损，从而减少泄漏：杀菌防腐剂可防止细菌入侵感染引起的腐败变质，这对水基的乳化液和合成切削液尤重要；颜色稳定剂可防止润滑油在贮运和使用过程中因受光、热和氧化作用的颜色变暗改色，这对保持润滑油的外观质量是很重要的；气味控制剂一般是松香、雪松油及香料，主要是为了掩盖某些添加剂的不愉快气味，并使润滑油具有独特的芳香气味；乳化剂主要是使水基的乳化液与合成切削液的油、水能保持良好的乳化状态。

 

    自然，对润滑油的润滑性能起独特而重要作用的还是前面介绍的七种添加剂，因而在常用润滑油中应用得较多、较普通。