抗磨剂

高科技的机油添加剂

抗磨剂是一种 高科技 的机油(润滑油)添加剂,含金属成分( 纳米颗粒 ),可以降低 发动机 磨损、增加发动机功率,所以又称为发动机养护剂或强力修复剂,能延长机油的使用寿命,节省燃油。

抗磨剂可以分为三种类型:即油性剂(减磨剂)、抗磨剂和 极压剂 ,广泛应用于 切削油 、齿轮油、内燃机油、 汽轮机油 、 液压油 和 变压器油 等各种润滑油中。各种天然动、植物油脂、 硫化 油脂、氯化油脂以及 脂肪胺 、醇胺、 酰胺 均是优良的油性剂。 长链烯烃 也有明显的减摩作用。

抗磨剂主要是通过其本身 吸附 于金属表面而起作用。在重负荷下,它们提供了 化学 界面,使金属与金属之间不是表面的直接接触。这样可以减少磨损和防止金属表面之间的擦伤。抗极压剂是在高负荷下使用的添加剂。其作用类似于抗磨剂,也是在金属表面形成粘附膜。它们的作用基本类似于固体 润滑剂 ,防止在高负荷、高温度下金属与金属直接接触。抗 极压剂 对金属表面有很大的亲合力,这是和抗磨剂不同的地方。实际上抗磨剂和抗极压剂很难区分开来,常常是一种物质兼有两种性能,只是其侧重点不同,因此一般称为极压抗磨剂或抗磨极压剂。很多含硫、磷、氯的油溶性化合物都可作为极压抗磨剂。

基本信息

在传统的润滑理论中,把润滑分为液体润滑和边界润滑。作相对运动的两个金属表面完全被润滑油膜隔开,没有金属的直接接触,这种润滑状态叫做液体润滑;随着载荷的增加,金属表面之间的油膜厚度逐渐减薄,当载荷增至一定程度,连续的油膜被金属表面的峰顶破坏,局部产生金属表面之间的直接接触,这种润滑状态叫做边界润滑。

在边界润滑中,当金属表面只承受中等负荷时,如有一种添加剂能被 吸附 在金属表面上或与金属表面剧烈磨损,这种添加剂称为抗磨添加剂。当金属表面承受很高的负荷时,大量的金属表面直接接触,产生大量的热,而抗磨剂形成的膜也被破坏,不再起保护金属表面的作用,如有一种添加剂能与金属表面起化学反应生成化学反应膜,起润滑作用,防止金属表面擦伤,甚至熔焊,通常把这种最苛刻的边界润滑叫做极压润滑,而这种添加剂称为极压添加剂。由于其在适用性能和作用机理上的区分是不很严格的,所以有时很难将二者区分开。故在西方 国家,把 极压剂 、抗磨剂和油性剂统称为载荷添加剂(Load-Carrying additives)。

极压抗磨剂是一种重要的 润滑脂 添加剂,其大部分是一些含硫、磷、氯、铅、 的化合物。在一般情况下,氯类、硫类可提高润滑脂的耐负荷能力,防止金属表面在高负荷条件下发生 烧结 、卡咬、刮伤;而磷类、 金属有机化学 盐类具有较高的抗磨能力,可防止或减少金属表面在中等负荷条件下的磨损。实际应用中,通常将不同种类的极压抗磨剂按一定比例混合使用性能更好。一般 磷化物 具有抗磨性,二 氯化物 与 硫化物 具有极压性。同时含氯和含磷或含硫化合物,既具有极压性,又具有抗磨性。

应用于重负载齿轮箱、液压系统、 内燃机 等,如船舶、 矿山机械 、火车、工业齿轮箱、切割及锻压加工、轴承润滑等。

添加比例按润滑油之3%添加,使用前请混合均匀。

备注:由于抗磨剂比重较大,使用前要将抗磨剂与润滑油充分搅拌,方能发挥最大功效。

抗磨剂的种类

有机氯化物

有机氯化物在极压条件下 摩擦系数 小,所赋予 润滑脂 的极压性能比抗磨性好,但在高温和有水条件下极压性能会下降。并引起金属腐蚀和锈蚀。常用添加量为1%--10%。 氯化石蜡 是一种较古老的极压添加剂产品,浅黄色至黄色粘稠液体,因含氯量不同又分为三种, 氯化石蜡-42 ,氯化石蜡50和 氯化石蜡52 。氯化石蜡加热到120℃以上会缓慢分解,放出 氯化氢 气体,所以经常与金属 磺酸盐 类 防锈剂 共同使用。

有机硫化物

有机 硫化 物比 氯化物 更能有效地抵抗负荷,其中硫化动物油形成的膜在700℃的高温下仍不失效, 水解 安定性好,但 摩擦系数 大。添加量一般为1%--5%。代表性产品有:

硫化 猪油 ,具有良好的油溶性,能使油品在高负荷下保持油膜润滑。可用于 切削液 、 导轨油 、齿轮油、液压导轨油 发动机 磨合油、 润滑脂 等。

硫化 棉籽油 ,红肿色透明液体,具有良好的油溶性能、极压性、抗氧化性、可降低摩擦系数。添加量一般为1%--3%。

硫化 烯烃 棉籽油, 栗色 透明粘稠液体,易溶于石油润滑油。具有良好的极压抗磨抗氧和低摩擦系数等性能,是 硫化 鲸目 油的理想 替代品 。常与其它添加剂复合使用,添加量一般为0.5%--4%。

硫化 2-甲基丙烯 ,以异丁烯为原料,先用 氯化硫 进行硫化,再用 硫化钠 脱氯硫化,并用 碱精制 而成,具有良好的油溶性和极压性,腐蚀性小。多用于极压抗磨型 润滑油脂 。

二苄基二硫 ,白色或微黄色树枝状 晶体 ,具有良好的极压性能,油溶性稍差,用量超过2.8%即会析出,添加量一般为1%--2%。

有机磷化物

含磷化合物可以提高 润滑脂 的抗磨性,虽然酸性磷酸 的承载能力强于中性磷酸酯,但酸性磷酸酯 化学 活性强,易造成金属腐蚀故很少使用,常用的是:磷酸 三甲酚 酯、 磷酸三苯酯 、 磷酸三乙酯 、磷酸三 丁酯 和 亚磷酸 二正丁酯等。

磷酸三甲酚酯,为浅黄色油状液体,有毒,凝点-35℃.不溶于水,溶于醇、醚、苯等有机 溶剂 ,具有阻燃性和良好的抗磨性能,常与其它极压添加剂配合使用,增强极压抗磨性能。添加量一般为0.5%--5%。

亚磷酸二正丁酯,为无色透明液体,不溶于水,具有酸性,使用中可添加适量碱性 防锈剂 ,克服对金属的腐蚀,经常与含硫的极压添加剂复配使用,增强极压抗磨效果。

磷酸三苯酯 ,白色或微黄色针状结晶,具芳香气味有毒,不溶于水,微溶于醇,能溶于苯、 三氯甲烷 和丙 ,也能溶于植物油。主要用作 纤维素 的阻燃 塑化剂 ,作 润滑脂 抗磨添加剂时,添加量一般为0.5%--1%。

有机金属盐

有机钼 盐、锑盐、铅盐不但可以有效地改进润滑脂的极压抗磨性,同时还可以改善润滑脂的氧化安定性和防锈性。但是油溶性稍差,常常借助润滑脂分散工艺将这类添加剂均匀分散在润滑脂中。常用的有二 烷基 二硫代氨基甲酸盐 、二 基二硫代 磷酸盐 和 环烷酸铅 等。添加量一般为1%--5%。

环烷酸铅为黄色半固体粘稠物, 熔点 接近100℃,不溶于水,溶于 乙醚 、苯、甲等,易乳化 水解 ,在酸性油中产生沉淀。热稳定性差,温度在80℃以上就会分解,由于含有重金属铅,对环境有污染,现被许多行业禁止使用。

硼酸盐和硼酸酯

硼酸盐 抗极压能力远大于硫磷型和氯铅型添加剂,是一种新型的 润滑脂 极压添加剂。把无定形微球型硼酸盐分散在润滑油中形成的油状分散体。无味、无毒。具有良好的极压抗磨性和热稳定性,对铜无腐蚀。微溶于水,可用于不与水接触的齿轮油和润滑脂。

新型的极压抗磨剂,不含硫磷氯等活泼元素,惰性添加剂,通过 分散剂 (如 阴离子表面活性剂 石油磺酸钠 )将 无机化合物 硼酸盐以极细的颗粒分散在 矿物油 中,分散体系中硼酸盐是非结晶小球。平均直径0.1μm。

使用优点如下:抗磨极压效果好,特别是在低粘度油中具有良好的抗磨极压效果。有节能油的齿轮油,就是低粘度油加含硼添加剂制成,满足了抗磨极压性的要求。 硼酸盐 极压剂 使用寿命长,其作用机理是由渗硼形成的FexBy形式的极压膜,这一层表面膜有较高硬度,良好的抗磨性,较好的抗氧化性、耐腐蚀性。而含硫磷氯活泼元素的极压性,作用机理主要是活泼元素同金属起化学反应生成一层膜,这层膜的抗 剪切强度 比基础金属低,因此在使用过程中,这层膜很容易被磨掉,这样添加剂消耗的比硼酸盐要快。

硼酸盐添加剂的抗磨性,对 金属材料 的选择性不敏感,对各种金属材料都比较适应,而含磷硫氯添加剂,抗磨性好坏跟金属机体有关系。如对钢材质的润滑,加入硫磷添加剂的润滑油抗极压效果一般,在含氯添加剂的油中抗极压性能好。50号 碳钢 材质,含磷添加剂的润滑油抗压效果一般,在含氯和硫添加剂的油中抗极压性能好。45#钢材质,含磷硫添加剂的润滑油抗压效果一般,在含氯添加剂的油中抗极压性能好。镉 钼 合金钢 材质,含磷氯添加剂的润滑油抗压效果一般,在含硫添加剂的油中抗极压性能好。而 硼酸盐 添加剂对上述的所有材质抗极压性能都很好。

硼酸盐添加剂一般不会造成金属的腐蚀,而含磷硫氯的极压添加剂,若配制得不好,往往会造成金属的腐蚀。硼酸盐也基本没有什么毒性。

硼酸盐极压添加剂同其它添加剂有很好的配伍性。缺点是,抗水性能稍差,有水存在的情况下不稳定。

参考资料

  1. 发动机抗磨剂到底有没有用?你被蒙也是无奈的! 搜狐网 2024-03-24