常用的油性劑為動(dòng)、植物油、脂肪酸、脂肪酸酯及硫化油脂,有機(jī)硫化物、磷化物和氮化物,各種有機(jī)金屬化合物(鉛皂、鉬和鎢的氧化物和硫化物等)。上述化合物都具有降低摩擦與磨損,或者防止表面咬合的能力,但程度各不相同,這取決于其化學(xué)活性:吸附性能以及表面膜的物理和化學(xué)性質(zhì)。摩擦改性劑主要有脂肪胺、環(huán)氧基脂肪胺、脂肪族酰胺、脂肪族羧酸、脂肪族羧酸酯、脂肪族羧酸酯氨化物、脂肪族磷酸酯、脂肪族膦酸酯、脂肪族硫代磷酸酯等。這里所說(shuō)的脂肪族基通常大于8個(gè)碳原子,以使化合物呈現(xiàn)適宜的油溶性,還可以使用脂肪族丁二酸或酐與氨的反應(yīng)產(chǎn)物。目前,生產(chǎn)的油性劑和摩擦改進(jìn)劑的品種主要有以下幾類。
1、硫化油脂
T404為硫化棉籽油,系植物類的油性劑,有較強(qiáng)的油性作用,可替代硫化鯨魚(yú)油。由于其極性的作用,在金屬表面可形成物理吸附膜和比較牢固的化學(xué)吸附膜,防止金屬表面直接接觸,起到改善油品潤(rùn)滑作用,少量加入就能起到油性作用和減摩作用??捎糜趯?dǎo)軌油、主軸油、切削油等潤(rùn)滑油中。國(guó)外類似商品MobiladC-109(硫化植物油),Lubrizol公司生產(chǎn)的硫化植物油脂肪酸酯Becrosan LSM15L、BecrosanLSMl7等。T405(A)硫化烯烴棉籽油,具有極壓、抗磨及降低摩擦的性能,適用于配制導(dǎo)軌油、液壓導(dǎo)軌油、工業(yè)齒輪油和切削油等。
2、脂肪酸、脂肪醇及脂肪酸酯
脂肪酸主要是油酸和硬脂酸,潤(rùn)滑性和防爬性能良好,對(duì)降低靜摩擦系數(shù)效果較好,與苯并三氮唑復(fù)合使用效果更好。該產(chǎn)品的缺點(diǎn)是油溶性稍差,易氧化變質(zhì),對(duì)金屬有腐蝕作用,長(zhǎng)期貯存有沉淀產(chǎn)生。脂肪醇主要是辛醇、癸醇、月桂醇及油醇,具有良好的減磨性能。脂肪酸酯有油酸丁酯,具有較好的油性、熱穩(wěn)定性和耐水性;硬酯酸丁酯,具有較好的潤(rùn)滑性、防水性和熱穩(wěn)定性,可作潤(rùn)滑油油性添加劑。T403(A、B、C)為油酸乙二醇酯,具有良好的油性、抗氧化性、抗乳化性及防銹性能,適用于導(dǎo)軌油、車輛齒輪油和液壓傳:動(dòng)油。國(guó)外類似產(chǎn)品有P?!?,lartech生產(chǎn)的Polartech APL(親油性合成乙二醇酯), Ferro公司的EM 980、EM 985(混合脂肪酸乙二醇酯)等。Tz416為新戊基多元醇脂肪酸酯,具有化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,耐熱性好,分子中具有多元極性基團(tuán),對(duì)金屬表面有很強(qiáng)的親和力,高溫潤(rùn)滑性能優(yōu)良;采用脂肪酸能提高抗氧化性能,使用過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生沉淀物;低溫流動(dòng)性好,凝點(diǎn)低;可改善油品的清凈分散性和防銹性能;無(wú)害,無(wú)異味,生物降解性好,對(duì)環(huán)境無(wú)影響??烧{(diào)配出內(nèi)燃機(jī)油、齒輪油、壓縮機(jī)油、高溫油等。衢州恒順公司生產(chǎn)。
3、二聚酸及其衍生物
二聚酸主要是油酸和亞油酸的熱聚體,或熱聚體與乙二醇酯化得到的二聚酸乙二醇酯,代表產(chǎn)品是T402。它具有油性及防銹性能,主要用于冷軋制油和防銹油。國(guó)外對(duì)應(yīng)產(chǎn)品有Emery工業(yè)公司的Emeryl014、1016、1018、1022和1024等o
3、含磷摩擦改進(jìn)劑
含磷摩擦改性劑主要是磷酸酯、亞磷酸酯、脂肪族膦酸酯、硫代膦酸酯、巰基膦酸酯以及巰基磷酸酯等。磷酸酯的相關(guān)內(nèi)容可叁考第十章第四節(jié)內(nèi)容。磷酸三乙酯(TEP)是一種多效能的潤(rùn)滑油摩擦系數(shù)改進(jìn)劑,其油溶性、流暢性好,可降低潤(rùn)滑油的摩擦系數(shù),增加潤(rùn)滑油極壓抗磨性能。T451(A)膦酸酯具有良好的油溶性、減摩和抗磨性,用于合成潤(rùn)滑油、導(dǎo)軌油等。國(guó)外類似產(chǎn)品有HiTEC 059(含磷化合物),MobiladG-204(含硫磷化合物)、G-205(烷基亞磷酸酯),Irgalube 211(烷基三苯基硫代磷酸酯),EM706、711(磷酸酯)等。
5、含氮摩擦改進(jìn)劑
含氮摩擦改進(jìn)劑主要包括脂肪胺類、酰胺類、醇胺類以及咪唑啉類衍生物。胺類摩擦改進(jìn)劑通常是指大于8個(gè)碳原子的脂肪胺、環(huán)氧基脂肪胺、脂族鏈烷醇酰胺、脂肪族酰胺、脂肪族羧酸酯氨化物、脂族叔胺以及脂肪族丁二酸或酐與氨的反應(yīng)產(chǎn)物等。這些化合物呈現(xiàn)出適宜的油溶性,可降低摩擦和磨損,與含硫極壓劑復(fù)合有良好的協(xié)同作用。當(dāng)添加到ATF中具有良好的摩擦特性,尤其是抗抖動(dòng)性優(yōu)異。在我國(guó),有機(jī)胺類產(chǎn)品很多,但作為潤(rùn)滑油添加劑的品種很少,主要是苯并三氮唑脂肪胺鹽,即T406。T406添加在天然礦物油和潤(rùn)滑油中用作防銹劑、抗氧劑、金屬鈍化劑、減磨劑、防腐劑等,效果良好,尤其對(duì)有色金屬防銹效果更佳,與含硫極壓劑復(fù)合使用,在極壓方面有明顯的增效作用,具有添加劑量小等特點(diǎn),是優(yōu)良的潤(rùn)滑油多效添加劑,廣泛用于極壓工業(yè)齒輪油、雙曲線齒輪油、抗磨液壓油、油膜軸承油等。
6、含硼摩擦改進(jìn)劑
有機(jī)硼化物具有油溶性好、無(wú)害無(wú)臭、不腐蝕金屬、良好的防銹性及優(yōu)良的減摩抗磨性能。自20世紀(jì)80年代以來(lái),如N—羥基油酰胺和硼酸反應(yīng)的產(chǎn)物作為內(nèi)燃機(jī)油摩擦改進(jìn)劑;乙氧基化脂肪胺及其硼化衍生物;油酸的硼化物是一種有效的抗腐蝕—抗磨添加劑,具有較好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性等。有機(jī)硼化物一般是用硼酸或低碳醇硼酸酯與含有羥基或胺基的有機(jī)物反應(yīng)合成硼酸酯或硼酰胺。茂名石化公司采用天然抽脂與硼酸反應(yīng)引入硼元素,合成出一種具有優(yōu)良的減摩抗磨性能、不腐蝕金屬、良好的油溶性、熱氧化安定性和儲(chǔ)存穩(wěn)定性的B-N-Ⅲ型摩擦改進(jìn)劑。該劑能減小噪聲、提高發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率、延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命,且具有優(yōu)良的燃料經(jīng)濟(jì)耐久性,可節(jié)約燃油5%以上。適用于汽車、摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油、齒輪油和自動(dòng)傳動(dòng)液,亦可用于機(jī)床油、主軸油、壓縮油和金屬加工用油等。產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)有兩種形式。將B-N—Ⅲ摩擦改進(jìn)劑產(chǎn)品以不同比例調(diào)入液體石蠟基礎(chǔ)油中(40℃黏度為15mmz/s),用曾田振子試驗(yàn)機(jī)測(cè)摩擦系數(shù),四球機(jī)測(cè)無(wú)卡咬負(fù)荷Ps。當(dāng)油中硼質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80pg/g以上時(shí),摩擦系數(shù)達(dá)到最小值,PB達(dá)到最大值,且基本保持在同一水平,不隨添加量的變化而變化。這是因?yàn)橛椭信鸷窟_(dá)到一定數(shù)值時(shí),油中B-N—Ⅲ摩擦改進(jìn)劑達(dá)到一定的數(shù)量,足以在摩擦表面形成單分子層的吸附,起到減摩和抗磨的作用。表10.18是在研制的ATF配方中,以一定量的B-N—Ⅲ作為油晶的減摩劑,在濕式離合器摩擦元件動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)臺(tái)上的評(píng)定結(jié)果。
7、含鉬有機(jī)化合物
有機(jī)鉬摩擦改進(jìn)劑主要有硫磷酸鉬和硫代氨基甲酸鉬,硫磷酸鉬牌號(hào)為T(mén)461、T462、T471和T472等。硫代氨基甲酸鉬有T351等。另外,還推出非硫磷型鎢鉬化合物(T473)摩擦改進(jìn)劑用于內(nèi)燃機(jī)油中,其磨損的鐵含量、活塞磨損、活塞環(huán)和缸套磨損、連桿軸頸與軸瓦磨損均低于未加摩擦改進(jìn)劑的內(nèi)燃機(jī)油。
T461為油溶性有機(jī)鉬減摩劑,是一種油溶性減摩劑,兼具優(yōu)良的極壓抗磨性,在摩擦作用下可使摩擦表面平滑,并在摩擦表面形成二硫化鉬膜。T461加入潤(rùn)滑油中摩擦系數(shù)只有0.06~0.07,比一般潤(rùn)滑油摩擦系數(shù)低40%左右,還能起到優(yōu)良的極壓抗磨作用,可用于內(nèi)燃機(jī)油、齒輪油、金屬加工油等油品中。若同時(shí)加入T461實(shí)際加入量10%的T561金屬減活劑(噻二唑多硫化物),可起到防腐和增效作用。
T462(A、B)為二烷基二硫代磷酸氧鉬,具有良好的抗氧和減磨性能,主要用于潤(rùn)滑脂。國(guó)外對(duì)應(yīng)產(chǎn)品有R.丁.Vanderbilt公司生產(chǎn)的Molyvan 807、Molyvan 822。類似產(chǎn)品有Molyvan 855、Molyvan 856B等。
T463(A)和T464為烷基硫代磷酸鉬,具有良好的抗氧和減磨性能,可用于潤(rùn)滑脂、齒輪油合內(nèi)燃機(jī)油。