王英平 袁金光 蘇萬(wàn)陶

摘要：潤(rùn)滑油添加劑是一種或者幾種化合物的構(gòu)成，應(yīng)用潤(rùn)滑油添加劑可以改善潤(rùn)滑油中已有的一些特性，或者產(chǎn)生某種新的特性，以讓潤(rùn)滑油更加好用。潤(rùn)滑油添加劑的種類非常多，按照功能可以分為抗氧化劑、抗摩劑、清凈劑、極壓添加劑、泡沫抑制劑、防腐防銹劑等，廣泛應(yīng)用在內(nèi)燃機(jī)和工業(yè)上，來(lái)提高潤(rùn)滑油的效率和質(zhì)量。基于此，本文針對(duì)潤(rùn)滑油添加劑的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并以此對(duì)其應(yīng)用發(fā)展做出了展望。

關(guān)鍵詞：潤(rùn)滑油添加劑應(yīng)用效率和質(zhì)量

Brief Analysis of the Application Status and Development Trend of Lubricating Oil Additives

WANG Yingping1 YUAN Jinguang1 SU Wantao2

（1 China National Petroleum Corporation Shanghai Lubricant Branch; 2 China National Petroleum Corporation Shanghai Lubricant Product Design Branch，Shanghai，201800 China）

Abstract： Lubricating oil additive is the composition of one or several compounds. The application of lubricating oil additive can improve some existing characteristics of lubricating oil or produce some new characteristics to make lubricating oil more easy to use. There are many kinds of lube additives. According to their functions， they can be divided into antioxidants， antifriction agents， detergents， extreme pressure additives， foam inhibitors， preservative and rust preventive agents. They are widely used in internal combustion engines and industries to improve the efficiency and quality of lubricants. Based on this， this paper analyzes the application status of lubricating oil additives， and looks forward to its application and development.

Key Words： Lubricating oil; Additives; Application; Efficiency and quality

潤(rùn)滑油添加劑的種類非常多，應(yīng)用非常廣泛。20世紀(jì)80年代以前，我國(guó)潤(rùn)滑油的質(zhì)量較低，對(duì)于油品性能的需求也比較簡(jiǎn)單，因此最初的潤(rùn)滑油添加劑都是單劑的，就是根據(jù)潤(rùn)滑油質(zhì)量要求，選擇某種性質(zhì)的基礎(chǔ)油加入進(jìn)去，以此來(lái)改善某種油品的特性。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)于潤(rùn)滑油的性能需求越來(lái)越多，單劑的產(chǎn)品與性能也在不斷優(yōu)化和完善，工藝也越來(lái)越成熟，可以媲美國(guó)外的單劑技術(shù)。然而，我國(guó)在石油消耗量方面按照年來(lái)評(píng)價(jià)，是世界第二位，但是在潤(rùn)滑油添加劑的研究中，卻很少有專家、學(xué)者去研究，導(dǎo)致潤(rùn)滑油添加劑的相關(guān)學(xué)術(shù)研究非常少，因此，應(yīng)用潤(rùn)滑油添加劑就缺少了參考，本文對(duì)于潤(rùn)滑油添加劑應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)的研究具有非?，F(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義[1]。

1 潤(rùn)滑油添加劑的概況

目前我國(guó)市場(chǎng)上的潤(rùn)滑油添加劑90%都來(lái)自國(guó)外公司，生產(chǎn)銷售潤(rùn)滑油添加劑的企業(yè)包括雅富頓、潤(rùn)英聯(lián)、雪佛龍和路博潤(rùn)等，早在很久之前除了向市場(chǎng)上推出了單劑量的添加劑，還推出了復(fù)合添加劑。而我國(guó)由于技術(shù)有限，研發(fā)出來(lái)的潤(rùn)滑油添加劑不僅質(zhì)量有待改善，市場(chǎng)占有率還特別的少，這跟我國(guó)排名世界第二石油的消耗量的現(xiàn)狀非常不匹配。潤(rùn)滑油添加劑的種類非常多，按照功能可以分為清凈分散劑、抗氧抗腐劑、極壓抗磨劑、油性劑、抗氧防膠劑、增粘劑、防銹劑、降凝劑、抗泡劑、破乳劑。其中，清凈分散劑如低堿值合成烷基苯磺酸鈣、高堿值線型烷基苯合成磺酸鈣、長(zhǎng)鏈線型烷基苯高堿值合成磺酸鈣、高堿值合成二烷基苯磺酸鈣等，主要是吸附油中的氧化產(chǎn)物來(lái)提高潤(rùn)滑油的抗腐蝕性。抗氧抗腐劑，如硫磷丁辛伯烷基鋅鹽、硫磷雙辛伯烷基鋅鹽、堿式硫磷雙辛伯烷基鋅鹽、硫磷丙辛仲伯烷基鋅鹽、硫磷伯仲烷基鋅鹽，主要功能就是提高潤(rùn)滑油的氧化安定性，以此來(lái)防止金屬氧化及磨損[2]。極壓抗磨劑，如硫化異丁烯，噻二唑衍生物（TH561）主要功能就是節(jié)省油耗，提高潤(rùn)滑作用。油性劑主要功能就是防止金屬摩擦面的直接接觸，提高潤(rùn)滑作用。抗氧防膠劑主要功能抗氧、防膠、防老化。增粘劑主要功能就是增加油品的粘度、改善油品的粘溫性能。防銹劑主要功能就是阻止氧化、防止酸性氧化物的生成，以此來(lái)達(dá)到防銹的作用。降凝劑主要功能就是降低油品的凝固點(diǎn)，改善油品低溫流動(dòng)性。抗泡劑主要功能就是使氣泡能迅速地溢出油面，失去穩(wěn)定性并易于破裂，從而縮短氣泡存在的時(shí)間。破乳劑主要功能就是降解，降解很高的油品。

2 ?潤(rùn)滑油添加劑的應(yīng)用現(xiàn)狀

20世紀(jì)30年代以前，人們對(duì)于潤(rùn)滑油添加劑的認(rèn)知比較模糊，一些潤(rùn)滑油中也很少使用添加劑，性能也比較單一。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)步，隨著機(jī)械設(shè)備的發(fā)展，單一功能的潤(rùn)滑油無(wú)法滿足使用需求，開始對(duì)潤(rùn)滑油添加劑有了認(rèn)知，并且在20世紀(jì)50年代得到了迅速的發(fā)展。在20世紀(jì)60年代初期，潤(rùn)滑油添加劑的種類已經(jīng)基本上定型，技術(shù)也發(fā)展到一定階段。到了20世紀(jì)70年代，潤(rùn)滑油添加劑發(fā)展上升到了平穩(wěn)階段，20世紀(jì)80年代，以復(fù)合劑為主的潤(rùn)滑油添加劑開始在國(guó)際市場(chǎng)上銷售，隨后，其功能也在不斷的改善，如增加了如抗氧化、防銹、抗泡、抗磨、潤(rùn)滑等功能，種類越來(lái)越多，按照使用用途又可以分為內(nèi)燃機(jī)油添加劑和工業(yè)潤(rùn)滑油添加劑，內(nèi)燃機(jī)油添加劑和工業(yè)潤(rùn)滑油添加劑又可以細(xì)分很多種類，在應(yīng)用過程中，很多生產(chǎn)商都是將其各種功能進(jìn)行混合來(lái)進(jìn)行使用，在使用上也越來(lái)越經(jīng)濟(jì)[3]。

據(jù)我國(guó)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，目前世界上內(nèi)燃機(jī)油添加劑的使用率占了70%，工業(yè)潤(rùn)滑油添加劑的使用量占18%左右。使用最廣的行業(yè)是運(yùn)輸業(yè)，如轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)、公共汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)、鐵路機(jī)車的發(fā)動(dòng)機(jī)、船舶的傳動(dòng)系統(tǒng)等，在應(yīng)用過程中，受技術(shù)和法律法規(guī)的影響，一些復(fù)合劑、添加劑的組分也在不斷的開發(fā)和創(chuàng)新，性能也越來(lái)越優(yōu)。如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)油趨向低磷化、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)油趨向低灰分化，不僅節(jié)能，還滿足了環(huán)保要求。

3 潤(rùn)滑油添加劑的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油添加劑的發(fā)展趨勢(shì)

在內(nèi)燃機(jī)中，使用潤(rùn)滑油添加劑的種類最多，并且不同的添加劑功能也不一樣，本文就選擇了其中應(yīng)用最多的幾種添加劑，來(lái)分析其發(fā)展趨勢(shì)。

眾所周知，潤(rùn)滑油添加劑在內(nèi)燃機(jī)中使用的品種類別較多，并且不同添加劑的功能也有所不同，具體分為金屬清凈劑、無(wú)灰分散劑以及抗氧抗腐劑等。此外，隨著我國(guó)環(huán)保意識(shí)的逐步增強(qiáng)，對(duì)潤(rùn)滑油品質(zhì)方面的要求也越加嚴(yán)格，所以也因此使得添加劑在需求量與品種方面的發(fā)展更加快速。

3.1.1 ?金屬清凈劑

在內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油中，金屬清凈劑中，如磺酸鹽、硫化烷基酚鹽、烷基水楊酸鹽及其他羧酸鹽等都是最重要的添加劑，不僅可以改善內(nèi)燃機(jī)的油品，還能提高其性能。未來(lái)，我國(guó)對(duì)環(huán)保要求會(huì)越來(lái)越高，內(nèi)燃機(jī)也需要穩(wěn)定性更好、粘度更低、濁度更低的潤(rùn)滑油金屬清凈劑來(lái)延長(zhǎng)換油周期，保護(hù)環(huán)境，并且還要具備經(jīng)濟(jì)性，因此，未來(lái)潤(rùn)滑油金屬清凈劑會(huì)往高性能、高堿值方向發(fā)展。磺酸鹽添加劑以成本低為優(yōu)勢(shì)，適用性也比較廣，未來(lái)在一定程度上發(fā)展也會(huì)越來(lái)越好。烷基水楊酸鹽具有較強(qiáng)的分子極性，可以提高潤(rùn)滑油的高溫清凈性，因此未來(lái)還可以制造出堿值程度不同的系列化產(chǎn)品。烷基酚鹽其酸性比較弱，清凈分散性能也比較差，但是抗腐蝕性和抗氧化性強(qiáng)，未來(lái)還是往抗腐蝕性和抗氧化性方向發(fā)展，以此來(lái)顯著改善油品的性能[4-5]。

3.1.2 無(wú)灰分散劑

無(wú)灰分散劑主要是對(duì)潤(rùn)滑油中的積碳、油泥和酸性氧化產(chǎn)物進(jìn)行分散和增溶，其廣泛應(yīng)用在一些高檔的內(nèi)燃機(jī)油品中，提高油品的高溫清凈性和熱穩(wěn)定性。無(wú)灰分散劑未研發(fā)出來(lái)，一直都是使用單、雙烯基丁二酰亞胺，其在化學(xué)結(jié)構(gòu)方面還有很多不足，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，對(duì)汽車潤(rùn)滑油的使用要求也越來(lái)越嚴(yán)格，這種單、雙烯基丁二酰亞胺就逐漸被淘汰，無(wú)灰分散劑就應(yīng)運(yùn)而生。其不僅可以提高潤(rùn)滑油的熱穩(wěn)定性，還能提高其高溫清凈性，未來(lái)我國(guó)潤(rùn)滑油級(jí)別還會(huì)越來(lái)越高，還需要高分子的無(wú)灰分散劑來(lái)提高其性能，因此未來(lái)無(wú)灰分散劑會(huì)往高分子、無(wú)氯化、多功能方向發(fā)展。

3.1.3 抗氧抗腐劑

抗氧抗腐劑也是內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油中常用的一種添加劑。由于潤(rùn)滑油在氧化過程中會(huì)產(chǎn)生大量的氧化產(chǎn)物，這些氧化產(chǎn)物會(huì)對(duì)腐蝕內(nèi)燃機(jī)的鋼套、軸承等一些金屬材質(zhì)的器件，從而影響著內(nèi)燃機(jī)的使用壽命。而且這些氧化產(chǎn)物還會(huì)繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生難溶的大分子化合物，增加油品的消耗。在內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油中添加抗氧化添加劑，不僅可以延緩潤(rùn)滑油的氧化速度，還能延長(zhǎng)內(nèi)燃機(jī)的換油周期。未來(lái)內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油等級(jí)會(huì)越來(lái)越高，對(duì)粘度、沉積物要求也會(huì)更加嚴(yán)格，所以未來(lái)抗氧抗腐劑會(huì)往高溫的屏蔽酚型、胺型、有機(jī)銅鹽、堿金屬鹽等方面發(fā)展。目前，我國(guó)抗氧劑在內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油的用量中也是非常明顯的，以二異辛基二硫代磷酸硫氧鉬為主構(gòu)成的潤(rùn)滑油添加劑，以其環(huán)保性優(yōu)良、油溶性好、減摩抗磨效果突出等優(yōu)勢(shì)，會(huì)是我國(guó)未來(lái)重點(diǎn)研發(fā)的抗氧抗腐劑。

3.1.4 摩擦改進(jìn)劑

摩擦改進(jìn)劑也是潤(rùn)滑油中常用的一種添加劑，其可以降低內(nèi)燃機(jī)機(jī)械部件由于摩擦而產(chǎn)生的損耗，還可以改善潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑性能，延長(zhǎng)內(nèi)燃機(jī)一些機(jī)械部件的使用壽命。目前，石油的價(jià)格一直在上漲，國(guó)家也一直在采取各種方式提高燃油的經(jīng)濟(jì)性，未來(lái)摩擦改進(jìn)劑還需要進(jìn)一步改進(jìn)。有機(jī)硼磷酸脂化合物具有較強(qiáng)的抗磨和減摩的作用，如果摩擦非?？量痰脑?，就會(huì)導(dǎo)致分子鍵的斷裂，進(jìn)而產(chǎn)生一定量的碳、氧、硼等原子，從而加速了摩擦滲碳、滲硼，會(huì)讓抗摩、減摩效果更加明顯[6-7]。

3.2 工業(yè)潤(rùn)滑油添加劑的發(fā)展趨勢(shì)

工業(yè)潤(rùn)滑油添加劑應(yīng)用也比較廣泛，其中極壓抗磨劑和粘指劑應(yīng)用最廣。

3.2.1 極壓抗磨劑

工業(yè)上一些機(jī)械部件由于摩擦?xí)?dǎo)致大量的能源消耗，影響著機(jī)械部分的使用壽命。極壓抗磨劑的作用就是抗磨，目前常用的是T304（P劑）、T305（S-P-N劑）、T306（P劑），這些都是含磷極壓抗磨劑，被廣泛應(yīng)用在高檔的潤(rùn)滑油中。最初極壓抗磨劑是含硫的成分較多，如硫化異丁烯，但是硫化異丁烯含有有害物質(zhì)，且工藝也比較復(fù)雜，所以含磷極壓抗磨劑就成了其替代品被廣泛應(yīng)用，但是其也是有缺陷的，雖然其可以保證抗磨性，也可以延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命，但是其損耗性也比較大，未來(lái)還需要往降低磷損耗方向發(fā)展。而且，目前原子級(jí)納米摩擦技術(shù)發(fā)展飛速，未來(lái)也可以考慮將其添加在潤(rùn)滑油中來(lái)進(jìn)行極壓抗磨。

3.2.2 粘指劑

粘指劑也是工業(yè)潤(rùn)滑油常用的一種添加劑，一般情況下石蠟基礎(chǔ)油粘指在100以內(nèi)，加氫精制基礎(chǔ)油在120～140，130～150，這個(gè)指標(biāo)是無(wú)法達(dá)到機(jī)油的要求的，而加入粘指劑，粘指可以提高到200以上，不僅降低了由于溫度變化對(duì)機(jī)油粘的影響，還改善了機(jī)油的黏溫性。粘指劑是一種高分子聚合物，其可以在牛頓流體中膨脹改善高溫性能，在非牛頓流體中收縮改善溫性能。常用粘指劑種類有PMB、PMA、OCP、HSD，其中PMA的熱穩(wěn)定性最差，HSD與OCP的熱穩(wěn)定性相仿。隨著我國(guó)汽車保有量的增加，對(duì)潤(rùn)滑油的需求也有了更加專業(yè)的、更高的要求，粘指劑產(chǎn)品也在不斷的創(chuàng)新，目前已經(jīng)能夠滿足API SN，CJ-4，ILSAC GF-5等各種發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油的要求，并且助力潤(rùn)滑油等級(jí)提升。未來(lái)，粘指劑還會(huì)不斷的創(chuàng)新技能，滿足更多潤(rùn)滑油的需求。

3.3 潤(rùn)滑油添加劑總體發(fā)展趨勢(shì)

隨著潤(rùn)滑油對(duì)于添加劑要求越來(lái)越嚴(yán)格，未來(lái)潤(rùn)滑油添加劑還會(huì)往高性能、多功能、適用廣等方向發(fā)展，并且由于我國(guó)環(huán)保要求也越來(lái)越嚴(yán)格，未來(lái)還會(huì)往低氣味、無(wú)污染等環(huán)境友好化發(fā)展。此外，未來(lái)一些含有硫元素、氯元素、重金屬等的消耗大的添加劑，以及一些有毒、有害、易沉淀等不良的添加劑也會(huì)慢慢被取代。一些性能低的添加劑，一些適用性比較窄的添加劑也會(huì)得到改善。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，目前潤(rùn)滑油添加劑廣泛應(yīng)用在內(nèi)燃機(jī)和工業(yè)領(lǐng)域，不僅延長(zhǎng)了使用壽命，還起到了抗腐蝕、防銹等作用。目前，潤(rùn)滑油添加劑的種類非常多，功能也比較多，每個(gè)都有自己的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，也有自己的適用性，也解決了潤(rùn)滑油的一些使用要求。隨著我國(guó)各項(xiàng)要求越來(lái)越嚴(yán)格，未來(lái)潤(rùn)滑油添加劑還會(huì)有更廣大的市場(chǎng)，產(chǎn)品也會(huì)往高性能、多功能及環(huán)境友好化等方向發(fā)展。這對(duì)于我國(guó)國(guó)內(nèi)企業(yè)來(lái)講是個(gè)機(jī)會(huì)，需要不斷地提高自己的研發(fā)水平，研發(fā)出適合市場(chǎng)需求的潤(rùn)滑油添加劑產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄭昆，楊紅.潤(rùn)滑油添加劑的應(yīng)用現(xiàn)狀與技術(shù)發(fā)展[J]. 中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2020，40（21）：141-143.

[2] 周紅艷.潤(rùn)滑油添加劑的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].清洗世界，2020，36（2）：77-78.

[3] 吳鳳廣.潤(rùn)滑油添加劑的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展探析[J].商品與質(zhì)量，2022（1）：148-150.

[4] 李久盛，徐小紅，張立等.表面修飾納米粒子作為潤(rùn)滑油添加劑的應(yīng)用研究及展望[C].2011年全國(guó)青年摩擦學(xué)與表面工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集，2011：15-18.

[5] 周辰.新型防銹添加劑的研制及作用機(jī)理的研究[D].北京：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，2020.

[6] 蘇文亮.環(huán)保型極壓劑的制備及復(fù)配性能研究[D].青島：中國(guó)石油大學(xué)（華東），2019.

[7] 楊亞康.廢潤(rùn)滑油脫金屬—萃取預(yù)處理工藝的研究[D].青島：中國(guó)石油大學(xué)（華東），2019.