润滑油及其工艺教学-第四章-润滑油的分类、性能要求及添加剂二课件.ppt

1、概述概述n基础油具备润滑油的基本特性和某些使用性能基础油具备润滑油的基本特性和某些使用性能n受化学组成、族组成限制，基础油不可能具备商受化学组成、族组成限制，基础油不可能具备商品润滑油所要求的各种性能品润滑油所要求的各种性能n解决办法：解决办法：基础油添加剂基础油添加剂n影响润滑油产品质量的因素：影响润滑油产品质量的因素：1）基础油的组成及性能）基础油的组成及性能 2）添加剂的品种与质量）添加剂的品种与质量 3）它们之间的配伍性能。）它们之间的配伍性能。概述概述n添加剂大多是添加剂大多是有机化合物有机化合物，能很好地溶于，能很好地溶于(或分或分散于散于)油中，储存及使用时稳定，不易发生变化，油

2、中，储存及使用时稳定，不易发生变化，并且不损坏润滑油的其它性能。并且不损坏润滑油的其它性能。n一般一种添加剂只能解决某一方面的性能，所以一般一种添加剂只能解决某一方面的性能，所以添加剂的品种很多。添加剂的品种很多。n我国分类是按添加剂所起的作用划分的，主要分我国分类是按添加剂所起的作用划分的，主要分为以下为以下10组：组：添加剂的分类添加剂的分类n1、清净剂与分散剂（、清净剂与分散剂（ditergent and dispersant)n2、抗氧抗腐剂（、抗氧抗腐剂（anti-oxidation and corrosion additive)n3、极压抗磨剂（、极压抗磨剂（extreme pre

3、ssure additive)n4、油性剂和摩擦改进剂（、油性剂和摩擦改进剂（oiliness additive and friction modifier)n5、抗氧剂和金属减活剂（、抗氧剂和金属减活剂（anti-oxidant,metal deactivator)n6、粘度指数改进剂（、粘度指数改进剂（viscosity index improver)n7、防锈剂、防锈剂(antirust additive)n8、降凝剂（、降凝剂（pour point depressant)n9、抗泡沫剂（、抗泡沫剂（anti-foam additive)n10、抗乳化剂（、抗乳化剂（anti-emuls

4、ifying additive)添加剂的基本作用添加剂的基本作用1)改变润滑油的物理性质改变润滑油的物理性质n例如，粘度指数改进剂、降凝剂、油性剂、抗泡例如，粘度指数改进剂、降凝剂、油性剂、抗泡剂等使润滑油分子变形、吸附、增溶而改变其物剂等使润滑油分子变形、吸附、增溶而改变其物理性能。理性能。2)改变润滑油的化学性质改变润滑油的化学性质n抗氧抗腐剂、极压抗磨剂、防锈剂、清净分散剂抗氧抗腐剂、极压抗磨剂、防锈剂、清净分散剂等使润滑油增加或增强了某些化学性能。等使润滑油增加或增强了某些化学性能。4.1 清净分散剂清净分散剂n发动机在工作过程中，其内部总会出现一些污垢。发动机在工作过程中，其内部总会

5、出现一些污垢。n污垢来源：污垢来源：n燃料不完全燃烧产物燃料不完全燃烧产物。主要来源，燃料。主要来源，燃料(包括部分进入燃包括部分进入燃烧室的发动机油烧室的发动机油)不完全燃烧产物，以窜气形式通过活塞不完全燃烧产物，以窜气形式通过活塞环及缸壁的间隙，进入曲轴箱和发动机油箱；环及缸壁的间隙，进入曲轴箱和发动机油箱；n润滑油氧化产物。润滑油氧化产物。润滑油在发动机内苛刻的工况条件下润滑油在发动机内苛刻的工况条件下生成的氧化产物。生成的氧化产物。n污垢吸附在活塞上，或粘附、沉积于曲轴箱和机油箱，污垢吸附在活塞上，或粘附、沉积于曲轴箱和机油箱，导致磨蚀、磨损加剧、密封不严、油路和滤网堵塞等。导致磨蚀、

6、磨损加剧、密封不严、油路和滤网堵塞等。污垢分类：污垢分类：n氧化、缩合产物和燃料燃烧产物形成的沉积物分氧化、缩合产物和燃料燃烧产物形成的沉积物分3类：类：n积炭积炭：高温分解产物、棕色和黑色固体，：高温分解产物、棕色和黑色固体，H/C0.70 部位部位活塞顶部、燃烧室壁、阀门等高温部位。活塞顶部、燃烧室壁、阀门等高温部位。n漆膜漆膜：氧化缩合产物，棕色到黑色薄而坚固的膜：氧化缩合产物，棕色到黑色薄而坚固的膜 H/C1.2 部位部位活塞环槽及活塞裙部。活塞环槽及活塞裙部。n油泥油泥：由水、润滑油及固态杂质形成的乳状沉积物，：由水、润滑油及固态杂质形成的乳状沉积物，灰色到黑色凝块灰色到黑色凝块 部

7、位部位曲轴箱及输油管部低温部位。曲轴箱及输油管部低温部位。沉积物形成的原因沉积物形成的原因沉积物形成的原因沉积物形成的原因一、清净分散剂的种类一、清净分散剂的种类 T1n最主要的润滑油添加剂之一，用量占润滑油添加最主要的润滑油添加剂之一，用量占润滑油添加剂的剂的50%左右。左右。n主要用于内燃机油中保持发动机清洁。主要用于内燃机油中保持发动机清洁。n包括清净剂和分散剂两大类包括清净剂和分散剂两大类n清净剂清净剂在高温运转条件下能够防止或抑制机油氧在高温运转条件下能够防止或抑制机油氧化而生成沉积物，并且能够把在活塞及气缸壁上化而生成沉积物，并且能够把在活塞及气缸壁上形成的漆膜和积炭形成的漆膜和积

8、炭“洗涤洗涤”下来，从而使发动机下来，从而使发动机内部表面保持清洁。内部表面保持清洁。n清净剂多是金属有机化合物，具有表面活性。清净剂多是金属有机化合物，具有表面活性。一、清净分散剂的种类一、清净分散剂的种类 T1n分散剂分散剂能够吸附在较低的运转温度下形成的油泥，能够吸附在较低的运转温度下形成的油泥，防止其凝聚成油泥沉积物，并使其分散开来，悬防止其凝聚成油泥沉积物，并使其分散开来，悬浮于机油中。这时虽然机油的颜色会变深浮于机油中。这时虽然机油的颜色会变深(黑黑)，但却不会堵塞机油管路和滤清器，也不会使油的但却不会堵塞机油管路和滤清器，也不会使油的粘度上升。粘度上升。n分散剂多是不含金属的有机

9、聚合物（无灰分散剂）分散剂多是不含金属的有机聚合物（无灰分散剂）n清净分散剂属于油溶性清净分散剂属于油溶性表面活性剂表面活性剂：非极性的尾，极性的头非极性的尾，极性的头 离子型：磺基、羧基或酚基；非离子型：多胺离子型：磺基、羧基或酚基；非离子型：多胺一、清净分散剂的种类一、清净分散剂的种类 T1n主要有以下主要有以下5种：种：n1、磺酸盐型磺酸盐型金属清净剂（金属清净剂（T101T105）n包括磺酸钙、磺酸镁，通常为钙剂包括磺酸钙、磺酸镁，通常为钙剂n应用最广的清净剂应用最广的清净剂n具有很好的清净性与一定的分散性及防锈性具有很好的清净性与一定的分散性及防锈性SO3CaO3SRR一、清净分散剂

10、的种类一、清净分散剂的种类 T1n磺酸盐实际上是一磺酸盐实际上是一胶束分散体系胶束分散体系。n制备：制备：n油溶性烷基磺酸油溶性烷基磺酸 氢氧化钙中和氢氧化钙中和 磺酸钙磺酸钙 通入通入CO2 CaCO3微粒（被磺酸钙胶束包围）微粒（被磺酸钙胶束包围）n含含CaCO3越多其中和性能越好越多其中和性能越好n中和性能表示：总碱值（中和性能表示：总碱值（mg KOH/g）n它的技术发展史可以说是不断追求高碱值的历史它的技术发展史可以说是不断追求高碱值的历史一、清净分散剂的种类一、清净分散剂的种类 T1n按碱值的大小分类：按碱值的大小分类：n1）正盐）正盐n2）低碱度盐（碱值）低碱度盐（碱值100 m

11、g KOH/g）n3）中碱度盐（碱值约）中碱度盐（碱值约150 mg KOH/g）n4）高碱度盐（碱值约）高碱度盐（碱值约300 mg KOH/g）n5）超碱度盐（碱值约）超碱度盐（碱值约400 mg KOH/g）n目前最常用的为低碱度盐与高碱度盐目前最常用的为低碱度盐与高碱度盐 一、清净分散剂的种类一、清净分散剂的种类 T1n磺酸盐一般是必加的清净剂，加量约为磺酸盐一般是必加的清净剂，加量约为25%，与其它清净剂复合使用时，其用量为与其它清净剂复合使用时，其用量为12%。n清净分散剂一般复合使用，需视基础油与添加剂清净分散剂一般复合使用，需视基础油与添加剂的性质而定。的性质而定。n效果不是简

12、单的加和，存在相互协合与相互对抗效果不是简单的加和，存在相互协合与相互对抗n实践证明，有灰剂与无灰剂复合，在有灰剂中采实践证明，有灰剂与无灰剂复合，在有灰剂中采用磺酸钙与硫化烷基酚钙或烷基水杨酸钙的复合，用磺酸钙与硫化烷基酚钙或烷基水杨酸钙的复合，往往可以得到协合的效果。往往可以得到协合的效果。2、烷基酚盐和硫化烷基酚盐（、烷基酚盐和硫化烷基酚盐（T115）n常用的是硫化烷基酚的钙盐。常用的是硫化烷基酚的钙盐。n清净剂中位居第二，仅次于磺酸盐。清净剂中位居第二，仅次于磺酸盐。CaSxORRO3、烷基水杨酸盐（、烷基水杨酸盐（T109）n 烷基水杨酸烷基水杨酸 烷基水杨酸钙烷基水杨酸钙 OHRC

13、OOHORCOOCaOROOCCa4、磷酸盐和硫代磷酸盐（、磷酸盐和硫代磷酸盐（T108）n以上四种清净剂均含有金属以上四种清净剂均含有金属n燃烧后均残留一定的灰分，所以称为有灰清净剂燃烧后均残留一定的灰分，所以称为有灰清净剂PRSOOPOROBa5、无灰分散剂（、无灰分散剂（T151155）n主要有四种类型：丁二酰亚胺；丁二酸酯；主要有四种类型：丁二酰亚胺；丁二酸酯；曼尼施（曼尼施（Manich）型；含磷型。）型；含磷型。n具有优良的分散性能，但其它性能不佳。具有优良的分散性能，但其它性能不佳。n目前使用最多的是：丁二酰亚胺型，有单丁二酰亚胺，目前使用最多的是：丁二酰亚胺型，有单丁二酰亚胺，

14、双丁二酰亚胺双丁二酰亚胺和多丁二酰亚胺类。和多丁二酰亚胺类。RCHCO(CH2CH2NH)23CH2CH2NCH2RCONCH2CCOOCH二、清净分散剂作用机理二、清净分散剂作用机理n1、分散作用分散作用 n把固体以极小微粒分散到液体中形成悬浮体把固体以极小微粒分散到液体中形成悬浮体 n表面活性剂有促进固体分散形成稳定悬浊液的作用。悬浮在油中的表面活性剂有促进固体分散形成稳定悬浊液的作用。悬浮在油中的微小固体颗粒有非油溶性的烟灰、积炭、胶质等，而且它们具有很微小固体颗粒有非油溶性的烟灰、积炭、胶质等，而且它们具有很大的比表面积，处于不稳定状态。当表面活性剂的极性基通过物理大的比表面积，处于不

15、稳定状态。当表面活性剂的极性基通过物理吸附、氢键结合、形成离子键等形式吸附在固体颗粒表面，而亲油吸附、氢键结合、形成离子键等形式吸附在固体颗粒表面，而亲油基一端伸向油中将固体颗粒包围，并且定向排列形成一层亲油的分基一端伸向油中将固体颗粒包围，并且定向排列形成一层亲油的分子膜时，使固体颗粒与油之间的界面张力降低，并且由于形成的分子膜时，使固体颗粒与油之间的界面张力降低，并且由于形成的分子膜有空间阻碍作用或静电斥力作用而减少固体颗粒间的相互吸引子膜有空间阻碍作用或静电斥力作用而减少固体颗粒间的相互吸引力，从而防止固体颗粒相互聚集而沉积到金属表面，这是清净分散力，从而防止固体颗粒相互聚集而沉积到金属

16、表面，这是清净分散剂最基本的功能。剂最基本的功能。二、清净分散剂作用机理二、清净分散剂作用机理2、增溶作用增溶作用n不能溶解的物质，因加入少量不能溶解的物质，因加入少量表面活性剂表面活性剂而溶解而溶解n表面活性剂表面活性剂胶团的增溶作用胶团的增溶作用3、洗涤作用洗涤作用 n润湿、乳化、分散、增溶多种功能共同作用。吸润湿、乳化、分散、增溶多种功能共同作用。吸附于金属表面有效阻止氧化产物在金属表面的沉附于金属表面有效阻止氧化产物在金属表面的沉积，也阻碍了金属对油品氧化的催化作用。积，也阻碍了金属对油品氧化的催化作用。二、清净分散剂作用机理二、清净分散剂作用机理4、中和作用中和作用n含有的金属氧化物

17、、氢氧化物、或碳酸盐等碱性含有的金属氧化物、氢氧化物、或碳酸盐等碱性物，可中和含硫燃料燃烧产生的物，可中和含硫燃料燃烧产生的SO2、硫酸、以、硫酸、以及润滑油氧化生成的酸性氧化物或酸性胶质，防及润滑油氧化生成的酸性氧化物或酸性胶质，防止它们的进一步缩合形成漆膜和积炭。止它们的进一步缩合形成漆膜和积炭。分散性能的评定分散性能的评定n测定清净分散剂溶液从铁粉表面洗掉吸附沉积物测定清净分散剂溶液从铁粉表面洗掉吸附沉积物的能力的能力4.2 抗氧化添加剂抗氧化添加剂（抗氧抗腐剂（抗氧抗腐剂T201205、抗氧剂、抗氧剂T5）一、烃类的氧化一、烃类的氧化n高温缩聚反应加剧高温缩聚反应加剧n解决方法：解决方

18、法：去除烷基自由基、烷基过氧基自由基和氢过氧化物去除烷基自由基、烷基过氧基自由基和氢过氧化物n使用：自由基捕获剂、过氧化物分解剂使用：自由基捕获剂、过氧化物分解剂二、抗氧剂的类型二、抗氧剂的类型n类型多：酚型、胺型、硫磷酸盐型、硼酸酯型、嗪型等类型多：酚型、胺型、硫磷酸盐型、硼酸酯型、嗪型等n按按作用机理作用机理：自由基捕获型、过氧化物分解型：自由基捕获型、过氧化物分解型n按按使用温度使用温度：一般抗氧剂、高温抗氧剂：一般抗氧剂、高温抗氧剂n按按应用应用：抗氧防胶剂防止油品在抗氧防胶剂防止油品在厚油层厚油层条件下的氧化条件下的氧化 抗氧防腐剂防止油品在抗氧防腐剂防止油品在薄油层薄油层条件下的氧

19、化条件下的氧化n我国的抗氧剂是按应用分类的我国的抗氧剂是按应用分类的 1抗氧防胶剂抗氧防胶剂屏蔽酚型屏蔽酚型抗氧剂抗氧剂n主要是主要是2,6-二叔丁基对甲酚二叔丁基对甲酚(T501)最高使用温度最高使用温度120左右，过高温度即分解失效左右，过高温度即分解失效n双酚型：双酚型：4,4-亚甲基双（亚甲基双（2,6-二叔丁基）酚二叔丁基）酚(T511)使用温度较高，可用于内燃机油与压缩机油使用温度较高，可用于内燃机油与压缩机油CH2OH(CH3)3C(CH3)3COHC(CH3)3C(CH3)3OH(CH3)3CC(CH3)3CH31抗氧防胶剂抗氧防胶剂芳胺型芳胺型抗氧剂抗氧剂nN-苯基苯基-奈胺

20、奈胺(T531)工作温度较受阻酚型高，抗氧耐久性也比酚型好工作温度较受阻酚型高，抗氧耐久性也比酚型好 毒性较大，易使油品变色，应用受到一定限制毒性较大，易使油品变色，应用受到一定限制 NH2抗氧防腐剂抗氧防腐剂硫磷型硫磷型抗氧抗腐剂抗氧抗腐剂(T201205)n主要有：二烷基二硫代磷酸锌主要有：二烷基二硫代磷酸锌 二芳基二硫代磷酸锌二芳基二硫代磷酸锌PROROSSSSZnORPOR2抗氧防腐剂抗氧防腐剂硫磷型硫磷型抗氧抗腐剂抗氧抗腐剂(T201205)n主要用于内燃机油等主要用于内燃机油等高温与氧接触的润滑油高温与氧接触的润滑油。n提高润滑油的热氧化安定性，防止金属摩擦面的提高润滑油的热氧化安

21、定性，防止金属摩擦面的腐蚀，延长润滑油和机器的使用寿命。腐蚀，延长润滑油和机器的使用寿命。n优良的抗氧化能力，还具有优良的防腐蚀、抗磨优良的抗氧化能力，还具有优良的防腐蚀、抗磨损性能，是一种多效添加剂，广泛用于内燃机油、损性能，是一种多效添加剂，广泛用于内燃机油、抗磨液压油、及齿轮油中。抗磨液压油、及齿轮油中。n与清静分散剂复合使用，可配制高质量内燃机油与清静分散剂复合使用，可配制高质量内燃机油三、抗氧机理三、抗氧机理1、自由基捕获自由基捕获n 酚型、酚型、芳胺型（自由基）芳胺型（自由基）(CH3)3C(CH3)3CCH3C(CH3)3OH+ROOH+C(CH3)3O CH3C(CH3)3H3

22、COORO(CH3)3CROO.三、抗氧机理三、抗氧机理2、过氧化物分解过氧化物分解n硫磷型抗氧抗腐剂硫磷型抗氧抗腐剂(T201205)n虽然使用已经半个多世纪了，但是，其抑制氧化的机理虽然使用已经半个多世纪了，但是，其抑制氧化的机理一直没有一个成熟的看法，有人认为：一直没有一个成熟的看法，有人认为：n高温下发生复杂的分解反应，分解产物能捕捉自由基，高温下发生复杂的分解反应，分解产物能捕捉自由基，同时又能使过氧化物分解。同时又能使过氧化物分解。n分解后的硫磷化合物又可以与金属表面形成保护膜，从分解后的硫磷化合物又可以与金属表面形成保护膜，从而抑制酸性物质对金属的腐蚀，也可抑制金属对氧化的而抑制

23、酸性物质对金属的腐蚀，也可抑制金属对氧化的催化作用。催化作用。四、影响抗氧剂作用的因素四、影响抗氧剂作用的因素n1、基础油的感受性基础油的感受性n基础油的化学组成及结构，加工深度，尽量去掉含硫含基础油的化学组成及结构，加工深度，尽量去掉含硫含氮化合物氮化合物n2、添加剂用量添加剂用量n一般，抗氧剂浓度一般，抗氧剂浓度 油品抗氧性油品抗氧性 n浓度较大时，自身氧化，诱导期不再增长反而降低，因浓度较大时，自身氧化，诱导期不再增长反而降低，因而，有一最佳浓度而，有一最佳浓度五、抗氧剂及抗氧抗腐剂的评定五、抗氧剂及抗氧抗腐剂的评定1、抗氧性抗氧性n1）旋转氧弹法）旋转氧弹法n2）高温变稠试验）高温变稠

24、试验 100oC下，钢丝与铁丝作催化剂，以下，钢丝与铁丝作催化剂，以100ml/min的速度通的速度通入氧气入氧气40hr，粘度变大小于，粘度变大小于400%为合格。为合格。n3）热安定性试验）热安定性试验 一定温度、一定速度通入空气一定温度、一定速度通入空气4-8hr，测定氧化后的酸值，测定氧化后的酸值2、腐蚀性评价腐蚀性评价n将浸入一定温度试油中的金属片，提升到空气中，将浸入一定温度试油中的金属片，提升到空气中，1min15-16次，次，50hr，腐蚀度以，腐蚀度以g/m2来评价。来评价。4.3 载荷添加剂载荷添加剂n一般油膜厚度足够；负荷较大或相对运动速度较低时，一般油膜厚度足够；负荷较

25、大或相对运动速度较低时，油膜变薄，出现边界润滑。油膜变薄，出现边界润滑。n油膜强度不够，会造成磨损，甚至烧结。因而，必须设油膜强度不够，会造成磨损，甚至烧结。因而，必须设法增加油膜的强度，使它在高负荷下也能存在于金属摩法增加油膜的强度，使它在高负荷下也能存在于金属摩擦件之间，而不被挤掉。擦件之间，而不被挤掉。n使用添加剂的目的：将摩擦部件分开，以润滑油的内摩使用添加剂的目的：将摩擦部件分开，以润滑油的内摩擦代替金属间的干摩擦。擦代替金属间的干摩擦。n载荷添加剂：在边界润滑状态下，能在金属表面形成吸载荷添加剂：在边界润滑状态下，能在金属表面形成吸附膜和反应膜，从而减少摩擦及降低磨损的添加剂。附膜

26、和反应膜，从而减少摩擦及降低磨损的添加剂。n按所起作用分为：极压抗磨剂、油性剂和摩擦改进剂按所起作用分为：极压抗磨剂、油性剂和摩擦改进剂 一、油性剂和摩擦改进剂一、油性剂和摩擦改进剂 T4n适合较缓和的条件，在摩擦面上形成适合较缓和的条件，在摩擦面上形成物理或化学物理或化学吸附膜吸附膜，隔开金属的直接摩擦，减少摩擦系数，隔开金属的直接摩擦，减少摩擦系数n油性剂一般只能在载荷和冲击振动不很大、温度油性剂一般只能在载荷和冲击振动不很大、温度不很高的条件下有效果。而当摩擦部件的温度达不很高的条件下有效果。而当摩擦部件的温度达到到150、载荷接近、载荷接近25MPa时会脱附而失去油性时会脱附而失去油性

27、作用，因此应采用极压抗磨剂解决问题。作用，因此应采用极压抗磨剂解决问题。n油性剂多是一些长链脂肪酸、脂肪醇、脂肪酸皂，油性剂多是一些长链脂肪酸、脂肪醇、脂肪酸皂，酯类、硫化动植物油、苯并三氮唑、脂肪铵盐酯类、硫化动植物油、苯并三氮唑、脂肪铵盐(T406)等。等。一、油性剂和摩擦改进剂一、油性剂和摩擦改进剂 T4n油性剂在金属表面定向吸附排列示意图油性剂在金属表面定向吸附排列示意图二、极压抗磨剂二、极压抗磨剂 T3n能在油性剂已失效的苛刻条件下起润滑作用的添加剂能在油性剂已失效的苛刻条件下起润滑作用的添加剂n一般极压抗磨剂在高温、高速、高载荷或低速、高载荷、一般极压抗磨剂在高温、高速、高载荷或低

28、速、高载荷、冲击载荷时，能放出活性元素与金属表面起化学反应，冲击载荷时，能放出活性元素与金属表面起化学反应，生成化学反应膜或极压抗磨剂的活性物质与金属反应生生成化学反应膜或极压抗磨剂的活性物质与金属反应生成金属的硫化物、氯化物、磷化物等构成极压无极固体成金属的硫化物、氯化物、磷化物等构成极压无极固体润滑膜。化学反应膜防止了金属的直接接触，而固体润润滑膜。化学反应膜防止了金属的直接接触，而固体润滑膜熔点低于基体金属的熔点，在接触点的温度条件下滑膜熔点低于基体金属的熔点，在接触点的温度条件下处于熔融状态，可以起到平滑金属表面的作用，从而减处于熔融状态，可以起到平滑金属表面的作用，从而减小摩擦系数，

29、防止烧结和擦伤。小摩擦系数，防止烧结和擦伤。n常用极压抗磨剂主要是含硫、磷、氯的有机极性化合物常用极压抗磨剂主要是含硫、磷、氯的有机极性化合物4.4 粘度指数改进剂粘度指数改进剂 T6n增加油品的粘度，改善油品的粘温性能增加油品的粘度，改善油品的粘温性能n添加粘度指数改进剂的润滑油称稠化油添加粘度指数改进剂的润滑油称稠化油n属于油溶性高分子聚合物：属于油溶性高分子聚合物：(1)单体多半只有一单体多半只有一个双键；个双键；(2)线型而不是网型；线型而不是网型；(3)主链长度有主链长度有5001000个碳原子。个碳原子。n衡量标准：衡量标准：1）粘温性能）粘温性能 2）增粘能力、剪切稳定性、）增粘

30、能力、剪切稳定性、热稳定性、低温泵送能力等。热稳定性、低温泵送能力等。一、种类一、种类1)聚乙烯基正丁基醚聚乙烯基正丁基醚(T601)n热稳定性较差，一般用于温度不高的润滑油。热稳定性较差，一般用于温度不高的润滑油。2)聚甲基丙烯酸酯聚甲基丙烯酸酯(T602，polymethacrylate，PAM)n增粘能力及粘度指数改进效果都不错，尤其是低温性能增粘能力及粘度指数改进效果都不错，尤其是低温性能很好，但剪切稳定性和热稳定性较差。平均分子量大于很好，但剪切稳定性和热稳定性较差。平均分子量大于10万。同时还能降低油品的凝点。万。同时还能降低油品的凝点。3)聚异丁烯聚异丁烯(T603，Polyis

31、obutylene，PIB)n剪切、热稳定性较好，但增粘能力及低温性能较差剪切、热稳定性较好，但增粘能力及低温性能较差4)烯烃共聚物烯烃共聚物(T611614，olefine copolymer，OCP)n增粘能力强，剪切稳定性好，但低温性能差。增粘能力强，剪切稳定性好，但低温性能差。二、作用机理二、作用机理n高温分子溶胀，低温分子收缩高温分子溶胀，低温分子收缩n在油中成不规则的线团状，并随着温度变化其分子呈不在油中成不规则的线团状，并随着温度变化其分子呈不同状态，高温时粘度指数改进剂分子溶胀，体积和表面同状态，高温时粘度指数改进剂分子溶胀，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

32、温时粘积增大使溶液内摩擦增加导致溶液粘度增加；低温时粘度指数改进剂的分子收缩卷曲对润滑油内摩擦影响不大，度指数改进剂的分子收缩卷曲对润滑油内摩擦影响不大，因此使高温时润滑油的粘度降低和低温时润滑油的粘度因此使高温时润滑油的粘度降低和低温时润滑油的粘度上升都较小，保持粘度稳定，起到增加粘度指数的作用上升都较小，保持粘度稳定，起到增加粘度指数的作用油溶性适度的链状油溶性适度的链状 高分子聚合物高分子聚合物4.5 降凝剂降凝剂 T8n油品凝固：粘温凝固、结晶凝固油品凝固：粘温凝固、结晶凝固n油品的凝固经常是由于其中的蜡结晶而造成的。油品的凝固经常是由于其中的蜡结晶而造成的。n为了得到低凝点的润滑油，

33、常采用方法：为了得到低凝点的润滑油，常采用方法：深冷脱蜡深冷脱蜡 脱蜡深度脱蜡深度粘度指数粘度指数(VI)降低降低 、收率收率 采用降凝剂采用降凝剂，降低油品的凝固温度。降低油品的凝固温度。n合理措施：合理措施：适度精致降凝剂适度精致降凝剂 一、降凝剂种类一、降凝剂种类n降凝剂是一些和蜡结构很相似的聚合或缩合物，分子中降凝剂是一些和蜡结构很相似的聚合或缩合物，分子中一般含有较长的烷基链。常用的降凝剂有：一般含有较长的烷基链。常用的降凝剂有：n1）烷基萘）烷基萘(T801)n 由于原料易得，工艺简单，已沿用半个多世纪由于原料易得，工艺简单，已沿用半个多世纪n 缺点：颜色较深，影响色度缺点：颜色较

34、深，影响色度n2）聚甲基丙烯酸酯）聚甲基丙烯酸酯(T602)n 同时又是粘度指数改进剂。很好的降凝剂。同时又是粘度指数改进剂。很好的降凝剂。n 聚丙烯酸酯聚丙烯酸酯(T814)n3）聚）聚-烯烃（烯烃（T903，805，806）n 一类很好的降凝剂一类很好的降凝剂 RCHCH2二、降凝剂作用机理二、降凝剂作用机理n不能阻止蜡的结晶，但能阻止蜡结晶形成三维网不能阻止蜡的结晶，但能阻止蜡结晶形成三维网状结构，降低凝点。状结构，降低凝点。n作用机理随降凝剂种类不同而不同：作用机理随降凝剂种类不同而不同：n吸附作用吸附作用：烷基萘带有长烷基侧链的双环芳烃，一般烷基萘带有长烷基侧链的双环芳烃，一般认为吸

35、附于蜡结晶表面，阻碍蜡结晶长大而降凝。认为吸附于蜡结晶表面，阻碍蜡结晶长大而降凝。n共晶作用共晶作用：聚甲基丙烯酸酯，由于分子具有梳形结构，聚甲基丙烯酸酯，由于分子具有梳形结构，其侧链烷基与蜡共晶，而极性的酯基团则留在晶体外部其侧链烷基与蜡共晶，而极性的酯基团则留在晶体外部起屏蔽作用，阻止其网状结构的增长，破坏结晶的结构，起屏蔽作用，阻止其网状结构的增长，破坏结晶的结构，使之成为微小的不影响油品流动的结晶。使之成为微小的不影响油品流动的结晶。降凝剂吸附或共晶作用机理示意图降凝剂吸附或共晶作用机理示意图4.6 防锈剂防锈剂 T7n所谓所谓“锈锈”，是由于，是由于氧和水的作用氧和水的作用，在金，在

36、金属表面生成水化的氧化物和氢氧化物。属表面生成水化的氧化物和氢氧化物。n水和氧水和氧是锈蚀的必要条件。是锈蚀的必要条件。n温度高低、酸度强弱及其它催化性物质温度高低、酸度强弱及其它催化性物质(杂杂质质)的有无也是锈蚀的影响因素。的有无也是锈蚀的影响因素。n防锈剂：带有极性基的油溶性表面活性剂防锈剂：带有极性基的油溶性表面活性剂防锈机理防锈机理1)吸附隔离吸附隔离n防锈剂在一定温度下防锈剂在一定温度下(如如100)优先于其它物优先于其它物质与金属表面牢固吸附，形成隔膜，防止水分及质与金属表面牢固吸附，形成隔膜，防止水分及空气的侵入。空气的侵入。防锈机理防锈机理2)溶解隔离溶解隔离n防锈剂的乳化层

37、或吸附层溶解油相中的水滴，从防锈剂的乳化层或吸附层溶解油相中的水滴，从而防止水分与金属表面接触。而防止水分与金属表面接触。3)置换隔离置换隔离n防锈剂置换金属表面上的吸附水。防锈剂置换金属表面上的吸附水。要求要求：防锈剂分子吸附膜具有较高的机械强度和抗：防锈剂分子吸附膜具有较高的机械强度和抗水性，并有从金属表面除去有害物质的能力。水性，并有从金属表面除去有害物质的能力。防锈剂种类防锈剂种类n一般润滑油采用的防锈剂主要有以下几种：一般润滑油采用的防锈剂主要有以下几种：n1、磺酸盐类磺酸盐类n石油磺酸钡石油磺酸钡(T701)：应用最广，防锈性能好，尤其是抗：应用最广，防锈性能好，尤其是抗盐水性能好

38、。盐水性能好。n还有：石油磺酸钠还有：石油磺酸钠(T702)；二壬基萘磺酸钡；二壬基萘磺酸钡(T705)n2、羧酸、羧酸盐类和酯类羧酸、羧酸盐类和酯类n羧酸盐基有较好的抗潮湿性能，但大多数羧酸或其金属羧酸盐基有较好的抗潮湿性能，但大多数羧酸或其金属盐的抗盐水性能较差。盐的抗盐水性能较差。n烯基丁二酸烯基丁二酸(T746)；环烷酸锌；环烷酸锌(T704)。防锈剂种类防锈剂种类n3、磷酸及磷酸胺盐磷酸及磷酸胺盐n常用常用 山梨糖醇单油酸酯山梨糖醇单油酸酯(Span-80)n4、含氮化合物含氮化合物n碳数碳数1214的脂肪胺及脂肪胺油酸盐具有较好的防锈性能。的脂肪胺及脂肪胺油酸盐具有较好的防锈性能。

39、n苯并三氮唑苯并三氮唑(T706)n一些酸性物质会加剧金属生锈，但是某些防锈剂也是酸一些酸性物质会加剧金属生锈，但是某些防锈剂也是酸值较高的酸性化合物，如工业润滑油中常用的值较高的酸性化合物，如工业润滑油中常用的T746烯基烯基丁二酸，其酸值高达丁二酸，其酸值高达300mgKOH/g，它们的酸性不但不，它们的酸性不但不会造成金属的锈蚀，而恰恰是起到防锈作用的有效组分。会造成金属的锈蚀，而恰恰是起到防锈作用的有效组分。这是判断一个油品防锈性好坏时，应该注意的问题。这是判断一个油品防锈性好坏时，应该注意的问题。NNN4.7 抗泡沫剂抗泡沫剂 T9n液压油、齿轮油和发动机油等由于循环系统的搅拌而较液

40、压油、齿轮油和发动机油等由于循环系统的搅拌而较容易产生泡沫。润滑油产生泡沫会使润滑效果下降，管容易产生泡沫。润滑油产生泡沫会使润滑效果下降，管路产生气阻，致使供油量不足，机械磨损加剧。同时，路产生气阻，致使供油量不足，机械磨损加剧。同时，由于泡沫的存在也会促进油品的氧化，加速变质由于泡沫的存在也会促进油品的氧化，加速变质n抗泡沫剂的作用：抑制泡沫的产生抗泡沫剂的作用：抑制泡沫的产生n 破坏泡沫，缩短泡沫存在的时间破坏泡沫，缩短泡沫存在的时间n抗泡沫剂必须具备如下条件：抗泡沫剂必须具备如下条件：n(1)不溶或难溶于油不溶或难溶于油n(2)应有扩张性、分子间作用力小，和发泡分子有某种程应有扩张性、

41、分子间作用力小，和发泡分子有某种程 度的亲和性度的亲和性n(3)充分分散于油中充分分散于油中（通过胶体磨等手段）（通过胶体磨等手段）。抗泡沫剂作用原理抗泡沫剂作用原理1)吸附在油的表面上，防止泡沫的产生吸附在油的表面上，防止泡沫的产生2)破坏泡沫膜固有的稳定性，缩短泡沫的存在时间破坏泡沫膜固有的稳定性，缩短泡沫的存在时间 附着于部分泡沫膜上或从局部侵入泡沫膜，使泡附着于部分泡沫膜上或从局部侵入泡沫膜，使泡沫膜的局部表面张力下降或局部膜变薄，然后破沫膜的局部表面张力下降或局部膜变薄，然后破裂。客观上来说，就是使小气泡结合成大气泡，裂。客观上来说，就是使小气泡结合成大气泡，在油面上破裂。在油面上破

42、裂。抗泡沫剂的类型抗泡沫剂的类型1、硅油型硅油型n用量少用量少(110ppm)，抗泡性、抗氧化性、抗高温，抗泡性、抗氧化性、抗高温性好。它不能阻止润滑油生泡，但可以吸附于泡性好。它不能阻止润滑油生泡，但可以吸附于泡沫上，使泡沫局部表面张力显著降低，致使泡沫沫上，使泡沫局部表面张力显著降低，致使泡沫受力不均而破裂，从而缩短泡沫的存在时间受力不均而破裂，从而缩短泡沫的存在时间n二甲基硅油二甲基硅油(T901)是目前最常用和有效的抗泡沫是目前最常用和有效的抗泡沫剂。但此剂会恶化油品的空气释放能力。在液压剂。但此剂会恶化油品的空气释放能力。在液压油类中使用该剂要慎重，或使用另外一些对油品油类中使用该剂

43、要慎重，或使用另外一些对油品空气释放性影响较小的非硅型抗泡沫剂。空气释放性影响较小的非硅型抗泡沫剂。抗泡沫剂的类型抗泡沫剂的类型2、非硅型非硅型n对各种调和技术不敏感，在酸性介质中仍对各种调和技术不敏感，在酸性介质中仍保持高效，可长期储存，稳定性好。但用保持高效，可长期储存，稳定性好。但用量较大：量较大：0.0010.07m%n丙烯酸酯与醚的共聚物丙烯酸酯与醚的共聚物 T911其它其它n除了上述介绍的添加剂外，还有其它的用于润滑除了上述介绍的添加剂外，还有其它的用于润滑油的添加剂，如抗乳化剂、乳化剂、防霉剂、金油的添加剂，如抗乳化剂、乳化剂、防霉剂、金属钝化剂、密封膨胀添加剂、杀菌防腐剂、颜色

44、属钝化剂、密封膨胀添加剂、杀菌防腐剂、颜色改进剂、气味控制剂等，这里不一一介绍了。改进剂、气味控制剂等，这里不一一介绍了。n润滑油需加的添加剂见下表润滑油需加的添加剂见下表n：表示必加；：表示可加；：表示必加；：表示可加；EP：表示含极压添加剂：表示含极压添加剂 润滑油需加的添加剂润滑油需加的添加剂种类种类清净分清净分散剂散剂抗氧抗氧化剂化剂粘度指数粘度指数改进剂改进剂降凝降凝剂剂极压添极压添加剂加剂防锈防锈剂剂抗泡抗泡剂剂汽油机油汽油机油柴油机油柴油机油发动机油发动机油齿轮油齿轮油液液压压油油一般一般EP航空航空锭子油锭子油冷冻机油冷冻机油汽轮汽轮机油机油一般一般EP4.8 纳米润滑油添加剂

45、纳米润滑油添加剂n润滑油质量的每一次飞跃，实质上是添加剂发展的结果，润滑油质量的每一次飞跃，实质上是添加剂发展的结果，大多数润滑油质量是以加入多种有机或无机、液态或固大多数润滑油质量是以加入多种有机或无机、液态或固态添加剂来提高润滑油性能的，并借助添加剂通过物理态添加剂来提高润滑油性能的，并借助添加剂通过物理或化学吸附以及化学反应来实现良好的润滑效果。纳米或化学吸附以及化学反应来实现良好的润滑效果。纳米颗粒由于具有高比表面积和独特的化学物理性能，使其颗粒由于具有高比表面积和独特的化学物理性能，使其在新材料领域受到人们广泛的重视。在新材料领域受到人们广泛的重视。n润滑油纳米添加剂是将粒径润滑油纳

46、米添加剂是将粒径100nm的球形超细金属粉的球形超细金属粉末、金属氧化物或非金属氧化物粉末，以适当的方式分末、金属氧化物或非金属氧化物粉末，以适当的方式分散于各种润滑油中而形成的一种超光滑的保护层，同时散于各种润滑油中而形成的一种超光滑的保护层，同时填塞微划痕，大幅度降低摩擦和磨损。填塞微划痕，大幅度降低摩擦和磨损。4.8 纳米润滑油添加剂纳米润滑油添加剂n环保要求无毒无害添加剂；环保要求无毒无害添加剂；n机械设备要求优良减摩抗磨及其它性能，通用性机械设备要求优良减摩抗磨及其它性能，通用性n关键关键：高品质的添加剂。：高品质的添加剂。n重点重点：研制高抗剪切高粘度指数改进剂、高温复：研制高抗剪

47、切高粘度指数改进剂、高温复合抗氧剂、复合抗磨剂等合抗氧剂、复合抗磨剂等n纳米粒子具有纳米粒子具有：高比表面、高扩散性、熔点较低：高比表面、高扩散性、熔点较低n作为新型润滑材料将不同于传统的添加剂，同时作为新型润滑材料将不同于传统的添加剂，同时解决许多传统润滑剂无法解决的问题。解决许多传统润滑剂无法解决的问题。一、固体润滑剂与纳米粒子一、固体润滑剂与纳米粒子n固体润滑剂在许多润滑油不能胜任的领域发挥重固体润滑剂在许多润滑油不能胜任的领域发挥重要作用要作用n固体润滑剂：固体润滑剂：n软金属类：铅、锌、锡、金等软金属类：铅、锌、锡、金等n金属化合物类：金属化合物类：氧化物、氯化物、硫化物、硼酸盐、有

48、机酸盐氧化物、氯化物、硫化物、硼酸盐、有机酸盐n无机类：石墨、滑石、云母、氮化硅等无机类：石墨、滑石、云母、氮化硅等n有机类：蜡、树脂（聚四氟乙烯、聚酰胺等）有机类：蜡、树脂（聚四氟乙烯、聚酰胺等）一、固体润滑剂与纳米粒子一、固体润滑剂与纳米粒子n固体润滑剂发挥作用的条件固体润滑剂发挥作用的条件：n进入摩檫面间，吸附于摩擦面，形成固体润滑膜进入摩檫面间，吸附于摩擦面，形成固体润滑膜n粒度大小合适、稳定分散在润滑油中、并具有表粒度大小合适、稳定分散在润滑油中、并具有表面活性。面活性。n减磨剂减磨剂：油溶、非油溶：油溶、非油溶n 油溶性油溶性：摩擦：摩擦 高温高温分解分解腐蚀腐蚀n 非油溶性非油溶

49、性：在润滑油中分散稳定性不好：在润滑油中分散稳定性不好几种非油溶性固体添加剂的性质几种非油溶性固体添加剂的性质 名称名称石墨石墨二硫化钼二硫化钼氮化钼氮化钼聚四氟乙烯聚四氟乙烯相对密度相对密度晶体结构晶体结构莫氏硬度莫氏硬度摩擦系数摩擦系数 大气中大气中热安定性热安定性大气中大气中/2.23六方晶型六方晶型120.050.35004.8六方晶型六方晶型130.0060.253502.27六方晶型六方晶型20.27002.20.040.2250二、纳米粒子的润滑性二、纳米粒子的润滑性n制成纳米粒子制成纳米粒子 稳定分散，易进入摩擦面间，稳定分散，易进入摩擦面间，形成膜减摩抗磨，对摩擦表面有一定程

50、度的填补形成膜减摩抗磨，对摩擦表面有一定程度的填补与修复，抗磨作用与修复，抗磨作用n1、纳米金属粒子纳米金属粒子n具有低剪切强度，能发生晶面间滑移，几百纳米具有低剪切强度，能发生晶面间滑移，几百纳米的膜就能起润滑作用。的膜就能起润滑作用。n在金属表面吸附在金属表面吸附牢固膜，由于膨胀系数与基体牢固膜，由于膨胀系数与基体金属接近，温度变化时也牢固。金属接近，温度变化时也牢固。n专利报道：超微铜粉或铜合金粉加入润滑油中，专利报道：超微铜粉或铜合金粉加入润滑油中，润滑性能提高润滑性能提高10倍。倍。二、纳米粒子的润滑性二、纳米粒子的润滑性n2、纳米金属化合物粒子纳米金属化合物粒子nMoS2属于立方晶