光稳定剂在加氢润滑油基础油中的应用进展

薛洪健，焦祖凯，王　凯，马莉莉，张　卉，曹逸飞，秦一鸣（中海油（青岛）重质油加工工程技术研究中心有限公司，山东青岛266500）



光稳定剂在加氢润滑油基础油中的应用进展

薛洪健，焦祖凯，王凯，马莉莉，张卉，曹逸飞，秦一鸣
（中海油（青岛）重质油加工工程技术研究中心有限公司，山东青岛266500）

摘要：对加氢润滑油基础油的光稳定性机理，典型的光稳定剂如紫外线吸收剂、激发态猝灭剂、氢过氧化物分解剂、自由基捕获剂的组成与作用机理进行了总结。对能够改善加氢润滑油基础油光稳定性的光稳剂进行了综述，提出了光稳定剂在加氢润滑油基础油中应用方面的研究建议。

关键字：光稳定剂；加氢润滑油；基础油；应用进展

加氢润滑油基础油与“老三套”工艺生产的润滑油基础油相比具有残炭低、氮硫含量低、热稳定性和低温流动性好，对添加剂感受性好等优势。但通过加氢工艺生产的润滑油基础油，大都光稳定性较差［1］。在受到日光照射或紫外线辐射情况下，加氢润滑油基础油往往会有颜色变化，甚至出现沉淀物等缺点，制约了油品的性能和应用。通常研究认为，油品中的氮化合物、重芳烃以及部分饱和的多环芳烃是造成加氢润滑油基础油光稳定性差的主要原因［2］。研究人员使用了化学改质法、调合法等不同方法以期改善加氢润滑油基础油的光稳定性［3］。上述方法各有优劣，在加氢润滑油基础油中加入光稳定剂是一种成本低廉、快速简单的提高基础油光稳定性方法。

光稳定剂是一种添加到高分子材料、橡胶及各类化学产品中化合物，用来减弱或者消除紫外线的破坏作用，从而起到增强使用性能延长使用寿命的作用。

1　加氢润滑油基础油光氧化机理

照射向受体的光可被反射、散射和吸收，光氧化过程仅发生于可被吸收的光存在的情况下。目前，加氢润滑油基础油的光氧化机理普遍认为其符合自由基机制，分为链引发、链转移和链终止等阶段［4］。具体过程可描述为，加氢基础油中饱和烃、芳烃和胶质的部分官能团由于紫外线作用，激发至自由基态，然后在氧气作用下发生化学反应，该过程可能伴随热氧化过程。

2　光稳定剂分类及作用机理

根据光稳定剂在光氧化过程中的起到的不同作用，通常可分为：紫外线吸收剂、激发态猝灭剂、自由基捕获剂、氢过氧化物分解剂。不同种类稳定剂介绍如下：

2.1紫外线吸收剂

紫外线吸收剂是目前应用最广的一类光稳定剂，它能强烈地、选择性地吸收高能量的紫外光，而自身又具有高度的耐光性，将吸收的能量转换为热能或无害的低能辐射释放或消耗，防止官能团被紫外光能量激发。按照化学种类可细分为：苯并三唑类、二苯甲酮类、水杨酸酯类、苯甲酸酯类及环芳烃等。

2.2激发态猝灭剂

含镍配合物是应用较多的激发态猝灭剂，这类稳定剂吸收紫外光的能力很弱，在起到稳定作用时本身无大的化学变化发生，但它能转移分子激发态的能量，从而防止了自由基的产生，减少了光氧化过程。

2.3自由基捕获剂

自由基捕获剂能够清除自由基，阻止自动氧化链反应的发生，提高材料的光稳定性。这类稳定剂最常用的为受阻胺光稳定剂，此类化合物对紫外线基本无吸收作用，但能够捕获自由基、分解产生的过氧化物，将激发态能量传递出去，达到高度的光稳定性。

2.4氢过氧化物分解剂

氢过氧化物分解剂通过缓滞活性链的增长，起到稳定作用，硫代双酚型配合物是作用显著的氢过氧化物分解剂。

3　光稳定剂在加氢润滑油基础油中的应用

在加氢润滑油基础油中加入合适的光稳定剂是一种快速解决基础油光稳定性的简便方法。光稳定剂在各种材料中的应用和研究日益广泛，但是加氢润滑油基础油密切相关的光稳定剂的报道、专利并不多。

李建明等［5］将苯并三唑型光稳定剂、受阻胺型光稳定剂和抗氧剂的单剂及进行复配后，分别加入到兰州炼油厂HVIWH125基础油中，解决了基础油光稳定性较差的问题，光稳定剂和抗氧剂在复配后，用量更少，即可达到光稳定性要求。

李华等［1］研究了加氢处理润滑油基础油的组成及其与光稳定性的关系，探讨了加氢处理润滑油基础油中部分加氢多环芳烃的存在与其光稳定性差之间的关系。考察了二苯甲酮类、苯并三唑类、受阻胺类光稳定剂以及几种抗氧剂对加氢处理润滑油基础油光稳定性的影响。经研究得到，加氢油的光稳定性主要是受油品中的部分多环芳烃影响；添加抗氧剂或者光稳定剂单剂时，油品的光稳定性改善不大，将各类型的光稳定剂和抗氧剂进行复配，得到的复合稳定剂能够明显地提高基础油的光稳定性，同时也使其热稳定性得到了提升，降低了成本，方便易行。

张科良、徐家业［6］将自制的紫外辐射吸收剂、受阻胺类光稳定剂和抗氧剂添加到兰州石化总厂生产的125N加氢润滑油基础油，研究了其对基础油光稳定性的影响。其自制的光稳定剂和抗氧剂对125N加氢润滑油基础油的光稳定性起到了一定的改善效果，但上述添加剂复合使用改善效果更为显著。

Mobil Co.以氨基和硝基为邻位或者对位的芳胺作为光稳定剂，具有改善作用良好，但其加入造成油品颜色加深。Atlantic Richfield Co.认为脂肪胺类化合物是一种效果优良的光稳定剂，与芳胺相比价格更为经济，且对提升油品的光稳定性作用更为显著。

4　建议

加氢润滑油基础油的光稳定剂基本仍为通用型，品种也不多。随着环保需求的日益强烈，顺应润滑油添加剂无灰化发展的趋势，适用于加氢润滑油基础油的专用型无灰化的光稳定剂的开发研制是越来越强烈的愿望和切实需求。

根据目前润滑油基础油光稳定剂的研究开发现状，继续筛选现有光稳定剂，同时扩大适用于加氢润滑油基础油的光稳定剂的品种和数量，积极开展添加剂的复配研究。同时，对光稳定剂的结构与性能等基础性研究工作继续深入开展，从光氧化机理和润滑油基础油的结构和组成入手，研究开发加氢润滑油基础油专用型高效光稳定剂。

参考文献

［1］李华，邓远利，张辉.复合稳定剂在加氢处理润滑油基础油中的应用［J］.润滑油，2008，23（4）：1- 6.

［2］李建明，王会东.加氢裂化润滑油基础油用光稳定剂［J］.精细石油化工进展，2002，3（3）：39- 43.

［3］王会东.加氢润滑油基础油的安定性研究进展［J］.润滑油，2002，17（4）：6.

［4］张景河.现代润滑油与燃料添加剂［M］.北京：中国石化出版社，1991.105- 106.

［5］李建明，王东会.光稳定剂在加氢裂化润滑油基础油中的应用研究［J］.精细石油化工进展，2003，4（4）：30.

［6］张科良，徐家业.加氢润滑油基础油光稳定剂的研制［J］.高校化学工程学报，2006，20（2）：310- 314.

Application progress in light stabilizer for hydrotreated lube base oil

XUE Hong-jian，JIAO Zu-kai，WANG Kai，MA Li-li，ZHANG Hui，CAO Yi-fei，QIN Yi-ming
（CNOOC Heavy Oil Processing Engineering Research Center Co.，Ltd.，Qingdao 266500，China）

Abstract：Light stability mechanism of hydrotreated lube base oil，composition and mechanism of various types of ordinary typical light stabilizers，including ultraviolet absorbent，excited state quenchers，hydrogen peroxide decompositers，free-radical catchers，are summarized. Suggestions on the research and application of light stabilizers which added to hydrotreated lube base oil were proposed.

Key words：light stabilizer；hydrotreated lube oil；base oil；research progress

中图分类号：TE624.8+2

文献标识码：A

DOI：10.16247/j.cnki.23-1171/tq. 20160643

收稿日期：2016- 03- 28

作者简介：薛洪健（1988-），男，助理工程师，从事润滑油产品开发及工艺研究工作。