润滑油添加剂发展综述

2019-10-14丁娅陈炳耀杨善杰

山东工业技术 2019年4期

关键词：添加剂环保分类

丁娅陈炳耀杨善杰

摘要：介绍了石油添加剂的基本性能、基本要求、分类标准及其在国内外的发展状况，环境保护法规对添加剂的影响，环境和法规对添加剂的限制和禁用等。

关键词：添加剂;分类;发展;环保

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.04.006

1 添加剂性能及基本要求

润滑油主要由基础油和添加剂组成，其中基础油是主要组分起到润滑油的主要作用，通过改变传统的石油炼制方法已经难以满足当今发动机技术的发展需求，所以对添加剂的使用已成为最佳的选择。添加剂是为了弥补传统润滑油某些性能的不足，虽然加入量少但效果显著。一般工业润滑油添加剂占比10%以下，内燃机油其添加剂成分占到20%左右，而对于高碱值的船用气缸油添加剂能占30%以上。

研发人员通过大量实验，寻找出各种添加剂的最佳组合，既能使润滑剂达到其特定性能，又能节省加入量，这就是判断润滑油品质的关键指标。对目前市场上的主流品牌润滑油来说，基础油的品质差异性越来越小，主要区别就在于对添加剂的使用，对不同的成品油，里面的添加剂品种、类型、剂量及配方各有不同[1]。例如很多用户在选用齿轮油时认为油的粘度越高，油膜越厚，润滑越可靠，而油粘度低时油膜薄，易使油膜破裂，因而偏爱高粘度油。这种观点是很片面，因为有极压抗磨添加剂的润滑油的油膜的强度主要是依靠添加剂的性能，油膜的厚薄起到较小的作用，与此相反，油粘度高反而使润滑油的流动阻力变大、流动性变差及传热性能差，因此在同等的质量档次下，粘度低的油是反而是最好的选择。基于环保节能的要求，低粘度化是所有润滑油品的发展趋势，添加剂的作用将变得更加重要，也促使我们要不断地去开发出更高性能的添加剂来满足油品的发展需求。

2 国内石油添加剂的分类标准

国内石油添加剂分类只有行业标准和企业标准，没有国家标准。采用SH/T 0389-92对添加剂进行分类，这类产品的类别是用汉语拼音字母“T”来表示。

2.1 石油添加剂按照运用场所进行分类

石油添加剂按运用场所可以分为润滑剂添加剂、燃料添加剂、复合添加剂和其它的一些添加剂种类。

2.1.1 不同类别的添加剂按状态

目前，润滑剂的常用类型有液体润滑剂、半液体润滑剂和固体润滑剂，这种分类方法是根据其状态进行划分的。同时液体润滑油包括：矿物油系润滑油、合成油系润滑油、水基润滑剂（包括水、乳化液、水和其他物质的混合物）;半液体润滑剂包括：有机脂、无机脂;固体润滑剂包括：金属化合物、其他无机物和有机物质。

2.2 添加剂在国内外的发展情况

2.2.1 添加剂在国外的发展情况

在20世纪30年代前，直馏矿物油是润滑油中最普遍使用的原料，添加剂几乎不被使用，在当时这就完全可以满足发动机的润滑需求。到了20世纪50年代，国外添加剂运用在润滑油中有了很大的发展，主要是运用到内燃机油与工业动力设备上。内燃机油的使用在润滑油中所占比例较大，进而对添加剂的使用量也变得很大，种类也随着变多。较长时间以来，有效地提高内燃机油的性能成为国外润滑油添加剂发展上的主攻方向;而在50年代的后期，使用复合金属清净剂与抗氧抗腐蚀剂成为润滑油中最重要的突破，这种突破能适应当时内燃机工作时所应具备的一系列的需求[2]。但是，仅使用这些添加剂进行调配，不仅加入量高，性能也不太好。随着车辆数量的剧增，汽车开停次数的增加，一系列问题又接着产生，如低温油泥、高温积碳等杂质的产生，使得发动机曲轴箱的运转受到影响……这一系列的问题都需要不同类型的添加剂来进行改善。

添加剂在国外润滑剂中的加入成为人们较为关注的问题，为了能更好地适应机械行业的发展，润滑油的性能在不断地提高，这就促进了新组分的添加剂和复合添加剂的研究;到了1990年，西方国家的润滑油添加剂的年销量接近2.2Mt;到90年代末期，添加剂的生产公司面临的兼并和合并的情况极为严重。这些面临的压力主要来自于用户、政府、发动机制造厂的压力，正是这些压力推动着添加剂行业的发展[3]。

2.2.2 添加剂在国内的发展情况

我国在润滑油添加剂方面的起步比较晚，从烷基萘降凝剂在1954年被生产以来，添加剂在我国才有了较大的发展，到了50年代的末期，我国对添加剂的研究才有了比较系统的投入。而在70年代，清凈剂、降凝剂、粘度指数改进剂、防锈剂等都相继问世，我国在润滑油添加剂的生产能力基本上能适应当时国内油品的需求。到了80年代，我国在新添加剂的开发、研制上投入了更多的人力、物力和财力，同时学习了国外添加剂的生产技术，尤其在反应设备与监控方面的技术。到80年代末，我国新开发并投入的新产品有极压剂、抗磨剂、金属减活剂、粘度指数改进剂等系列品种[4]。

除此之外添加剂的结构发生了很大的变化，低档的添加剂产量在减少或淘汰，而高档的产量在增加，当前我国在一些主要添加剂品种上与国外不相上下，但质量上还存在明显不足。我国自从加入到WTO后，较多的添加剂公司陆续进入到中国，添加剂行业面临激烈的竞争，这促使我们不断地壮大自己，进而缩小与国外添加剂的差距，同时结合我国国情，不断地发展自己的添加剂产业。

3 环境对添加剂的影响[5-10]

近10年以来，由于润滑油和工业液体进入环境，开始让人们意识到这些液体给环境带来的影响，特别是对水生植物和动物的影响较为明显。这些问题在工业发达国家不仅仅引起政府的高度重视，在社会上也产生了较大的影响，并成立了很多环境保护组织。

例如在40～50年代，特别是美国小汽车急剧增加，使得环境污染和城市交通阻塞，汽车开停次数的增加和以较低的速度在运转，这迫使汽车的曲轴箱的温度较低，从而使得燃料烃和水分不能轻易地从润滑油中进行排出，使得漆膜与油泥沉积物等增加。在排气中容易渗透、泄露、溢出和处理不当等，这些问题都会使润滑剂进入到环境中，其次人们增设了正压曲轴箱通风系统PVC，这样一来使润滑油中的漆膜与油泥沉积物的生成趋势更加严重。大量水汽产生并部分冷凝下来生成大量的乳化泥，使得管道及滤网阻塞，严重的影响到了曲轴箱正常的使用。为了解决这种情况，研发人员开发出丁二酰亚胺才使低温油泥的问题得到解决。

还比如，人们用硫化鲸鱼油作为油性剂与极压剂并运用在齿轮油、导轨油、蒸汽气缸油、汽油机磨合油和润滑脂中并得到广泛运用，产量迅速增加。由于对鲸鱼油需求增加，1970年達7500t，这导致世界捕鲸量急剧增加，鲸鱼的数量锐减甚至濒临灭绝。从生态平衡的角度考虑，在1970年6月，禁止捕鲸的法令在美国政府被通过，鲸鱼油及鲸鱼的副产品被禁止使用，这迫使添加剂的原料和制备工艺面临改变，于是引起科研人员寻找鲸鱼替代品的热潮。多种硫化鲸鱼油的代用品经过多年研究相继问世。环境对于添加剂的发展提供了动力，添加剂的发展也给环境做出了贡献。

但一些添加剂对环境也会带来危害，尤其当今社会对排气要求更严格，这迫使有毒的常用添加剂被取缔，一些新的添加剂组分复合剂被开发和问世。比如德国的“蓝色天使”规定的生物降解润滑脂的要求：低毒（最大WGK1）和无氯、氮，润滑脂中含氯及氮的化合物被禁止使用。添加剂会给环境带来危害，环境也会在添加剂的发展中起到阻碍作用。

4 总结

添加剂对提高油品的质量和增加油品的品种起关键的作用。但添加剂也不可能是万能的，它不能改变油品的品质，由次变好，只能说添加剂是提高油品质量的关键因素之一。是润滑油特殊组分的重要因素之一，同时也取决于基础油的质量和加入油品添加剂的配方，这二者缺一不可。

参考文献：

[1]黄文轩，韩长宁.润滑油与燃料添加剂手册[M].北京：中国石化出版社，1994.

[2]吕兆歧.近年来国内外润滑油市场[J].润滑油，1994（03）：1-6.

[3]石油化工科学研究院赴美考察组.赴美润滑油添加剂及油品评定考察报告[R].1980年5月.

[4]论我国的润滑油市场[C].卢成锹科技论文选集.中国石化出版社，2001：221-231.

[5]Product review-Biodegradable fluids and lubricants.Industrial Lubrication and Tribology，1996，48（02）：17-26.

[6]Meeting reports.Industrial Lubrication and Tribology，1996，48（05）：43-51.

[7]Dr J Korff，Dr Achim Febenbecker.Additives for Biodegradable Lubricants.59th Annual Meeting of NLGI，1992.

[8]The Need for Biodegradable Lubricants.Industrial Lubrication ant Tribology，1992，44（04）：6-7.

[9]赵兴中.国外生物降解润滑剂的现状及发展趋势[J].润滑油，1994