发动机油非磷抗氧、抗磨、减摩添加剂协同研究

降低发动机油的磷含量，提高燃料经济性，延长使用寿命，已是润滑油升级换代大势所趋。为了降低磷的含量，必须减少二烷基二硫代磷酸锌（ZnDDP）的使用，而二烷基二硫代氨基甲酸锌（ZnDDC）是ZnDDP最理想的替代物。为了提高油品的燃料经济性，需要加入有机钼摩擦改进剂，其中，不含硫磷的钼酸酯添加剂，因其良好的减摩保持性，其应用更为突出。为了满足更苛刻的油品高温性能要求，还必须加入烷基化二苯胺类抗氧剂（ADPA）。因此有必要对非活性钼、ZnDDC和ADPA之间相互作用进行考察。研究表明，在非活性有机钼、ZnDDC、ADPA的三元添加剂体系中，存在着三种相互配合的协同作用：ZnDDC与非活性有机钼的抗磨协同。非活性有机钼与ADPA的抗氧化协同，以及ZnDDC与ADPA的抗氧化协同。利用非活性有机钼、ZnDDC、ADPA的三元非磷协同复合体系（OD0401），可以大幅度提高油品的抗氧化性能、减摩性能和抗磨性能，这对发展低磷含量的GF-4和GF-5发动机润滑油具有十分积极的意义。利用该协同复合添加剂OD0401，还可以有效地提高低档发动机油的抗氧化和抗磨性能。     

Ashless Anti- Wear Additives for Motor Oils

1 IntroductionThe sensitivity of automotive exhaust gas after-treat-ment systems to deactivation by additives present in enginelubricants is only partially known.Ash-for ming(metal-lic)elements usedin engine lubricant for mulation find theirway into the combustion chamber and will eventually for mdeposits in the exhaust gas after-treat ment systems.Inparticulate traps,this increases the pressure drop across thetrap andli mits its useful life before maintenance or replace-ment is required.In mo…     

A Multifunctional Borate Ester/Amide for Engine Oils

Global economic and pollution concerns are having a major impact on how modern engine oils are being formulated. Modern engine oil specifications mandate reduced levels of phosphorus and sulfur to protect the efficacy of pollution control devices. In addition, modern engine oil must also be more fuel efficient than earlier generations to reduce greenhouse gas emissions and the impact of high priced gasoline and diesel fuel to the consumer. At the same time, oxidation, wear, and corrosion performance of the oil must not be compromised. Multifunctional additives are useful formulation tools that help formulators meet these tough new challenges. One such additive is the organo-borate ester/amide. Originally conceived as an organic friction modifier, this patented technology is really a multifunctional additive that addresses the global economic and pollution concerns. With the addition of boron, this unique commercial organic friction modifier also imparts antioxidancy, antiwear and anticorrosion properties to engine oil. In addition, the organo-borate ester/amide is compatible with pollution control devices because it does not contain sulfur or phosphorus. Work is on going to uncover additional beneficial properties of this chemistry.     

无硫磷有机钼对不同基体材料的润滑效果研究

将不同添加量的无硫磷有机钼添加剂加入柴油机油中,利用SRV摩擦磨损试验机考察其在不同添加量下对45号钢和GCr15钢的减摩抗磨性能;采用电子扫描电镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）、光电子能谱（XPS）分析磨痕的表面形貌、元素组成及价态。结果表明：无硫磷有机钼在45号钢上的减摩性能随添加量的增大而提高,但抗磨性能降低,当添加量超过0.6%时,磨损体积甚至超过不添加无硫磷有机钼时的磨损体积;无硫磷有机钼在GCr15钢上的润滑效果远好于在45号钢上的润滑效果,且试验的摩擦因数和磨损体积均随添加剂添加量的增加而减小。添加无硫磷有机钼后,在摩擦过程中基体表面能够附着含铁和钼氧化物的边界润滑膜,起到润滑作用,但过量的无硫磷有机钼在45号钢表面形成MoO3磨粒,增大磨损体积,并导致基体表面氧化严重,发生严重磨损,加剧了磨损体积增大的趋势;而GCr15钢的硬度大,因此不会出现磨损体积增大的情况,无硫磷有机钼能够有效地起到抗磨作用。     

SM/GF-4汽油机油技术的研究开发

介绍了中国石化石油化工科学研究院开发的SM/GF-4汽油机油复合添加剂和油品配方技术。采用该技术生产的油品模拟试验性能和物理化学性质均能满足SM/GF-4规格指标要求,该油品配方中复合添加剂的加剂量(w)为7.5%。采用MTM和HFRR摩擦磨损试验对新开发的SM/GF-4 5W-30油品进行了减摩和低温抗磨性能研究,发现油酸甘油酯减摩剂老化后仍然具有较好的减摩性能。采用X射线光电子能谱分析了该油品进行程序IIIG高温抗氧化发动机台架试验后的活塞沉积物成分,结果表明活塞沉积物中除积炭外,主要含有发动机油的硫酸盐灰分。     

二烷基二硫代氨基甲酸钼添加剂的研发进展

二烷基二硫代氨基甲酸钼主要用于润滑油、润滑脂中,可以提高内燃发动机燃油经济性、持久性,是适应GF-4、GF-5汽油机油规格的节能、环保添加剂。文章叙述了兼具抗磨减摩、极压和抗氧化性能的润滑油添加剂二烷基二硫代氨基甲酸钼的合成技术,简述了二烷基二硫代氨基甲酸钼的润滑和热分解机理,对二烷基二硫代氨基甲酸钼的表征方法进行概括,并对我国二烷基二硫代氨基甲酸钼的发展方向提出建议。     

SN/GF-5汽油机油研发

使用国产添加剂和基础油开发了具有自主知识产权、满足SN/GF-5规格的汽油机油,通过模拟评定试验筛选了汽油机油的复合抗氧剂和复合减摩剂组合以及和抗磨剂二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)结构.结果表明:长链二苯胺型抗氧剂和酚酯型抗氧剂质量比为3:7的复合抗氧剂可大幅提高油品的抗氧化性能;酰胺型摩擦改进剂和氨基甲酸钼复合使用可...     

满足GF-6汽油机油规格要求的低黏度发动机油抗磨性能研究

GF-6汽油机油规格将在2020年开始首次认证。为了满足GF-6规格要求,本研究进行了自主开发低粘度发动机油的抗磨性能的研究。GF-6研发油品实验室模拟老化后,采用Falex V型块摩擦试验机和HFRR高频往复摩擦试验机进行了抗磨性能的评价,对摩擦表面采用X射线光电子能谱进行了分析研究。GF-6研发油显著的低温抗磨性能在程序IVB发动机台架试验结果上得到了验证。研究结果表明在汽油机油配方中选择合适的钙盐清净剂种类和用量,可以显著降低程序IVB发动机台架试验中凸轮和挺杆的磨损失重。在IVB发动机台架试验中,在油品老化的碱值下降和酸值上升交叉点后,凸轮挺杆发生明显的磨损。     

S-（2-巯基苯并噻唑）O，O/-二烷基二硫代磷酸酯的合成及性能研究

介绍了一种新型润滑油添加剂S-（2-巯基苯并噻唑）O,O/-二烷基二硫代磷酸酯的制备过程及其性能。采用旋转氧弹法、PDSC法和四球摩擦磨损试验机考察了其在矿物基础油中的抗氧化性能和抗磨性能以及与几种抗氧化和抗磨添加剂间的协同性能。结果表明,这种新型润滑油添加剂具有较好的抗氧化性能和抗磨损性能,并与添加剂lube-515复配时具有较好的协同性能。     

纳米SiO_2润滑添加剂的摩擦学性能及其抗磨减摩机理研究

研究了纳米SiO_2作为润滑油添加剂的摩擦学性能及其与MoDDP的协同作用,并通过SEM,EDS,XPS等手段对磨斑表面进行分析,探索了纳米SiO_2的抗磨减摩机理。结果表明,当纳米SiO_2加入量(w)为0.5%时,润滑油的摩擦系数和磨斑直径分别比基础油降低30.6%和35.5%,显著提高了基础油的抗磨减摩性能。纳米SiO_2与MoDDP具有良好的协同作用。纳米SiO_2的抗磨减摩机理为:在摩擦副表面沟槽部位纳米SiO_2和MoDDP膜起填补作用;在凸处,纳米SiO_2起微"滚动轴承"作用,MoDDP在摩擦能量作用下分解为软的MoS_2并沉积在摩擦副表面,以上综合作用减小了摩擦,修复了摩擦副表面,从而提高了润滑油的抗磨减摩性能。但随着时间的延长,SiO_2对MoS_2沉积膜又具有轻微的刮擦作用。     

无硫磷型有机减摩剂的研究与应用进展

环保法规的限制推动了发动机油及添加剂的低硫磷化发展趋势,而对发动机油燃油经济性的更高要求促使减摩节能剂在润滑油中的应用日益广泛。减摩剂也在不断朝着低硫磷化的方向发展。文章详细介绍了几类主要的无硫磷型有机减摩剂的化学结构、主要合成路线、作用机理、优缺点及其在发动机油中的应用状况,对无硫磷型有机减摩剂的发展趋势做了简要分析。     

新型无硫磷有机钼添加剂的制备与摩擦学性能

研制了一种新型无硫磷有机钼润滑油添加剂月桂酸-N-钼酸酯(LNME),采用傅里叶转换红外光谱（FT-IR）表征了其分子结构,在四球摩擦磨损试验机上考察了其在Ⅱ类基础油150SN中的摩擦磨损性能,并通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱仪（XPS）对摩擦表面进行了分析,探讨了摩擦学作用机理。结果表明,所制备的新型润滑油添加剂LNME在摩擦副表面能形成吸附膜,部分吸附膜通过摩擦化学反应生成了铁的氧化物、有机氮和MoO_x的摩擦化学反应膜,从而表现出较好的承载能力和抗磨减摩性能。     

植物油制备润滑油添加剂的研究进展

传统石油基润滑油添加剂对生态环境的不利影响,使得由植物油制备的可生物降解润滑油添加剂成为研究热点。介绍了植物油用作润滑油添加剂的优势和不足,总结了国内外科研工作者通过引入硫、磷等化学元素,环氧化,环状碳酸化和聚合等方法,对植物油进行化学改性与修饰,以提高其抗磨、减摩、抗氧化、增黏、降凝等性能。讨论了由植物油制备润滑油添加剂研发中尚存的问题,认为由植物油经过化学改性与修饰制备的环状碳酸酯型和多功能的聚合型润滑油添加剂是未来发展方向。     

植物油基润滑油添加剂的制备及其摩擦学性能

采用菜籽油与亚磷酸二正丁酯为原料通过自由基加成反应制备了环境友好植物油基润滑油添加剂(PRO)。利用四球试验与SRV微动摩擦磨损试验对比了PRO与磷酸三甲酚酯(TCP)在饱和多元醇酯基础油(3970)中的减摩、抗磨以及极压性能。结果表明,PRO在不同的载荷、浓度、温度等条件下的摩擦学性能均明显优于TCP。PRO优异的摩擦学特性主要得益于其在摩擦过程与金属表面发生摩擦化学反应,生成含有Fe2O3,Fe3O4,FeP与FePO4的边界润滑薄膜,从而起到极压、抗磨的作用。     

The Use of TEOST(R) MHT-4 to Measure the Phosphorus Volatility of Engine Oils

Phosphorus is known to poison the exhaust gas catalysts used to control emissions in modern gasoline-fueled passenger car vehicles. Phosphorus volatility has been studied by others as a potential issue related to the compatibility of modern engine oils with exhaust gas catalysts using a modified version of the ASTM D5800 (Noack) test as well as the Sequence ⅢG engine test (ASTM D7320). The level of phosphorus volatility in these tests has been shown to be strongly affected by the chemistry of the zinc dialkyldithiophosphate (ZDDP) used in the engine oil formulation. The TEOST MHT-4 test (ASTM D7097) is a high temperature deposit test currently included in the ILSAC GF-4 specification. This bench test simulates the oxidation and deposit-forming characteristics of engine oils in the hot zones of modern high-performance engines and, therefore, was chosen by the author(s) as a tool to investigate differences in phosphorus volatility of modern engine oils. Our investigations demonstrate that the TEOST MHT-4 test is capable of measuring phosphorus volatility of engine oils with very good discrimination and precision; it may be considered for use in future ILSAC standards (e.g. GF-5).     

采用Mack T-9台架试验分析机油理化性质的变化

以Mack T-9发动机台架为研究工具,分析了8种柴油机油在500h台架试验过程中的烟炱含量、黏度、金属含量、总酸值、总碱值、硝化物和磷元素化学状态等性质的变化过程,探索了柴油机油性质的变化对缸套磨损的影响。试验结果表明:黏度稳定、抗氧化能力强和总碱值偏高的柴油机油有助于降低发动机磨损,分析结果将对高品质柴油机油的开发提供指导。     

2-巯基苯并噻唑的改性及在菜籽油中的摩擦学性能研究

 摘要：在2-巯基苯并噻唑分子中引入硼元素(B)和油溶性基团正辛氧基，合成了2-硫酮苯并噻唑啉-3-甲基二正辛基硼酸酯(OTB)，以它作为润滑油添加剂，采用四球摩擦磨损试验﹑铜片腐蚀性试验分别考察了加有OTB的菜籽油(RO)的摩擦学性能及抗腐蚀性能，分析了载荷﹑摩擦时间﹑添加剂含量对菜子油摩擦学性能的影响。结果表明，在菜子油中添加OTB后，其承载能力明显提高，磨斑直径和摩擦系数均显著下降，特别在较高的载荷下具有更好的抗磨减摩性能，并表现出较好的抗腐蚀性能，可以作为润滑油多功能添加剂使用。     

Study on Preparation and Engine Bench Test of Friction-Reducing and Repairing Additive to Lubricating Oils

A new kind of friction-reducing and repairing additive containing nano-scale copper and rare earth compounds were prepared by means of synthesis and compounding methods. The performance of the said additive was investigated by engine bench test, and was compared to the performance of similar domestic and imported additives. The deterioration of lube oils containing additives over different time intervals was studied by means of plasma spectrometry and mass spectrometry, and the effect of additive package on engine power was also studied. Test results have revealed that the synthetic additive package can provide good anti-wear performance to the tribo-pairs. In particular, after 300 hour application of the said additive package the connection rod shaft and copper sleeve showed ““zero wear““ to achieve the in situ dynamic repairing of tribo-pairs. Application of the said synthetic additive can effectively improve the engine power performance and extend the engine service life.     

T310A硫代磷酸酯胺盐抗磨添加剂的合成与应用

以酸性亚磷酸二烷基酯、硫、脂肪胺为原料，在催化剂作用下合成的硫代磷酸酯胺盐T310A具有优良的极压抗磨减摩性能、热氧化安定性能以及水解安定性能，是一种使用性能比较全面的多功能含磷添加剂。与T310硼化硫代磷酸酯胺盐抗磨剂相比，T310A具有更好的极压抗磨性能及与各种基础油的适应性能，可用于溶剂精制基础油、加氢精制基础油、合成基础油等基础油中。T310A与其它添加剂复合研制的T4208齿轮油复合剂以质量分数为4．2％的加剂量用于加氢精制基础油中研制的80W／90重负荷车辆齿轮油质量达到且高于APIGL-5水平。     

磁场对含与不含磷酸三甲酚酯润滑油摩擦学特性的影响

在四球摩擦磨损试验机的摩擦区域外置磁场,考察了有无磁场条件下150SN基础油和含磷酸三甲酚酯（TCP)润滑油的摩擦学特性,并用扫描电子显微镜（SEM)和X射线光电子能谱仪分析了磨斑表面形貌和典型元素的化学状态。摩擦学测试结果表明磁场增强了基础油和含TCP润滑油的抗磨性能,削弱了两者的减摩性能。磁场作用下磨斑表面的磨损程度更轻微,特别是经含TCP润滑油润滑后的磨斑。XPS表明含TCP润滑油中的磨斑表面生成了主要含有Fe2O3, Fe3O4 和 FePO4等化合物的摩擦化学反应膜。磁场中摩擦副亚表层中O和P元素的含量比无磁场环境中高,推测磁场对含TCP润滑油抗磨性能的增强作用和对减摩性能的削弱作用是因为磁场促进了TCP中O和P元素向摩擦副亚表层的扩散。