国内添加剂发展思路与发展方向

 

近三十来，国外公司在发动机油添加剂方面鲜有原创性的新化合物品种，但原有单剂的工艺改进、结构改型、辅助抗氧剂、抗磨减摩剂等小品种的开发从来就没有停止。对于各类添加剂研发技术的开发前景分析如下。

 

1金属清净剂
 

清净剂除了本征清净作用，还对其分散性﹑抗氧化性﹑抗腐蚀性﹑极压抗磨性等提出了更高的要求，外观色泽上则要求透明度好﹑流动性好。主要集中在以下几个方面：
 

多功能清净剂：通过不同功能基团的引入或不同金属盐的复配以提高产品的极压抗磨等综合性能，如不同金属盐（镁、钠、铜等）、硫化、硼化产品。
 

节能型清净剂：一方面开发高碱值产品，以降低添加剂生产成本及其在油品中的加入量；另一方面，赋予其一定的减摩作用，以减小摩擦、降低发动机能耗。

抗氧型清净剂：油品的衰败主要由氧化变质引起，通过抗氧型基团的引入不但可减小抗氧剂的用量，而且可改善产品综合使用性能。

环保型金属清净剂：其一是要求低灰份、无毒性，能满足油品低硫、低磷等性能要求，该类清净剂的生产及使用不会污染环境；其二是可以生物降解，主要包括不含硫、磷等元素的有机金属羧酸盐。

 

2无灰分散剂

为了满足润滑油配方的需求，无灰分散剂要提供更强的烟炱分散能力和更好摩擦特性。其发展主要集中在以下两个方面。

高分子化：高分子无灰分散剂自身热稳定性、分散性能较好，在高温条件下可表现出良好的清净性能和抗氧化性能。

多功能化：主要是在原有产品的基础上通过引入功能基团或改进产物部分片断的结构来达到增加产品功能、改善产品性能的作用。目前较为常见的有：通过引入小分子酚/胺改善产品的抗氧化性能，引入硼改善产品的抗摩擦性能等。

 

3 抗氧抗腐剂
 

油品的氧化是造成其质量变坏和消耗增大的重要原因之一。这是因为氧化过程可以生成过氧化物、醇、醛、酸、酯、羟基酸等产物，进一步缩合生成不溶于油的大分子化合物，附着在活塞环上成为漆膜，以至促成积碳的生成，从而引起油品的粘度增长。生成的各种有机酸类产物还会造成金属（活塞环、钢套、轴承等）的腐蚀，从而使磨损增大。有些氧化产物与其它杂质形成油泥，造成油路的堵塞。因此在油品调和过程中，需要加入一定量的抗氧化添加剂，用来减缓油品的氧化，延长换油期。用做抗氧抗腐剂的化合物主要是一些含硫、氮、磷和金属的有机化合物以及多种烷基酚。传统的烷基酚类和胺类抗氧剂在高温条件下易失去活性，其使用范围受到限制，而仅仅使用ZDDP系列抗氧抗腐剂已经无法满足高档润滑油的抗氧化性能要求，因此各种抗高温的屏蔽酚型、胺型、有机铜盐、碱金属盐类等新型无灰抗氧化添加剂的研制工作得到了较快的发展。

 

简而言之，未来抗氧剂的发展就是开发新型无磷抗磨剂和抗氧化添加剂来补偿发动机油中ZDDP减少的损失。这些ZDDP的替代化学品与当今在发动机油中使用的ZDDP在技术上有很大区别。因此，目前抗氧剂的主要发展方向是寻找一种能够部分替代ZDDP的具有抗氧抗腐、抗磨的高效多功能润滑油添加剂。

 

4极压抗磨剂
 

极压抗磨剂主要应用在齿轮油和抗磨液压油中，使用较多的是油溶性液体抗磨剂。目前应用和研究的极压抗磨剂可分为含硫、磷和氯极压抗磨剂，有机金属盐类、硼酸盐类和稀土类极压抗磨剂，另外杂环类和纳米粒子也可用于极压抗磨剂。开发性能优良的极压抗磨剂势在必行，新产品的研发方向为：
 

稀土添加剂：优良抗磨减摩性能的稀土化合物有两个主要特点：一是其摩擦表面膜硬度高、耐磨性强得益于摩擦表面形成的稀土摩擦扩散层；二是摩擦表面的多相表面润滑保护膜含有稀土元素，对提高减摩性能具有积极的影响。
 

纳米粒子添加剂：纳米材料是由纳米粒子组成的，纳米粒子一般是指尺寸在1-100nm间的粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，具有表面效应、量子尺寸效应、体积效应、宏观量子隧道四种基本特征。这种纳米润滑剂添加到油品中，可以减少摩擦，降低能耗，延长汽车引擎或机械寿命。
 

含氮杂环化合物及其衍生物研究：根据杂环母核的结构，含氮杂环衍生物多功能润滑油添加剂可归纳为：噻二唑衍生物、噻唑衍生物、苯并三氮唑衍生物和恶唑啉和噻唑啉等几大类，每种添加剂都具有一种以上添加剂的协同作用性能。
 

复合型型添加剂：产品应用过程中人们在对现有添加剂的组成结构进行调整以使产品系列化、单剂更具特色之外，同时还通过不同产品之间的复配以使产品多功能化。一方面摩擦改进剂与其他功能添加剂复配可增强其抗磨减摩性能，另一方面，不同摩擦改进剂之间进行复配而形成的复合型摩擦改进剂，具有更为优良的抗磨减摩性能。
 

新兴材料摩擦改进剂：例如石墨烯、氮化硼、离子液体等。

 

5 粘度指数改进剂
 

近年来，分散型粘度指数改进剂发展很快，除分散型聚甲基丙烯酸酯（PMA），OCP和丁苯共聚物外，以改进分散型乙丙共聚物的贮存稳定性、低温性能、剪切稳定性、分散性研究工作仍在进行。其发展主要集中在以下两个方面。
 

含氮类粘指剂：用于汽油机油的高氮OCP粘指剂和用于柴油机油的低氮OCP粘指剂是开发及应用的方向之一。
 

新型多效粘指剂：如DAOCP（全称写上）不但是有优良的粘温性能，又有分散、抗氧性能，用其配制的多级内燃机油，可以减少无灰分散剂和抗氧剂的用量，从而改善油品低温性能，因而亦是研究的热点之一。
 

综上所述，顺应世界潮流，节能、低排放、无污染、长寿命将成为我国润滑油发展的方向，因此传统的润滑油添加剂越来越不能满足油品日益严格的规格要求，开发节能、环保、无灰等高性能、多功能添加剂必将成为未来的发展趋势。