一些含磷、氯、硫的化合物具有極壓和抗磨性。一般磷化合物具有抗磨性,而氯化物與硫化物具有極壓性。同時含氯和磷化合物和含磷或硫化合物,既具有極壓性,又具有抗磨性。為了改進潤滑脂的抗磨性和極壓性可以混合使用兩種或更多的添加劑。
極壓劑和抗磨劑的類型見表2。表2極壓和抗磨添加劑
添加劑類型
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典型化合物
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用量/%
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備注
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硫化合物
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硫化鯨魚油
雙丁基黃原酸鹽
苯間二酚硫化物
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1~10
1~10
0.1~20
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氯和氟化物
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三氟氯乙烯調聚物
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1~10
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硅油脂用
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磷化合物
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三甲苯磷酸酯
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0.5~3
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抗磨添加劑
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硫、氯、磷化合物
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硫代雙二氯酚
三(2-氯乙基)亞磷酸酯
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0.2~5
0.1~5
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膨潤土脂用
合成油鋰基脂用
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鉬和硫化物
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二硫代氨基甲酸氧化鉬
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>1
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抗磨、極壓、抗氧
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某些金屬化合物
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環烷酸鋁
二烷基二硫代氨基甲酸銻
磷酸鈣和硫化鉍混合物
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2~3
0.5~10
1
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和其添加劑共用
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其他
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羰基鎢
二環已胺
硼酸酯或硼酸鹽
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0.1~3
1~10
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抗磨添加劑
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二烷基二硫代氨基甲酸鹽是近20多年來引人注目的通用多效添加劑,這類添加劑已成功地用于許多潤滑脂和發動機油及工業潤滑油中。二烷基二硫代氨基甲酸的二價和三價金屬鹽,是潤滑劑的多效能添加劑。它具有抗氧化、抗磨和極壓劑的功能,有的還具有金屬鈍化劑的功能。鋅鹽和鎘鹽主要用做抗氧劑,但也兼有一些抗磨和極壓性能。鉬、鋁、銻鹽主要用做抗磨極壓添加劑,但也兼有一些抗氧化性能。鋅鹽還可起到金屬鈍化劑的作用。
引人注目的另一類型的抗磨極壓添加劑是硼酸鹽或硼酸酯類。它是一類新型極壓抗磨添加劑,不含磷、硫、氯等活性元素。它是所謂的“惰性”極壓抗磨添加劑。通過分散劑(如陰離子表面活性劑石油磺酸鈉)將無機硼酸鹽以極細的顆粒分散到礦物油中,分散體系中硼酸鹽是非結晶小球,平均直徑為0.1μm。
硼酸鹽具有以下優點:
①抗磨極壓效果好,特別是在低黏度油中具有良好的抗磨極壓效果。國外稱之為“節能油”的齒輪油,主要是由低黏度油加含硼添加劑制成,滿足了抗磨極壓性的要求。
②硼酸鹽極壓劑的使用壽命長。因為硼酸鹽的作用機理是由滲硼形成的FexBy形式的極壓膜,這一層表面膜具有較高硬度,較好的抗磨性,較好的抗高溫氧化、耐腐蝕性。而含磷、硫、氯活性元素的極壓性,作用機理主要是活性元素同金屬(鐵)起化學反應生成一層膜,這層膜的抗剪切強度比基礎金屬(鐵)的低。因而在使用過程中,這層膜容易被磨掉,換句話說,含磷、硫、氯的極壓性,在使用過程中消耗得比硼酸鹽快。表現在使用壽命上,硼酸鹽顯得長。
③硼酸鹽添加劑的抗磨性,對金屬材料的選擇性不敏感,換句話說,硼酸鹽添加劑對各種金屬材料都比較適應。而含磷、硫、氯添加劑,抗磨性的好壞受金屬材料的性能影響很大。
④硼酸鹽添加劑一般不會造成金屬的腐蝕,而含磷、硫、氯的極壓添加劑,若配制的不好,往往造成金屬腐蝕。硼酸鹽一般沒有什么毒性。
⑤硼酸鹽極壓添加劑同其他的含磷、硫、氯極壓添加劑具有很好的配伍性。它同含磷、硫、氯的極壓劑復合使用時都能較大的提高抗磨極壓性能。
硼酸鹽添加劑的惟一的缺點是抗水性能較差。為了克服這一缺點,雖然進行了大量的研究工作,但未能根本改進。
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