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fyrsummer的博客

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日志

 
 

含钼抗氧减摩剂的发展历程  

2010-05-12 10:53:00|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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有机钼是油溶性有机钼化合物的简称。纵观当今世界各种润滑产品,在减少摩擦、抵抗磨损、提高极压性、抗氧化综合性能方面,没有一种液体润滑添加剂的综合性能能够超越有机钼。这些含钼化合物可用做内燃发动机油、齿轮油、润滑脂和一些工业用油的抗氧、减摩添加剂,它们是真正的“减摩之王”。在北美、西欧和日本等发达国家和地区已经广泛应用,这些产品优异的减摩、节能、环保性能已获得润滑业界广泛的赞誉和称道。1986Eugene V Rowan原创的出发点是基于油溶性有机钼可热分解为二硫化钼润滑剂。

   有机钼作为润滑油脂的添加剂始于20世纪80年代,自那时起到现在共几十年的时间大约经历了四个阶段的发展历程。

第一代产品:二硫化钼固体粉末

最早进入润滑油脂里作为添加剂起减摩作用的产品是二硫化钼粉末,并首先用于润滑脂中,作为减摩极压剂。二硫化钼是由天然钼精矿粉经化学提纯后改变分子结构而制成的固体粉剂,该产品色黑稍带银灰色,有金属光泽,触之有滑腻感,是一种良好的固体润滑剂,一直到今天,仍然有企业在应用二硫化钼粉末作为润滑油脂的添加剂使用。 二硫化钼作为润滑油脂添加剂,从减摩极压性能上看,是有非常好的效果的,但存在几个大的问题一直没有很好的解决:一是用在润滑油中会出现沉淀问题,用在润滑脂中又会出现分散不均现象,不能充分发挥其应有的作用;二是颗粒大小决定减摩极压效果问题,这要求尽量小而且均匀的颗粒,但现在市面上所谓的“纳米级”二硫化钼往往仅仅是一种噱头;三是纯度问题(由于成本考虑,目前用于润滑脂中的二硫化钼粉末大部分含有很高的石墨成分),这大大影响润滑剂的性能以及其持久性;四是二硫化钼在一些产品中对其它功能添加剂有负面作用等等。基于以上原因,国外的润滑油脂调和厂基本上停止使用二硫化钼粉,而国内大部分企业也不再使用,只是在一些特种润滑脂中还有一定应用。

第二代产品:二烷基二硫代磷酸氧钼

该产品较二硫化钼粉末在使用性能、溶解性能等均有了较大的进步。外观形态已经从固态转化为液态,油溶性大大提高,但由于在整个分子化学结构中,钼元素的双键仍然为氧元素,所以钼元素在摩擦副表面进行化学反应生成极压减摩层时,缺乏硫元素的有力支持,而氧含量过多,在摩擦副表面无法形成稳定而有效的化学保护膜。鉴于成本也高,并且不能充分发挥减摩抗氧性能,因而这类产品在国外大型润滑油企业的生产中也已不再使用。

第三代产品:二烷基二硫代磷酸钼、二烷基二硫代氨基甲酸钼

此类产品比上一代(二烷基二硫代磷酸氧钼)在性能上又有了进一步的提高,由于SPMo的协同作用或SMo的协同作用使其在使用过程中的减摩抗磨耐久性方面有了明显的改进,并且在相关抗氧性、抗腐蚀性方面也有了一定的改善。但这些产品对润滑油中其它功能剂的配伍还缺乏加成效应,有时甚至还会影响其它功能添加剂的作用效果,因此这些产品的使用在国内外有逐渐减少的趋势。

第四代产品   SPNMo抗氧减摩配合物

    此类产品出现在2006年前后,由于其在润滑剂中显现优异的综合性能,是迄今为止性能最全面的抗氧减摩节能添加剂,该产品已经在国内外各大润滑油公司中得到大量使用,现在面世的产品主要有:

二(十三)烷基二硫代磷酸氮钼(poupc1001)

二(十三)烷基二硫代氨基甲酸钼(poupc1002)

之所以说此类新一代产品针对前面几种产品有根本性的改观,原因在于这些产品在综合前面产品性能的基础上,最关键的是在化学结构中引入了氮元素。此类产品用在润滑油里面,突出的性能体现在:

第一,它们大大提高润滑油抗氧化性能就像基础油中适当的硫(S)元素具有天然的抗氧性一样,添加剂中含有的钼(MO)元素也具有很好的抗氧性,尤其是含有氮(N)元素的有机钼添加剂,因为产品中含有氨基(NH2)高温抗氧基团,更增强润滑油的高温抗氧化性能。

第二,该产品强化减摩降温,延长润滑油换油期。此类有机钼添加剂在曲轴箱中减少摩擦,降低机油温度。降温一方面就相当于加强机油的抗氧防腐性能,延缓机油胶质和积炭的形成趋势,延缓机油总碱值的降低速度;另一方面降温能够减少机油的挥发,延长机油寿命,综合起来能显著延长机油换油期。

第三,减少摩擦,就意味着节约能源和提高燃油经济性 。减摩节能已经是全球关注的焦点这一点也充分反映在美、日等国家新一代内燃机发动机油规格当中,API SH 汽油机油曾将节能试验作为顾客需求来确定,ILSAC规格从一开始就将节能发动机试验作为其要求之一,GF-3GF-4规格的油品要求通过VI B节能试验来评价燃油的节能性,对内燃机发动机的节能提出了明确的要求。多次的行车试验表明,此类有机钼添加剂能达到3-5%的燃油节省效果。

第四,此类添加剂成为真正的环保产品。由于此类有机钼添加剂的应用能大大降低润滑油添加剂配方中其他抗磨抗氧减摩组分的使用,而且该产品中磷含量很低。我们注意到,在润滑油GF-4的标准中,硫含量0.5%,而磷元素含量在0.08%,在新推出GF-5标准中,磷元素含量更加严格到0.06-0.07%,所有这些都有助于保持催化转化器性能和大大改善汽车尾气排放。

第五,该类产品在润滑油中与其它功能添加剂具有很好的加成效应。在同等成本控制下,达到各种添加剂的最佳配方,更好的协同和增强其它各种功能剂的最大功效。在润滑脂中还有大幅度提高其滴点、降低噪声等辅助功效。

总之,含钼抗氧减摩节能添加剂产品,在当今要求减摩节能、环保、减排的大环境下,它们的使用将成为社会发展的必然,它们也必将在各种润滑场合中大显身手!

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