有機金屬添加劑的研究進(jìn)展

合成潤滑材料12SYNHETIC LUBRICANTS2009年36卷第2期文章編號:1672- 4364(2009)02- 0012-05有機金屬添加劑的研究進(jìn)展楊士釗胡建強郝敬團(徐州空軍學(xué)院航空油料物資系,徐州21000)摘要:有機金屬潤滑油添加劑能改善或提高基礎油的性能,介紹了近年來(lái)有機金屬潤滑油添加劑的研究進(jìn)展。關(guān)鍵詞:有機金屬;潤滑油;添加劑中團分類(lèi)號:TE 626.3文獻標識碼:A隨著(zhù)現代工業(yè)的迅速發(fā)展,人們對潤滑油性能1有機鋅類(lèi)添加劑提出了更高的要求,單純從改進(jìn)煉制工藝來(lái)提高油二烷基二硫代磷酸鋅(ZnDDP)是目前普通使品的質(zhì)量已不能滿(mǎn)足高速、高負荷、高真空及低溫用的內燃機潤滑油的抗氧抗磨和抗腐添加劑，但等苛刻運轉條件下對摩擦副潤滑性能的要求,而必由于環(huán)保法規的日益嚴格,同時(shí)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機中催化須在潤滑油中加人添加劑來(lái)提高油品質(zhì)量,潤滑油轉化器和尾氣再循環(huán)系統的使用,對潤滑油提出了的質(zhì)量取決于添加劑的質(zhì)量和劑量11-3)。潤滑油低磷和低硫要求。因此研究新的添加劑配方來(lái)減添加劑作為潤滑油的重要組成部分,能在很大程度少或者取代ZnDDP的使用已成為未來(lái)潤滑油發(fā)展上改善或提高基礎油的使用性能,甚至可以賦予基的必然趨勢8.9]。目前研究較多的是ZnDDP的改礎油某些本身所不具備的新功能,是提高油品質(zhì)量進(jìn)劑,是指在ZnDDP基礎上引人活性元素N,它與和增加油品品種的重要手段(4.s)。近年來(lái)發(fā)展迅速傳統ZnDDP不同之處是將芐胺基.烷基合成在一的有機金屬系添加劑,如有機鉬、稀土有機化合物、個(gè)分子上。這樣利用芐基可提高熱穩定性,利用烷有機錫和有機鉍等就具有這些功能。同時(shí),由于有基保持良好的分散性,兩者并存提高了添加劑的使機金屬系添加劑普遍具有良好的油溶性,因此比用溫度,并增加了油溶性;另外,S元素主要起極壓MoS,等非油溶性化合物更加易于添加入潤滑油作用,P阮素主要起抗磨作用,而N元素的引入又中,使用更方便l6.7]。介紹了當前有機金屬系添加劑的研制應用和收稿日期:2009-02-25發(fā)展情況,對有機金屬化合物添加劑的發(fā)展進(jìn)行了作者簡(jiǎn)介:楊士倒(1976-),男,碩士,講師。從事教學(xué)和潤滑展望。油添加制的應用研究工作,已公開(kāi)發(fā)表論文十余篇。Effect of Thickener on Properties of Filling Gel to Optical FiberZhu Yongchang' Ke Xuan2Shen Jiangbo' .(1 Shanghai Honghui Optics Communication Material Co. Ld , Shanghai 201818, China;2 Shenzhen Ciry SDC Ingormation Co. Ld , Shenzhen 518109, China)Abstract: It is briely reviewed the efect of thickener on properties of fling gel to optical fiber, the thixotropy ofsilicon thickener is good, the ollid stability of polymer thickener中國煤化工er complex thick-ener has both merits.YHCNMHGKey words: thickener;optical fber; flig gel2009年36卷第2期楊士釗等.有機金屬添加劑的研究進(jìn)展13提高了抗腐蝕能力。根據分子設計原理,將N、P、油溶性有機鉬添加劑2-乙基己基-二硫代磷酸S、Zn和芳香環(huán)同時(shí)引人一個(gè)分子中,所得添加劑氧鉬(MoDDP)和硫化-二異丙基-二硫代磷酸鉬二烷基二芐胺基磷酸鋅具有優(yōu)異的摩擦學(xué)性能。(MoDTP)的摩擦學(xué)性能及其復配體系的抗磨減摩唐順學(xué)和肖翠玲等對二烷基二芐胺基磷酸鋅性能,對磨斑表面形貌和表面膜元素組成進(jìn)行了分進(jìn)行了合成工作,并考察了它的性能。實(shí)驗結果表析,探討了有機鉬添加劑的摩擦化學(xué)作用機制。結明,所得產(chǎn)物能大幅提高潤滑油的承載負荷，并且果表明,有機鉬添加劑MoDDP和MoDTP均具有優(yōu)有較高的熱穩定性。袁光成等["0]通過(guò)紅外、紫外，異的摩擦學(xué)性能其復配體系呈現協(xié)同抗磨減摩效并結合化學(xué)實(shí)驗對二烷基二芐胺基磷酸鋅的結構應,這是由于有機鉬添加劑在摩擦副表面形成由進(jìn)行了分析,并證實(shí)了它的結構式的正確性。FeS、MaS,及MoO2組成的化學(xué)反應膜和由含磷化2有機鉬類(lèi)添加劑合物組成的沉積膜所致。有機鉬作為潤滑油添加劑，添加于汽輪機油、聶芊等合成了有機鉬并與堿性石油磺酸鈣按齒輪油和發(fā)動(dòng)機油中,具有顯著(zhù)的減摩、抗磨、抗極一定的配比,制備了復合添加劑加人到基礎油中,壓作用，這在國內外已做了大量的研究["1-15)。在四球摩擦試驗機上測試了其摩擦磨損性能。結謝鳳等采用四球機考察了二烷基二硫代氨基果表明,這種復合添加劑可使基礎油的摩擦因數顯甲酸鉬( MoDTC)的極壓抗磨性能及MoDTC與二烷著(zhù)降低，可較大地提高基礎油的承載能力和抗磨基二硫代磷酸鋅(ZnDDP)、亞甲基雙二丁基二硫代.損性能,并有效地抑制升溫。氨基甲酸酯( DDTC)添加劑的抗磨協(xié)同效應，并對3有機稀土類(lèi)添加劑MoDTC抗磨作用機制進(jìn)行了分析研究。結果表明,稀土材料由于其特殊的物理和化學(xué)性能而受MoDTC在基礎油具有良好的極壓抗磨性能,與到廣泛重視!'6,1 ,稀土化合物的摩擦學(xué)性能研究也ZnDDP .DDTC表現出了良好的抗磨協(xié)同效應,特別引起了人們的極大興趣(1-1]。聶芊等合成了二烷是與ZnDDP表現出了非常好的抗磨協(xié)同效應?；虼姿徼|/銪混合稀土有機化合物(La/EuD-謝鳳還評價(jià)了二烷基二硫代磷酸鉬( MoDDP)DP) ,加入到30*齒輪油中,利用四球試驗機考察了(含有硫和磷).二烷基二硫代氨基甲酸鉬( MoDTC)摩擦磨損性能。結果表明, La/EuDDP作為潤滑油(不含磷但含硫)和不含硫、磷的非活性有機鉬等3添加劑具有 良好的抗磨性能和承載能力,并具有一-種有機鉬化合物在成品油中的抗磨性能,并考察了定的減摩能力,能大幅度增加30*齒輪油的Pp值這些添加劑對成品油腐蝕性能的影響。結果表明,和較大幅度地減小磨斑直徑。非活性有機鉬和MoDDP在成品油中具有良好的抗劉仁德等用四球摩擦磨損試驗機考察了環(huán)烷磨性能,非活性有機鉬對油品的腐蝕沒(méi)有影響,但酸稀土化合物在白油中的摩擦學(xué)性能,探討了其同MoDDP會(huì )增強油品的腐蝕性,MoDTC的加人對成硫系、磷系添加劑的復配作用,并研究了鋼球磨斑品油的抗磨性能沒(méi)有改善。表面邊界膜的化學(xué)組成和元素分布。結果表明,在郭志光5)等考察了含有機鉬及其復合納米潤邊界潤滑條件下,環(huán)烷酸稀土化合物作為潤滑油添滑添加劑潤滑油的摩擦磨損性能和抗極壓性能,并加劑具有良好的抗磨性能和承載能力,并具有一定探討了其抗磨減摩作用機理。分別采用掃描電子的減摩能力;環(huán)烷酸稀土與硫系添加劑復配后極壓顯微鏡和電子衍射能譜儀分析了摩擦副的磨損形.性能大幅度提高,而與磷系添加劑無(wú)協(xié)同作用。稀貌及其磨損表面元素分布情況。結果表明,有機鉬土添加劑在摩擦表面形成富稀土邊界膜是該添加及其復合納米潤滑添加劑具有較低的摩擦因數和劑具有優(yōu)異摩擦學(xué)性能的主要原因。磨損量,并且具有良好的抗極壓性能;還表現出優(yōu)中國煤化工合物十二烷碗基異的自修復功能,其結果可能是由于有機鉬與納米硼酸:THCNMH()。評價(jià)了其抗銅協(xié)同作用的結果。工能,開(kāi)用利成兒七」能諧(XPS)分析了添史佩京采用四球摩擦磨損試驗機考察了2種加劑在摩擦過(guò)程中的作用機理。結果表明,十二烷合成潤滑材料14SYNHETIC LUBRICANTS2009年36卷第2期硫基硼酸鑭和十二烷硫基硼酸鈰使基礎油的抗磨性烷基二硫代磷酸銅(CuDDP) 和有機硼酸酯(OB)的能得到明顯改善,承載能力明顯提高,摩擦因數明顯減摩抗磨性能探討了CuDDP與OB的協(xié)同減摩抗降低。磨斑表面沉積物膜分析表明,添加劑在摩擦磨作用的協(xié)同減摩抗磨作用;采用掃描電鏡分析了過(guò)程中發(fā)生摩擦化學(xué)反應,可能生B2O.La20或生磨斑表面化學(xué)狀態(tài)和深度分布。結果表明,CuDDP成的Ce0, .Ce02和B0,沉積在摩擦副表面,形成潤和OB具有優(yōu)良的減摩抗磨性能，且二者具有優(yōu)異滑膜,從而改善其抗磨減摩性能。的協(xié)同減摩抗磨作用。其主要原因在于有機碉酸4有機錫類(lèi)添加劑酯促進(jìn)了二烷基二硫代磷酸銅的分解,形成了銅與有機酸錫鹽一般具有低毒,甚至沒(méi)有毒性,且硼的滲透層。無(wú)腐蝕等特點(diǎn),因而有望作為潤滑油添加劑得到應史佩京0等研究了2種有機銅鹽抗氧劑用網(wǎng)。丁煒溝等利用四球試驗機評價(jià)了含氮硼酸MD50-B和CuDDP對二烷基二硫代磷酸氧鉬抗磨酯( BNO)和=烷基二硫代氨基甲酸錫( SnDDC)添加添加劑的抗磨減摩性能影響,采用SEM分析了磨劑的極壓抗磨性能,以及它們復配后的極壓抗磨性斑表面形貌,初步探討了有機銅鹽抗氧劑和有機鉬能。結果表明，BNO和SnDDC都具有較好的抗磨抗磨劑的協(xié)同作用機理。結果表明, MD50- B和性能,當BNO與SnDDC復合后,SnDDC的濃度比例CuDDP2種有機銅添加劑具有良好的高溫抗氧化高于BNO時(shí),不僅具有良好的抗磨協(xié)同作用,而且.性能,同時(shí)還具有一定的抗磨減摩性能。適當的有沒(méi)有影響油樣的極壓性能。磨斑表面分析結果表機銅抗氧劑與一定的MD1 - C添加劑復配體系的明,在摩擦過(guò)程中,金屬表面形成的保護膜中錫元抗磨性能具有協(xié)同作用。素含量的大小,對于該復配體系的抗磨性能有著(zhù)重6 V 族有機金屬類(lèi)添加劑要的影響。胡建強('1)等合成了二烷基硫代磷酸銻和二烷劉仁德[2,25]等考察了有機酸錫鹽(油酸亞錫和基硫代氨基甲酸銻2種有機銻化合物,考察了它們環(huán)烷酸亞錫)的承載能力和抗磨性能。結果表明，作為潤滑油脂添加劑的極壓性能和抗氧化性能。結油酸亞錫和環(huán)烷酸亞錫作為潤滑油添加劑具有良果表明,制備的2種有機銻化合物都有良好的極壓好的抗磨、減摩性能和- -定的承載能力。磨斑表面性能;且2類(lèi)有機銻化合物的極壓性能與其所含烷分析表明,油酸亞錫和環(huán)烷酸亞錫添加劑在摩擦表基的大小有關(guān),烷基增大,極壓性能有不同程度地降面形成了含錫的化學(xué)反應膜。低。2類(lèi)有機銻化合物都具有較好的抗氧化性能和劉仁德(.2];等還考察了環(huán)烷酸混合稀土、環(huán)烷熱穩定性, 且所含烷基越大,穩定性越好。酸亞錫及它們的復配物的摩擦學(xué)性能，并研究了磨胡建強(國)等利用四球試驗機研究了二丁基二斑表面邊界膜的化學(xué)組成。結果表明,環(huán)烷酸亞錫硫代氨基甲酸鉍在礦物基礎油中的極壓抗磨性能和環(huán)烷酸稀土在抗磨性能和減摩性能方面均存在和減摩性能,并與同類(lèi)金屬添加劑進(jìn)行比較。結果明顯的協(xié)同效應,其復配物具有比ZnDDP更好的表明,此添加劑的抗磨性能-般,但具有突出的承抗磨減摩性能,有望作為新型的高效多功能潤滑添載能力,并在最大無(wú)卡咬負荷、燒結負荷和綜合磨加劑在工業(yè)實(shí)際中得到應用，復配物在摩擦表面形:損值上都優(yōu)于同類(lèi)金屬添加劑。磨斑表面分析結成的含稀土元素和錫元素的邊界潤滑膜是其具有果進(jìn)~步證明,該添加劑可以有效地減輕摩擦副表良好摩擦學(xué)性能的主要原因。面的擦傷作用。5有機銅類(lèi)添加劑7有機鎘類(lèi)添加劑二烷基二硫代磷酸銅(CuDDP)極壓抗磨劑兼胡建強國)等合成了二烷基二硫代磷酸鎘(Cd-具抗氧抗腐蝕作用,廣泛應用于各類(lèi)潤滑油中,其年與同類(lèi)傳統添加制備、作用機理等已經(jīng)進(jìn)行了廣泛研究(閣。但是劑進(jìn)行MH中國煤化工!型元素的組成、CuDDP和其他復配體系的抗磨性能研究較少。郭化學(xué)CN MH G CilDP的抗磨亞軍[泗)等用四球摩擦磨損試驗機考察了油溶性二作用和摩 擦化學(xué)反應機理。結果表明, CdDDP具有2009年36卷第2期楊士釗等.有機金屬添加劑的研究進(jìn)展15優(yōu)良的抗磨性能和承載能力,其主要原因可能是在9 結束語(yǔ)摩擦過(guò)程中與金屬表面作用，生成了由Cd、FeS、硫酸現代工業(yè)的發(fā)展,特別是汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展以及鹽和磷酸鹽等組成的邊界潤滑膜,尤其單質(zhì)鎘軟金環(huán)保法規的制定,對現代潤滑油的質(zhì)量提出了新的屬層,起到了緩沖載荷和抑制磨損的作用。要求，也對現代潤滑油添加劑提出了更高的要求,胡建強0等研究了二戊基二硫代氨基甲酸鎘在即低(或無(wú))硫,低(或無(wú))磷和低(或無(wú))灰分。有礦物基礎油中的極壓抗磨性能,以及與二烷基二硫機金屬潤滑油添加劑的研究朝著(zhù)活性元素復合化、代磷酸鋅(T 202),有機硼酸酯和磷酸三苯酯添加劑金屬稀土化、分子結構雜環(huán)化和無(wú)灰化的多元化和之間的抗磨協(xié)同性能。結果表明,此添加劑體現出--體化的方向發(fā)展。有機金屬潤滑油添加劑的研了較好的抗磨性能和承載能力，并且與2種硼酸酯.究進(jìn)展表明,-一些有機金屬潤滑油添加劑已經(jīng)具有都體現出了良好的抗磨協(xié)同性能。另外,通過(guò)熱氧多功能化的要求，在減摩抗磨抗氧、極壓等方面化試驗表明,該添加劑具有良好的高溫抗氧化性能。都有很好的作用,這對節省燃料、延長(cháng)發(fā)動(dòng)機的使8其它有機金屬類(lèi)添加劑用壽命具有重大意義。薛艷[3)等合成了一種油溶性好的有機堿金屬鹽添加劑,并利用差示掃描量熱法(DSC)和氧化腐參考文獻.蝕試驗對其抗氧化性能進(jìn)行了評價(jià),并對其作用機理進(jìn)行了分析。DSC氧化實(shí)驗表明,堿金屬鹽單獨1 WanY, Liu W, Xue Q. fFfrct of diol cormpounds on the fric-存在時(shí),可以提高聚-a-烯烴的起始氧化溫度和tion and wear of aluninum lloy in a lubricated aluminmum on氧化誘導時(shí)間,表現出一定的抗氧化性能。堿金屬steel contact[J]. Wear, 1996, 193:99~ 1042 Hu Y, Liu W. Tribological properties of acohols a lubicating鹽可以大幅度地提高含有DODPA的季戊四醇酯的adifives for alumnimum on secel contact[J]. Wear, 1998,218:起始氧化溫度和氧化誘導時(shí)間,均表現出優(yōu)秀的抗244~ 249氧化協(xié)同作用。3 Liu W, Ye C, Gong Q et al. Tribological perormance of the黃偉九的等合成了油溶性的十二烷氧基硼酸room temperature ioriec liquids a lubricant[J]. Tribology Let.鎳,利用四球試驗機和環(huán)塊摩擦磨損試驗機評價(jià)了ter,2002,(13):81~85 .其抗磨減摩性能;采用X射線(xiàn)光電子能譜儀(XPS)4 MangT, Dresel w. Lubricants and lubrication[M]. Gemma.分析了磨斑表面主要元素的組成和價(jià)態(tài)。結果表my: Wiley VCH,2001. 173明,十二烷氧基硼酸鎳添加劑使基礎油的承載能力5王毓民，王恒.潤滑材料與潤滑技術(shù)[M] .北京:化學(xué)工業(yè)得到明顯改善，其抗磨性能明顯提高,摩擦因數明出版社,2005.244顯降低。XPS推斷,添加劑的作用機理是添加劑在6 Seinmann M, Muller A, Meerkanm H. A new type of tbologi-摩擦過(guò)程中發(fā)生了摩擦化學(xué)反應,并在摩擦副表面cal coating for machine elements based on carbon,molybdenum生成了NiO, BO,FeB以及FeB的復合潤滑膜。disulphide and tarium diborideJ]. Tribology Intemational,2004,3711/12):879~ 885俸顥[]]等研究了油溶性有機鎢烷基芳胺基二Watanabe S, Noehiro J, Miyake s. Tnibological charncterisis硫代磷酸硫化氧鎢( WADTP)的制備、分子結構特of WS/MaS2 solid lubicating mulilayer flIms[]. Suface and征及摩擦學(xué)性能。研究結果表明，WADTP添加劑Coatings Technology ,2004, 183 (23):347 ~ 351具有烷基芳基和胺基相結合的獨特分子結構;并8唐順學(xué).一種新型有機鋅潤滑油添加劑的研究[J].精含有S.P等活性元素;能夠有效地改善金屬接觸面細化工, 1996,13 (2):47~51之間的摩擦環(huán)境,增強潤滑油的抗磨減摩性能。)肖翠玲,丁偉,竇紅巖.新型有機鋅潤滑油添加劑的合成舒禮斌{測合成了二烷基磷酸鈦(TiDAP),并初中國煤化工學(xué)院學(xué)報，199,2323步考察了它的摩擦磨損特性。結果表明,添加劑具有良好的摩擦學(xué)性能。磨損表面分析表明，摩擦:CCHCNMHG10袁光成,同沖又,明獻國.二燒量-萬(wàn)芐胺基磷酸鋅結構表面膜由Fe0 .TiO2和磷酸鹽/酯組成。分析[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報, 1996, 19 ()111- 114合成潤滑材料16SYNTHETIC LUBRICANTS2009年36卷第2期11謝鳳,鄭發(fā)正,季峰. 二烷基二硫代氨基甲酸鉬的極壓25劉仁德,陶德華,付尚發(fā)等.環(huán)烷酸亞錫的合成及其摩擦抗磨性能[J].潤滑與密封.2007 ,32(13):150~ 152學(xué)性能研究[J].摩擦學(xué)學(xué)報2004,24(1):370~- 38112謝鳳,胡建強,姚俊兵等.有機鉬化合物在成品油中的抗26劉仁德,陶德華,張建華等.有機混合稀土化合物與有機磨性能研究[J].潤滑與密封,00,(6):86~ 88錫化合物作為潤滑添加劑的協(xié)同效應[J].中國稀土學(xué)13郭志光,顧卡麗,徐建生.有機鉬及其復合納米潤滑添加報2004,22(2):225~ 228劑的摩擦磨損性能研究[J].摩擦學(xué)學(xué)報, 2005, 25(4);27劉仁德,陶德華.一種新型的含稀土和錫的復合潤滑添317~ 320加劑的摩擦學(xué)特性研究[J].機械科學(xué)與技術(shù), 2004,23214史佩京,徐濱士,馬世寧等.油溶性有機鉬添加劑的摩擦(6):732-734學(xué)性能及其摩擦化學(xué)作用機制[J].摩擦學(xué)學(xué)報, 2004,28 Jayj T,John B 0. 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