润滑油抗氧剂的发展现状

2023-06-30 理论教育版权反馈

【摘要】：由于普通屏蔽酚的使用温度较低，不能满足在高温下使用的润滑油的抗氧化要求，因此，不适宜在内燃机油中使用。当润滑油使用温度高于100℃时，多采用双酚类衍生物作为抗氧剂。苯三唑作为润滑油抗腐蚀剂已得到广泛应用。由于苯三唑能使金属表面钝化，从而抑制金属对润滑油的催化氧化作用，因此常与抗氧剂复合使用，以提高润滑油的氧化安定性。

(一)酚型抗氧剂

酚型抗氧剂以屏蔽酚为代表，最早的酚型抗氧剂的工作温度在100℃以下。2，6-二叔丁基对甲酚特别适用于燃料油、变压器油、汽轮机油和液压油中。由于普通屏蔽酚的使用温度较低，不能满足在高温下使用的润滑油的抗氧化要求，因此，不适宜在内燃机油中使用。

当润滑油使用温度高于100℃时，多采用双酚类衍生物作为抗氧剂。也可以通过改变屏蔽酚的结构，在其分子中引入不同功能团，以提高屏蔽酚化合物的高温抗氧化性能。国内外对此已经进行了广泛的研究。中国石化石油化工科学研究院(以下简称“石科院”)新开发的T512产品就是一种高分子量液态酚酯型抗氧剂，具有良好的高温抗氧化能力。采用T512调配的CF-410W-40柴油机油已通过了APICF-4级别要求的全部发动机台架试验。此外，还可以引入杂原子，使屏蔽酚化合物具有多效性，如抗氧化、抗磨损等性能，从而满足不同用途的润滑油的要求。例如，含硫屏蔽酚借助引入的硫原子提高了酚自由基的稳定性，从而提高了抗氧化活性。

(二)胺型抗氧剂

胺型抗氧剂以芳胺型为代表，如N-苯基-a-萘胺、烷基化二苯胺等产品胺型抗氧剂主要用于在高温下使用的润滑油，也在很长时间里作为深度精制的汽轮机油的抗氧剂使用。尽管胺型抗氧剂有成本高、毒性大、使用中易变色等不足，但由于其控制油品黏度增长的能力和高温抗氧化性能突出，在高档内燃机油中得到了广泛的应用，尤其是烷基化二苯胺，诸多公司展开了相关研究，并有不同取代基团的产物问世。其中，石科院开发的T534胺类抗氧剂具有良好的油溶性和高效的抗氧化性能，通过了APISJ汽油机油台架试验，能完全取代国外公司同类产品。国内一些单位也开发了不同取代基胺型抗氧剂产品，如高桥石化和兰州石化分别开发了烷基化取代产品。

(三)杂环及含硫杂环型抗氧剂

杂环类抗氧剂是近年来研究较多的抗氧剂。这类化合物由于其分子结构的特殊性，使其不仅具有抗氧化性能(主要作为金属减活剂)，而且还兼有极压抗磨、抗腐蚀等多种性能。苯三唑(也称苯并三氮唑)作为润滑油抗腐蚀剂已得到广泛应用。由于苯三唑能使金属表面钝化，从而抑制金属对润滑油的催化氧化作用，因此常与抗氧剂复合使用，以提高润滑油的氧化安定性。目前，有关苯三唑的主要研究方向是使苯三唑从酸性物质变为中性物质，以提高其与其他添加剂的兼容性，这就促成了苯三唑中性衍生物的出现，如苯三唑与醇和醛的缩合反应产物。苯三唑与多聚甲醛及壬醇在酸催化作用下经缩合反应生成N-壬基氧甲基苯三唑。

(四)其他有机化合物及其盐类

对金属有机化合物作为润滑油抗氧剂的研究由来已久，如二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)已在润滑油领域得到了广泛应用，作为协和抗氧剂的金属有机化合物(含锌、铜等)已有成熟产品，如石科院的T203、硫代磷酸铜盐等。

有机铜抗氧剂可以有效提高油品的抗氧化性能，广泛应用于发动机油、燃汽轮机油、齿轮油和压缩机油等；部分有机铜盐甚至还是一种多效添加剂，兼具有抗磨、抗腐和防锈功能。因此，有机铜抗氧剂自20世纪80年代以来得到了很大的发展，并逐步成为新的添加剂技术。随着对润滑油高温抗氧化性能的要求愈来愈高，对有机铜盐的高温性能要求也越来越严格。

氨基硫代甲酸酯及其盐类作为抗氧剂也得到了快速的发展，比较有代表性的产品包括ZDTC、T323和其他不同胺类的反应产物。

润滑油抗氧剂的发展现状

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