搜索
低硫、低磷和低灰分添加剂的发展现状及趋势报告人：姚文钊2010.10中国石油兰州润滑油研发中心PetroChinaLanzhouLubricantR&DInstitute中国石油兰州润滑油研发中心介绍兰州润滑油研究开发中心是中国石油润滑油分公司下属的两个研究中心之一，已有50年的发展历史。拥有各种分析、评定设备950台（套），固定资产原值1.7亿元人民币；试验室及配套设施总面积达27000平方米。是集润滑油脂及其添加剂、燃料油及其添加剂、特种油及其添加剂、原油评价及加工工艺等研究和分析检测、评定、标准化、信息、技术服务于一体的大型综合科研实体。可进行符合API标准的SH、CF-4、GL-5等规格油品和添加剂的实验室研究、分析检测、模拟试验、台架评定、中型放大及行车试验等各项研究工作。由中国石油投资引进的美国SH汽油机油台架BRT、ⅢE、VE和燃料油清净性检测台架IVD试验机属国内首家，基本满足了中国石油（PetroChina）2015年前润滑油评定检测的需要。中国石油兰州润滑油研发中心PetroChinaLanzhouLubricantR&DInstitute截止2009年底，兰州润滑油研发中心共取得科技成果600多项，获国家科技进步奖29项，国家技术发明奖1项，省、部级科技成果奖133项，工业化转化率85%以上。申请国家专利107余项，申请国外专利1项，获授权专利70项，其中润滑油领域申请专利84项，授权专利63项。部分研究项目已达到世界先进水平。润滑油添加剂、工业、车辆齿轮油及复合剂的研究已经成为中心的优势领域，其中烷基水杨酸盐类金属清净剂、车辆齿轮油研究与世界同步，内燃机油研究国内领先。中国石油兰州润滑油研发中心PetroChinaLanzhouLubricantR&DInstitute目前，研发中心的“中国石油兰州石油产品和润滑剂检测站”是国内手段最全、设备最新、力量最强的石油产品和润滑剂检测单位，并获得了《中国实验室国家认可委员会认可证书》和《中国国家认证认可监督管理委员会计量认证合格证书》。为满足科研开发需要，中心1996年成立了中国科学院兰州化学物理研究所中国石油润滑油公司研究生联合培养点。并与石油大学、北京石科院、兰州大学、西安交大等院所合作培养在职博士、硕士研究生。与美国西南研究院（SwRI）建立了长期稳定的合作关系。2000年12月，由国家人事部批准成为西北首批企业博士后工作,与上海交通大学、兰州大学、中科院兰州化物所、解放军后勤工程学院的博士后流动站共同培养高层人才。2002年与中国第一汽车集团技术中心成立了油品联合实验室，2003年10月又与中国科学院兰州化学物理研究所合作，成立石油化工新产品联合实验室。此外，与美国西南研究院有长期的合作协议。中国石油兰州润滑油研发中心PetroChinaLanzhouLubricantR&DInstitute概述润滑油添加剂与硫、磷及灰分含量之间的关系低SAPS型抗氧抗腐剂的发展现状及趋势低SAPS型金属清静剂的发展现状及趋势低SAPS型摩擦改进剂的发展现状及趋势低SAPS型防锈剂的发展现状及趋势低SAPS型极压抗磨剂的发展现状及趋势结束语中国石油兰州润滑油研发中心PetroChinaLanzhouLubricantR&DInstitute1概述汽车的尾气排放严重影响了环境质量。据统计，大气污染中有60%的一氧化碳、50%的氮氧化合物和70%的烃类、有机挥发物来自汽车排放。为了满足法规要求的排放标准，未来汽车均采用电控燃油喷射技术，广泛安装催化转化器，柴油车还要安装颗粒物过滤器。汽车技术的发展要求发动机油须满足低硫酸盐灰分、低磷、低硫需求。发动机油中的磷、硫、金属大部分来自添加剂，为了适应环保的要求，添加剂本身也应该向着低磷、低硫、低灰分的方向发展以满足更高质量发动机油的要求。中国石油兰州润滑油研发中心PetroChinaLanzhouLubricantR&DInstitute2004年通过的GF-4发动机油规格要求磷含量不大于0.08﹪，0W、5W级别要求硫含量不大于0.5﹪,10W级别要求硫含量不大于0.7﹪。GF-5规格中磷含量不大于0.05﹪，硫0.2﹪，硫酸盐灰分不大于0.5﹪,仅为目前高级润滑油指标的一半。1概述中国石油兰州润滑油研发中心PetroChinaLanzhouLubricantR&DInstitute液化石油气(LPG)或压缩天然气(CNG)被世界各国公认是最具发展潜力和实用价值的汽车代用燃料。燃烧较为完全干净，而且能够显著地减少空气中苯、甲醛等有害物质及固体微粒的排放，同时降低发动机噪声。燃气机油最重要的质量要求是灰分不能太高，天然气发动机油要求硫酸盐灰分在0.5％左右，而通常汽、柴油机油硫酸盐灰分在1％左右。因此急需开发新型的低灰分、低磷及低硫的替代添加剂，并且选用较高质量的低硫基础油原料。1概述中国石油兰州润滑油研发中心PetroChinaLanzhouLubricantR&DInstitute2润滑油添加剂与灰分、磷及硫含量之间的关系润滑油中最常用的几大类添加剂中，无灰分散剂、粘度指数改进剂主要是高分子聚合体构成，不含硫、磷和金属元素。润滑油的硫酸盐灰分主要来自于不同种类添加剂中的金属元素，特别是碱性金属含量较高的金属清净剂中。研究表明，由金属清净剂所产生的无机盐灰分大致占活塞沉积物总量的30%～60%。磷在润滑油里通常以二烷基二硫代磷酸锌（ZDDP）的形态出现。而硫主要来自于基础油及含硫添加剂（如ZDDP、硫化烷基酚盐等）。通常ZDDP提供0.1﹪的磷、0.2﹪的硫在润滑油里。中国石油兰州润滑油研发中心PetroChinaLanzhouLubricantR&DInstitute2润滑油添加剂与灰分、磷及硫含量之间的关系不同类型添加剂中硫酸盐灰分、磷及硫的含量比较结果产品TBNM%S%P%硫酸盐灰分%烷基水杨酸钙160～1705.5～6.5//18～21烷基苯磺酸钙290～31011.5～12.51.6～1.7/36～42硫化烷基酚钙235～2458.5～9.52.9～3.1/28～32二烷基二硫代磷酸锌/9～10（Zn）14～188～928中国石油兰州润滑油研发中心PetroChinaLanzhouLubricantR&DInstitute3低SAPS型抗氧抗腐剂的发展现状及趋势低SAPS型抗氧抗腐剂的发展现状低硫、低灰、低磷型抗氧抗腐剂酚类抗氧剂胺类无灰抗氧剂低灰、低磷型抗氧抗腐剂二烷基硫代氨基甲酸酯噻唑类油溶性杂环化合物低磷、低硫型抗氧抗腐剂低SAPS型抗氧抗腐剂的发展趋势中国石油兰州润滑油研发中心PetroChinaLanzhouLubricantR&DInstitute3.1低SAPS型抗氧抗腐剂的发展现状低硫、低灰、低磷型抗氧抗腐剂酚类抗氧剂酚型化合物是应用最为广泛的一类抗氧剂，酚型抗氧剂与ZDDP复合具有很好的协合作用。酚酯型抗氧剂RHY505是一种高温抗氧性能非常突出，能够有效抑制油品的氧化和控制油泥形成,可有效的取代亚甲基双酚，抗乳化性能好，可用于工业润滑剂、内燃机油和传动液。HOCH2CH2COOR红褐色透明液体闪点（开口）：173℃热分解温度：233℃中国石油兰州润滑油研发中心PetroChinaLanzhouLubricantR&DInstitute3.1低SAPS型抗氧抗腐剂的发展现状胺类无灰抗氧剂典型的内燃机油芳胺型抗氧剂有N-苯基-a-萘胺、烷基化苯基a-萘胺、二烷基二苯胺等。N-苯基-a-萘胺烷基化苯基a-萘胺NHRR二烷基二苯胺NHRNH中国石油兰州润滑油研发中心PetroChinaLanzhouLubricantR&DInstitute3.1低SAPS型抗氧抗腐剂的发展现状一些研究者在芳胺的适当位置引入适当的烷基后，增强了其耐高温能力，如二壬基二苯胺抗氧剂，油溶性好，配伍性强，与ZDDP复合可以在高温情况下使用，能有效地控制油品粘度和酸值的变化，可用于调制高档航空润滑油、SG级以上的汽油机油、低磷内燃机油、自动传动液、金属加工油和淬火油等。有文献报道低聚型的二苯胺可用于酯类润滑剂，它在极高温的条件下抗氧化性能比单独使用烷基化的二苯胺效果更理想。NHC9H19C9H19中国石油兰州润滑油研发中心PetroChinaLanzhouLubricantR&DInstitute低灰、低磷型抗氧抗腐剂的研究进展二烷基硫代氨基甲酸酯范德比尔特公司的Vanlube7723是一种典型的无灰型二硫代氨基甲酸酯多功能添加剂。应用于内燃机油、飞机涡轮引擎油中、工业用油中；在巡航导弹引擎齿轮用的润滑脂、铁路润滑脂中也可起到良好的极压抗磨作用等。（rhy512)R1R2NCSS(CH2)xSCNSR3R43.1低SAPS型抗氧抗腐剂的发展现状中国石油兰州润滑油研发中心PetroChinaLanzhouLubricantR&DInstituteRHY510(L118)硫醚酚型无灰抗氧剂，在加氢及非常规处理基础油中具有优良的抗氧化性能，可用于发动机油和传动液。酚胺类无灰抗氧剂RHY508(独家）高温抗氧性能优于其它含硫酚抗氧剂，在加氢基础油中,含0.25%该剂的加氢基础油旋转氧弹诱导期可达400min以上。HO(CH3)3C(CH3)3C+HCHO+HSCOOCH2CH(CH2)3CH3C2H5CAT.(CH3)3C(CH3)3CHOCOOCH2CH(CH2)3CH3C2H5CH2S+H2OCH2CH2RRHOCH2CNSS3.1低SAPS型抗氧抗腐剂的发展现状中国石油兰州润滑油研发中心PetroChinaLanzhouLubricantR&DInstitute噻唑类油溶性杂环化合物含氮杂环化合物苯并三氮唑及其衍生物，可以与金属铜生成苯三唑铜盐，在氧化亚铜表面上形成覆盖膜，保护金属不受腐蚀。研究发现，许多含氮和硫的化合物具有抗磨承载能力，如苯并三氮唑衍生物、烷基硫甲基苯并三氮唑、噻二唑、巯基苯并噻唑类等。一种无灰不含磷苯并噻唑衍生物MBTO，其结构如下：SNSOOC8H17-i3.1低SAPS型抗氧抗腐剂的发展现状中国石油兰州润滑油研发中心PetroChinaLanzhouLubricantR&DInstitute产品在基础油中具有较好的极压性能，可降低磨斑直径15%以上，表现出较好的抗磨性能。编号添加剂剂量，%PB，NPD，NZMZ，Nd196N，mm1HVIWH150/411.91569.1221.30.566MBTO0.3637.41569.1270.40.507MBTO0.5686.51569.1297.50.39MBTO在HVIWH150中的极压抗磨评价3.1低SAPS型抗氧抗腐剂的发展现状中国石油兰州润滑油研发中心PetroChinaLanzhouLubricantR&DInstitute低磷、低硫型抗氧抗腐剂的研究进展为适应环保法规日益严格的要求，研究人员开展了不含硫磷抗氧抗腐剂的研究,主要包括不含硫、磷的油溶性有机金属盐，如钼盐和铜盐。前者以其良好的减摩性能可广泛用于调配各种润滑油，能明显降低摩擦系数，提高发动机燃油的经济性，延长发动机的寿命。同时该剂还具有良好的抗氧化性能，与ZDDP有显著的协同作用。有机铜抗氧剂的种类则比较多，但不含硫磷的有机铜盐化合物主要为其不含硫磷的羧酸盐类，如油酸铜、硬脂酸铜、棕榈酸铜、环烷酸铜、C18-24烯基丁二酸铜和苯乙烯马来酸铜等，该类抗氧剂的应用必将是汽车用润滑油控制氧化过程的一个重大突破。3.1低SAPS型抗氧抗腐剂的发展现状中国石油兰州润滑油研发中心PetroChinaLanzhouLubricantR&DInstitute3.2低SAPS型抗氧抗腐剂的发展趋势传统低SAPS抗氧抗腐剂的性能改进：可通过在传统的酚型或胺型抗氧剂化合物中引入一些新的结构或活性元素，来提高其抗氧化性能，赋予其一些新的特点。低SAPS杂环化合物：通过使同一分子中具有致密结构的含氮杂环官能团与含极压抗磨活性元素的基团相结合而得