润滑油添加剂概述

润滑油添加剂概述润滑油添加剂的基础知识添加剂分类及基础知识添加剂生产和应用情况一、添加剂分类及基础知识润滑油的调合基础油添加剂+润滑油成品调合过程一般先加入基础油，在加热搅拌状态下加入添加剂，混合均匀。润滑油的调合基础油添加剂润滑油组成由基础油和添加剂两部分组成，基础油是润滑油的主要成分，决定着润滑油的基本性质，添加剂则可弥补和改善基础油性能方面的不足。添加剂在润滑油中的所占比例较小，最大一般不超过30%，部分工业用油中小于1%。添加剂的定义添加剂是具有以下特征的化学物质：能赋予基础油本身没有的性质/性能，如抗泡、破乳化等性能；能改进基础油原有的性质/性能，如抗磨、防锈等性能添加剂的分类保护润滑表面：清净剂、分散剂、极压抗磨剂、摩擦改进剂、防锈防腐剂改善润滑剂物理性质：粘度指数改进剂、降凝剂保护润滑剂本身：抗氧剂、抗泡剂国内润滑油添加剂分组——单剂组号组别代号1清净剂和分散剂T1××2抗氧防腐剂T2××3极压抗磨剂T3××4油性剂和摩擦改进剂T4××5抗氧剂和金属减活剂T5××6粘度指数改进剂T6××7防锈剂T7××8降凝剂T8××9抗泡沫剂T9××10抗乳化剂T10××根据SH/T0389-92《石油添加剂的分类》国内润滑油添加剂分组——复合剂组号组别代号30汽油机油复合剂T30××31柴油机油复合剂T31××32通用汽车发动机油复合剂T32××33二冲程汽油机油复合剂T33××34铁路机车油复合剂T34××35船用发动机油复合剂T35××40工业齿轮油复合剂T40××41车辆齿轮油复合剂T41××42通用齿轮油复合剂T42××50液压油复合剂T50××60工业润滑油复合剂T60××70防锈油复合剂T70××80其它类润滑油添加剂T80××添加剂分类清净分散剂——T1XX清净剂：具有高碱性，可以持续中和润滑油氧化生成的酸性物质，同时对漆膜和积炭具有洗涤作用。常用清净剂类型：磺酸钙：如T106硫化烷基酚钙：如T115B水杨酸钙：如T109添加剂分类清净分散剂——T1XX分散剂：其油溶性基团比清净剂大，能有效地屏蔽积炭和胶状物相互聚集，使其以小粒子形式分散在油中，防止堵塞滤网。最常用分散剂为聚异丁烯丁二酰亚胺：单挂丁二酰亚胺，T151双挂丁二酰亚胺，T154高分子量丁二酰亚胺，T161添加剂分类抗氧抗腐剂——T2XX最常用为二烷基二硫代磷酸锌（ZDDP），如T202、T203，是一种多效添加剂，具有抗氧、抗磨、抗腐作用。由于ZDDP含磷元素，对汽车尾气转化器中三元催化剂具有中毒作用，发动机油中ZDDP的用量现受到较大限制。添加剂分类极压抗磨剂——T3XX极压抗磨剂在金属表面承受负荷的条件下，防止金属表面的磨损、擦伤甚至烧结。极压抗磨剂一般具有高活性基团，在局部的高温高压下，能与金属表面反应形成保护膜。常用极压抗磨剂类型：含氯极压抗磨剂，如氯化石蜡T301含硫极压抗磨剂：如硫化烯烃T321含磷极压抗磨剂：如磷酸酯T306添加剂分类油性剂和摩擦改进剂——T4XX通常含有极性基团，通过极性基团吸附在金属表面上形成吸附膜，阻止金属相互间的接触，从而减少摩擦和磨损。早期多采用动植物油脂，故称油性剂，其它某些化合物也有同样性质，目前把能降低摩擦面的摩擦系数的物质称为摩擦改进剂。常用摩擦改进剂类型：油脂型，如硫化棉籽油T404有机磷型：如膦酸酯T451有机钼型：如二烷基二硫代磷酸氧钼T462添加剂分类抗氧剂和金属减活剂——T5XX抗氧剂可以阻止或减缓润滑油的氧化变质，提高其使用寿命。常用抗氧剂类型：酚型：如T501、T512胺型：如T534金属表面对润滑油的氧化会起到催化作用，通过金属减活剂与金属表面作用，屏蔽其催化作用，同样能起到抗氧化功效。常用金属减活剂类型：苯三唑衍生物：如T551噻二唑衍生物：如T561添加剂分类黏度指数改进剂——T6XX主要为了改善润滑油的黏温性能，提高其黏度指数。评价粘指剂的主要指标：剪切稳定性和稠化能力。常用粘指剂类型：聚甲基丙烯酸酯（PMA)：如T602乙丙共聚物（OCP）：如T614聚异丁烯（PIB)：如锦州精联JINEX6130氢化苯乙烯异戊二烯共聚物（HSD):如锦州精联JINEX9900添加剂分类防锈剂——T7XX防锈剂分子结构的特点：一端是极性很强的基团，具有亲水性质，另一端是非极性的烷基，具有亲油性质，其极性基团吸附在金属表面，形成保护层，阻止腐蚀介质与金属表面接触起到防锈作用。常用防锈剂类型：磺酸盐型：如T701、T705羧酸型：如T746有机胺和咪唑啉型：如T703添加剂分类降凝剂——T8XX润滑油的容易凝固是含有石蜡，降低凝固点的方法：深度脱蜡或添加降凝剂。降凝剂的作用机理是与石蜡形成共结晶，改变石蜡晶体的大小和外形，不易形成网状结构，起到降低凝固点的作用。常用降凝剂类型：烷基萘型：如T801聚甲基丙烯酸酯型：如T814聚α-烯烃：如T803添加剂分类抗泡剂——T9XX抗泡剂一般以微小粒子形式分散在润滑油中，与气泡表面作用降低气泡的稳定性，达到抗泡或消泡作用。抗泡剂的加剂量一般很低，少则几个ppm，最大不超过0.1％。常用抗泡剂类型：硅油型：如T901非硅型：如T912复合抗泡剂：如T921添加剂分类破乳剂——T10XX油品乳化会降低其润滑性、促进油品氧化，并加速金属部件的锈蚀。破乳化性能是与水接触的一些工业用油如工业齿轮油、液压油和汽轮机油等很重要的性能之一。破乳剂也是一种表面活性剂，常用的破乳剂有T1001(胺与环氧乙烷缩合物）。复合添加剂复合剂是根据油品使用性能要求将各种功能性添加剂按优化比例掺混在一起的组合物。复合添加剂便于使用和销售，国内外绝大多数润滑油采用复合剂生产。复合剂的生产：调合温度60～70℃，严格计量，注意加入顺序（磺酸盐不能单独与无灰剂在一起），混合均匀。降凝剂，粘度指数改进剂一般不加在复合剂中，需在调油时加入，抗泡剂也可加入复合剂。复合剂水平高低的主要标志：性能/价格比，添加量。复合添加剂国内调油所需复合剂大部分依赖进口，特别是高档产品。国内主要能生产一些中低档的内燃机油、齿轮油及抗磨液压油复合剂。汽油机油复合剂：如T3040（SL级）、T3080(SN/SM)柴油机油复合剂：如T3145(CF-4级）、T3265（CI级）齿轮油复合剂：如T4208抗磨液压油复合剂：如T5008复合添加剂复合剂的构成内燃机油：高、低碱值磺酸钙、高碱磺酸镁、硫化烷基酚钙、水杨酸钙/分散剂/ZDDP和/或无灰抗氧剂/（减摩剂）。齿轮油：极压剂（硫烯、P/N剂）/防腐剂/防锈剂/（抗氧剂）抗磨液压油：极压剂/油性剂/抗氧剂（包括钝化剂）/防锈剂二、添加剂生产和应用情况润滑油消费情况全球润滑油2008年消费量约4020万吨，近十年来平均年增长率约1.4％，低于同期世界石油消费5％和全球经济3.4％的增长率；中国润滑油消费量约540万吨，年平均增长率为4.4％；国外添加剂产业概况2008年全球添加剂总消费量约410万吨；车用油消耗了最多的添加剂，约占销售量的66％；其次为金属加工油，约占销售量的17％。全球添加剂消耗去向分布车用润滑油,65.9%金属加工油,16.9%工业发动机用油,12.3%工业用油,3.7%润滑脂,1.1%国外添加剂产业概况大类单剂技术突破性变化不大（清净剂、分散剂、抗氧抗腐剂等）；单剂生产工艺过程优化程度较高；产品大多数以复合剂的形式投放市场；随着油品升级，复合剂加剂量和研发费用大幅度上升。国外添加剂产业概况经过90年代的剧烈的兼并和重组，基本上形成了四大添加剂公司的分布格局：Lubrizol（路博润）、Infineum（润英联）、ChevronOronite（雪佛龙）和Afton（雅富顿）；四大添加剂公司控制着全世界润滑油添加剂销售额的80％左右，产品以复合剂为主，除粘指剂外一般不对外出售单剂产品。国外添加剂产业概况还有几家规模相对较小的添加剂公司，主要以单剂生产为主，在特定的产品领域居于全球领先地位：Chemtura（科聚亚）：清净剂、抗氧剂等Ciba（汽巴）：抗氧剂、极压抗磨剂等Vanderbilt（范德比尔）：极压抗磨剂、抗氧剂及金属减活剂等Rohmax（罗曼克斯）：粘指剂和降凝剂国内添加剂产业概况我国润滑油添加剂产业起步于上个世纪50年代，通过自主研发和引进国外生产技术并举，已经形成一定的生产规模；目前可生产10大类约160个添加剂单剂品种，总产量超过10万吨，在主要添加剂品种上与国外相当，但在产品质量上还有一定差距；复合剂配方也在持续开发中，目前主要集中在中档及以下档次，但高端复合剂近年也发展迅速，快速成长了一批优秀企业。国内复合剂的生产现状目前国内市场中使用的复合剂产品来源主要有三大部分：国外添加剂公司进口国内合资企业生产润滑油或添加剂生产企业自行生产的复合剂产品；实际的市场份额基本上被国外添加剂公司或其在国内的合资企业所瓜分；国外添加剂公司通过与中国石化、中国石油合资等手段扩大生产规模和市场份额，目前主要有两大合资企业。复合剂合资企业上海海润公司：2001年成立，中国石化和润英联各出资50％的合资公司，主要生产内燃机油复合剂，复合剂质量等级为汽油机油SE～SJ，柴油机油CC～CF-4，年产量约1.3万吨；路博润-兰炼公司：2000年成立，中国石油和路博润公司各出资50％的合资公司，也主要生产内燃机油复合剂，复合剂质量等级为汽油机油SC～SJ，柴油机油CC～CF-4，年产量约2.5万吨。民营复合剂生产企业除合资企业外，国内的复合剂生产厂家主要是一些民营的添加剂公司，产量较大的主要有辽宁天合和无锡南方，主要集中在中低档产品，发展较快的有百特化工，主要集中在中高端产品；在发展上面临一定的困境，很难形成规模经营：研发能力不足，或缺乏稳定的技术来源，不能持续开发和生产质量等级较高的新产品；在产品质量稳定性、品牌认同等方面也处于竞争弱势。我国添加剂单剂的主要生产厂家单位名称主要添加剂生产能力，t/a路博润兰炼有限公司无灰分散剂、硫化烷基酚盐、烷基水杨酸钙、磺酸盐清净剂、ZDDP抗氧抗腐剂及聚α-烯烃降凝剂等46000无锡南方添加剂有限公司磺酸盐、硫化烷基酚盐清净剂，无灰分散剂，ZDDP抗氧抗腐剂，聚α-烯烃降凝剂，烷基萘降凝剂及烯基丁二酸防锈剂等31000辽宁天合精细化工有限公司磺酸盐清净剂、无灰分散剂、ZDDP抗氧抗腐剂及抗氧剂等30000锦州石化公司添加剂厂磺酸盐清净剂、无灰分散剂、ZDDP抗氧抗腐蚀等28000新疆蓝德精细化工有限公司（原新疆天利高新公司）环烷酸盐、磺酸盐、硫化烷基酚盐清净剂，及无灰分散剂等23000新乡瑞丰化工公司硫化烷基酚盐清净剂2000苏州特种油品厂无灰分散剂1000北京兴普精细化工公司高温抗氧剂600民营企业发展迅猛，呈明显追赶和超越的态势：无锡南方：近两年新增了磺酸盐、无灰分散剂和ZDDP等约1万吨产能；辽宁天合：在引进德国财团的战略投资后，也在积极扩建磺酸盐和无灰分散剂等生产装置。百特化工：自主生产研发，部分指标超过进口，同时具备对客户完善的技术服务支持。单剂产业的发展势头装置生产能力偏小：国内生产能力排名前4名的生产商兰炼-路博润、无锡南方、辽宁天合和锦州石化，总产能约13万吨，还不如雪佛龙在新加坡一个生产基地的产能；关键原料依赖进口：如生产无灰分散剂的多烯多胺、生产酚盐的十二烷基酚以及合成磺酸的α-烯烃等，全部依赖进口；生产企业缺乏技术创新能力，工艺和质量控制需要加强，产品质量持续稳定性不够；需要关注单剂生产过程中的“三废”处理。国内单剂产业特点及存在问题