丁婭 陳炳耀 楊善杰

摘 要：介紹了石油添加劑的基本性能、基本要求、分類標(biāo)準(zhǔn)及其在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r，環(huán)境保護(hù)法規(guī)對(duì)添加劑的影響，環(huán)境和法規(guī)對(duì)添加劑的限制和禁用等。

關(guān)鍵詞：添加劑;分類;發(fā)展;環(huán)保

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.04.006

1 添加劑性能及基本要求

潤(rùn)滑油主要由基礎(chǔ)油和添加劑組成，其中基礎(chǔ)油是主要組分起到潤(rùn)滑油的主要作用，通過改變傳統(tǒng)的石油煉制方法已經(jīng)難以滿足當(dāng)今發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展需求，所以對(duì)添加劑的使用已成為最佳的選擇。添加劑是為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)潤(rùn)滑油某些性能的不足，雖然加入量少但效果顯著。一般工業(yè)潤(rùn)滑油添加劑占比10%以下，內(nèi)燃機(jī)油其添加劑成分占到20%左右，而對(duì)于高堿值的船用氣缸油添加劑能占30%以上。

研發(fā)人員通過大量實(shí)驗(yàn)，尋找出各種添加劑的最佳組合，既能使?jié)櫥瑒┻_(dá)到其特定性能，又能節(jié)省加入量，這就是判斷潤(rùn)滑油品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)。對(duì)目前市場(chǎng)上的主流品牌潤(rùn)滑油來說，基礎(chǔ)油的品質(zhì)差異性越來越小，主要區(qū)別就在于對(duì)添加劑的使用，對(duì)不同的成品油，里面的添加劑品種、類型、劑量及配方各有不同[1]。例如很多用戶在選用齒輪油時(shí)認(rèn)為油的粘度越高，油膜越厚，潤(rùn)滑越可靠，而油粘度低時(shí)油膜薄，易使油膜破裂，因而偏愛高粘度油。這種觀點(diǎn)是很片面，因?yàn)橛袠O壓抗磨添加劑的潤(rùn)滑油的油膜的強(qiáng)度主要是依靠添加劑的性能，油膜的厚薄起到較小的作用，與此相反，油粘度高反而使?jié)櫥偷牧鲃?dòng)阻力變大、流動(dòng)性變差及傳熱性能差，因此在同等的質(zhì)量檔次下，粘度低的油是反而是最好的選擇?；诃h(huán)保節(jié)能的要求，低粘度化是所有潤(rùn)滑油品的發(fā)展趨勢(shì)，添加劑的作用將變得更加重要，也促使我們要不斷地去開發(fā)出更高性能的添加劑來滿足油品的發(fā)展需求。

2 國(guó)內(nèi)石油添加劑的分類標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)內(nèi)石油添加劑分類只有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，沒有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。采用SH/T 0389-92對(duì)添加劑進(jìn)行分類，這類產(chǎn)品的類別是用漢語拼音字母“T”來表示。

2.1 石油添加劑按照運(yùn)用場(chǎng)所進(jìn)行分類

石油添加劑按運(yùn)用場(chǎng)所可以分為潤(rùn)滑劑添加劑、燃料添加劑、復(fù)合添加劑和其它的一些添加劑種類。

2.1.1 不同類別的添加劑按狀態(tài)

目前，潤(rùn)滑劑的常用類型有液體潤(rùn)滑劑、半液體潤(rùn)滑劑和固體潤(rùn)滑劑，這種分類方法是根據(jù)其狀態(tài)進(jìn)行劃分的。同時(shí)液體潤(rùn)滑油包括：礦物油系潤(rùn)滑油、合成油系潤(rùn)滑油、水基潤(rùn)滑劑（包括水、乳化液、水和其他物質(zhì)的混合物）;半液體潤(rùn)滑劑包括：有機(jī)脂、無機(jī)脂;固體潤(rùn)滑劑包括：金屬化合物、其他無機(jī)物和有機(jī)物質(zhì)。

2.2 添加劑在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展情況

2.2.1 添加劑在國(guó)外的發(fā)展情況

在20世紀(jì)30年代前，直餾礦物油是潤(rùn)滑油中最普遍使用的原料，添加劑幾乎不被使用，在當(dāng)時(shí)這就完全可以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑需求。到了20世紀(jì)50年代，國(guó)外添加劑運(yùn)用在潤(rùn)滑油中有了很大的發(fā)展，主要是運(yùn)用到內(nèi)燃機(jī)油與工業(yè)動(dòng)力設(shè)備上。內(nèi)燃機(jī)油的使用在潤(rùn)滑油中所占比例較大，進(jìn)而對(duì)添加劑的使用量也變得很大，種類也隨著變多。較長(zhǎng)時(shí)間以來，有效地提高內(nèi)燃機(jī)油的性能成為國(guó)外潤(rùn)滑油添加劑發(fā)展上的主攻方向;而在50年代的后期，使用復(fù)合金屬清凈劑與抗氧抗腐蝕劑成為潤(rùn)滑油中最重要的突破，這種突破能適應(yīng)當(dāng)時(shí)內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)所應(yīng)具備的一系列的需求[2]。但是，僅使用這些添加劑進(jìn)行調(diào)配，不僅加入量高，性能也不太好。隨著車輛數(shù)量的劇增，汽車開停次數(shù)的增加，一系列問題又接著產(chǎn)生，如低溫油泥、高溫積碳等雜質(zhì)的產(chǎn)生，使得發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱的運(yùn)轉(zhuǎn)受到影響……這一系列的問題都需要不同類型的添加劑來進(jìn)行改善。

添加劑在國(guó)外潤(rùn)滑劑中的加入成為人們較為關(guān)注的問題，為了能更好地適應(yīng)機(jī)械行業(yè)的發(fā)展，潤(rùn)滑油的性能在不斷地提高，這就促進(jìn)了新組分的添加劑和復(fù)合添加劑的研究;到了1990年，西方國(guó)家的潤(rùn)滑油添加劑的年銷量接近2.2Mt;到90年代末期，添加劑的生產(chǎn)公司面臨的兼并和合并的情況極為嚴(yán)重。這些面臨的壓力主要來自于用戶、政府、發(fā)動(dòng)機(jī)制造廠的壓力，正是這些壓力推動(dòng)著添加劑行業(yè)的發(fā)展[3]。

2.2.2 添加劑在國(guó)內(nèi)的發(fā)展情況

我國(guó)在潤(rùn)滑油添加劑方面的起步比較晚，從烷基萘降凝劑在1954年被生產(chǎn)以來，添加劑在我國(guó)才有了較大的發(fā)展，到了50年代的末期，我國(guó)對(duì)添加劑的研究才有了比較系統(tǒng)的投入。而在70年代，清凈劑、降凝劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑、防銹劑等都相繼問世，我國(guó)在潤(rùn)滑油添加劑的生產(chǎn)能力基本上能適應(yīng)當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)油品的需求。到了80年代，我國(guó)在新添加劑的開發(fā)、研制上投入了更多的人力、物力和財(cái)力，同時(shí)學(xué)習(xí)了國(guó)外添加劑的生產(chǎn)技術(shù)，尤其在反應(yīng)設(shè)備與監(jiān)控方面的技術(shù)。到80年代末，我國(guó)新開發(fā)并投入的新產(chǎn)品有極壓劑、抗磨劑、金屬減活劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑等系列品種[4]。

除此之外添加劑的結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化，低檔的添加劑產(chǎn)量在減少或淘汰，而高檔的產(chǎn)量在增加，當(dāng)前我國(guó)在一些主要添加劑品種上與國(guó)外不相上下，但質(zhì)量上還存在明顯不足。我國(guó)自從加入到WTO后，較多的添加劑公司陸續(xù)進(jìn)入到中國(guó)，添加劑行業(yè)面臨激烈的競(jìng)爭(zhēng)，這促使我們不斷地壯大自己，進(jìn)而縮小與國(guó)外添加劑的差距，同時(shí)結(jié)合我國(guó)國(guó)情，不斷地發(fā)展自己的添加劑產(chǎn)業(yè)。

3 環(huán)境對(duì)添加劑的影響[5-10]

近10年以來，由于潤(rùn)滑油和工業(yè)液體進(jìn)入環(huán)境，開始讓人們意識(shí)到這些液體給環(huán)境帶來的影響，特別是對(duì)水生植物和動(dòng)物的影響較為明顯。這些問題在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家不僅僅引起政府的高度重視，在社會(huì)上也產(chǎn)生了較大的影響，并成立了很多環(huán)境保護(hù)組織。

例如在40～50年代，特別是美國(guó)小汽車急劇增加，使得環(huán)境污染和城市交通阻塞，汽車開停次數(shù)的增加和以較低的速度在運(yùn)轉(zhuǎn)，這迫使汽車的曲軸箱的溫度較低，從而使得燃料烴和水分不能輕易地從潤(rùn)滑油中進(jìn)行排出，使得漆膜與油泥沉積物等增加。在排氣中容易滲透、泄露、溢出和處理不當(dāng)?shù)龋@些問題都會(huì)使?jié)櫥瑒┻M(jìn)入到環(huán)境中，其次人們?cè)鲈O(shè)了正壓曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)PVC，這樣一來使?jié)櫥椭械钠崮づc油泥沉積物的生成趨勢(shì)更加嚴(yán)重。大量水汽產(chǎn)生并部分冷凝下來生成大量的乳化泥，使得管道及濾網(wǎng)阻塞，嚴(yán)重的影響到了曲軸箱正常的使用。為了解決這種情況，研發(fā)人員開發(fā)出丁二酰亞胺才使低溫油泥的問題得到解決。

還比如，人們用硫化鯨魚油作為油性劑與極壓劑并運(yùn)用在齒輪油、導(dǎo)軌油、蒸汽氣缸油、汽油機(jī)磨合油和潤(rùn)滑脂中并得到廣泛運(yùn)用，產(chǎn)量迅速增加。由于對(duì)鯨魚油需求增加，1970年達(dá)7500t，這導(dǎo)致世界捕鯨量急劇增加，鯨魚的數(shù)量銳減甚至瀕臨滅絕。從生態(tài)平衡的角度考慮，在1970年6月，禁止捕鯨的法令在美國(guó)政府被通過，鯨魚油及鯨魚的副產(chǎn)品被禁止使用，這迫使添加劑的原料和制備工藝面臨改變，于是引起科研人員尋找鯨魚替代品的熱潮。多種硫化鯨魚油的代用品經(jīng)過多年研究相繼問世。環(huán)境對(duì)于添加劑的發(fā)展提供了動(dòng)力，添加劑的發(fā)展也給環(huán)境做出了貢獻(xiàn)。

但一些添加劑對(duì)環(huán)境也會(huì)帶來危害，尤其當(dāng)今社會(huì)對(duì)排氣要求更嚴(yán)格，這迫使有毒的常用添加劑被取締，一些新的添加劑組分復(fù)合劑被開發(fā)和問世。比如德國(guó)的“藍(lán)色天使”規(guī)定的生物降解潤(rùn)滑脂的要求：低毒（最大WGK1）和無氯、氮，潤(rùn)滑脂中含氯及氮的化合物被禁止使用。添加劑會(huì)給環(huán)境帶來危害，環(huán)境也會(huì)在添加劑的發(fā)展中起到阻礙作用。

4 總結(jié)

添加劑對(duì)提高油品的質(zhì)量和增加油品的品種起關(guān)鍵的作用。但添加劑也不可能是萬能的，它不能改變油品的品質(zhì)，由次變好，只能說添加劑是提高油品質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。是潤(rùn)滑油特殊組分的重要因素之一，同時(shí)也取決于基礎(chǔ)油的質(zhì)量和加入油品添加劑的配方，這二者缺一不可。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：丁婭（1993-），女，云南羅平人，本科，研究方向：潤(rùn)滑劑、制動(dòng)液。