二烷基二硫代磷酸鋅與油溶鉬復(fù)合抗磨抗氧性研究

張雪潔+張晨+李松松

摘要：為探究二烷基二硫代磷酸鋅與新型油溶鉬T-01復(fù)合后的抗磨性和抗氧性，采用四球試驗(yàn)機(jī)和恒溫成焦板模擬試驗(yàn)進(jìn)行考察，以綜合磨斑直徑WSD，最大無卡咬負(fù)荷PB值，摩擦系數(shù)u，成焦量以及黏度變化率為指標(biāo)，對(duì)抗磨抗氧性進(jìn)行分析。先考察單劑的感受性，當(dāng)單劑T-01加量為01%～02%，ZDDP加量為10%～12%時(shí)，抗磨抗氧性能良好，之后進(jìn)行復(fù)合試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)ZDDP和T-01以105%和015%的加量復(fù)合后，效果最好，且處于穩(wěn)定范圍。

關(guān)鍵詞：油溶鉬；抗磨性；抗氧性；復(fù)合試驗(yàn)

[]中圖分類號(hào)：TE6282文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：

Experimental Studies on Wear Resistance and Oxidation Resistance of Complex dditive Consisted by Zinc Dialkyl Dithiophosphate and Oil-soluble olybdenum

ZNG Xue-jie， ZNG Chen， LI Song-song

（utomobile Engineering College， Chang'an University， Xi'an 71006， China）

bstract：In order to explore the wear resistance and oxidation resistance of the complex additive which consists of zinc dialkyl dithiophosphate （ZDDP） and oil-solute molybdenum（T-01）， the four ball testing machine and constant temperature coke forming plate were used to perform the simulation test nd the comprehensive wear scar diameter[KG2][QX（Y10]WSD[QX）][KG-2]， maximum nonseizure load[KG2][QX（Y10]P[QX）][KG-2]B value， the friction coefficient-u， coke amount， as well as viscosity change rate were taken as the index to analyze the wear resistance and oxidation resistance Firstly， the susceptibility of single agent was investigated It indicates that the wear resistance and oxidation resistance are quite good when the dosage of T-01 is 01%～02% and the dosage of ZDDP is 10%～12% Then the composite experiment was carried out The result shows that the effect is the best and in a stable range with the 105% ZDDP and 015% T-01

Key words：oil-soluble molybdenum； wear resistance； oxidation resistance； composite test

0引言

二烷基二硫代磷酸鋅（ZDDP）是一種兼有抗磨、抗氧、抗腐蝕、極壓及減摩等優(yōu)異功能的多效添加劑，并且生產(chǎn)成本較低，故從20世紀(jì)中期以來，ZDDP一直是內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油不可缺少的組分，并在齒輪油、液壓油等工業(yè)用油中也得到了廣泛的應(yīng)用[1]。有機(jī)鉬可大幅度降低摩擦系數(shù)，提高抗磨性能和承載能力，并且現(xiàn)在已經(jīng)在潤(rùn)滑油中得到了廣泛的應(yīng)用[2]。油溶性鉬化合物在使用過程中可催化分解成新鮮的、超微細(xì)的二硫化鉬，從而可改進(jìn)添加有油溶性鉬化合物潤(rùn)滑油的摩擦性能。

張潤(rùn)香等人在對(duì)ZDDP進(jìn)行熱穩(wěn)定性的研究中發(fā)現(xiàn)，清凈劑能延緩ZDDP的分解[3]，故在考察其添加劑的抗氧化性能時(shí)，在基礎(chǔ)油中加入總量為3%清凈劑T106D和T109C，進(jìn)行優(yōu)化油樣。表3為油溶鉬T-01的理化指標(biāo)。

2試驗(yàn)方法

21抗磨性試驗(yàn)

用GB/T 312方法評(píng)定潤(rùn)滑油的抗磨性能。此方法是在四球試驗(yàn)機(jī)上來評(píng)定潤(rùn)滑油的承載能力，包括綜合磨斑直徑WSD和最大無卡咬負(fù)荷PB。綜合磨斑直徑WSD是評(píng)定潤(rùn)滑油抗磨性能的一個(gè)指標(biāo)，它等于在一定負(fù)荷下若干鋼球磨痕直徑的平均值。PB值被稱為最大無卡咬負(fù)荷，用來衡量油品的承載能力，是指在規(guī)定的試驗(yàn)條件下不發(fā)生卡咬的最大負(fù)荷，在這一負(fù)荷下所得到的鋼球的磨斑直徑應(yīng)不大于相應(yīng)補(bǔ)償線以上數(shù)值的5%[]。本試驗(yàn)所用儀器為R-S110（G） 杠桿式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，是應(yīng)用最為廣泛的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)。綜合磨斑直徑WSD采用S/T 0189試驗(yàn)方法，在載荷為392 N，主軸轉(zhuǎn)速為（1200±60）r/min的情況下，持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間60 min；極壓性能用最大無卡咬負(fù)荷（PB）值表示[5]，采用GB/T 12583試驗(yàn)方法，以主軸轉(zhuǎn)速1500 r/min運(yùn)行10 s。

22抗氧化性試驗(yàn)

抗氧化性的評(píng)定采用恒溫成焦板模擬試驗(yàn)，評(píng)定添加劑的抗氧化性和對(duì)基礎(chǔ)油的感受性。成焦板模擬實(shí)驗(yàn)的條件為：鋁板（320±10）℃，油溫（150±10）℃，試驗(yàn)時(shí)間為6 h，試驗(yàn)結(jié)束后稱出焦重，測(cè)量油樣前后黏度并計(jì)算黏度變化率，以評(píng)定抗氧化性能。

3試驗(yàn)結(jié)果與討論

考慮到試驗(yàn)的經(jīng)濟(jì)性和操作性，故在試驗(yàn)中首先滿足抗磨性能，先進(jìn)行抗磨性能試驗(yàn)，然后再對(duì)其抗氧化性能進(jìn)行試驗(yàn)。

31單劑性能試驗(yàn)結(jié)果與分析

試驗(yàn)首先考察了ZDDP和T-01對(duì)基礎(chǔ)油的感受性，確定最佳加量和匹配值，其加量值如表所示。

從圖1和2可以看出，添加劑對(duì)基礎(chǔ)油有良好的感受性，隨著加量的增加，磨斑直徑明顯下降，PB值也明顯增加。隨著T-01的增加，磨斑直徑下降較快，并且當(dāng)加量為02%時(shí)，PB值明顯上升，之后趨于穩(wěn)定，而隨著ZDDP的增加，其磨斑直徑在加量超過1%之后，趨于穩(wěn)定，PB值在加量為06%之后便沒有太大的增加。同時(shí)，隨著添加劑加量的增加，從圖3明顯可以看出，加有T-01油料明顯比含有ZDDP油料的摩擦系數(shù)小且下降較快。根據(jù)OE規(guī)定，發(fā)動(dòng)機(jī)油中磷含量不超過003%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），可以確定ZDDP和T-01的加量范圍為10%～12%和01%～02%。

ZDDP屬于多效抗氧劑，其抗氧性隨其加量的增大而增加，前人已經(jīng)對(duì)其性能探究很多，現(xiàn)在不再進(jìn)行探究，試驗(yàn)中選取ZDDP加量為12%的試驗(yàn)點(diǎn)，其黏度變化率以及成焦量都要好于加量低于12%的情況，試驗(yàn)中主要考察T-01的抗氧化性能。表5為單劑的加量，其成焦量和黏度變化率的結(jié)果如圖和圖5所示。

由圖可以看出，當(dāng)T-01的加量超過01%之后，成焦量才會(huì)明顯降低，與圖5所表現(xiàn)出的趨勢(shì)相同，但是黏度變化率會(huì)在加量為015%之后再上升，可以說明對(duì)于抗氧性能來說，加量為015%時(shí)最優(yōu)。

32ZDDP與T-01復(fù)合性能試驗(yàn)結(jié)果與分析

通過前面對(duì)單劑所進(jìn)行的試驗(yàn)，選取此兩種添加劑總量為12%進(jìn)行復(fù)合試驗(yàn)，復(fù)合后各添加劑加量如表6所示，復(fù)合后試驗(yàn)結(jié)果與單劑試驗(yàn)結(jié)果比較如圖6至圖10所示。

直徑趨于平穩(wěn)且其磨斑直徑基本低于兩種添加劑單獨(dú)作用時(shí)；圖7中，趨勢(shì)與圖6中大致相同；圖8中隨著T-01加量的增加，其摩擦系數(shù)在不斷降低；故綜合來看，ZDDP和T-01加量為105%和015%時(shí)，抗磨效果最好，且處于穩(wěn)定范圍內(nèi)。復(fù)合后的試驗(yàn)點(diǎn)2為只加12%的ZDDP，此時(shí)是單獨(dú)加ZDDP抗磨、抗氧性效果最好的點(diǎn)。通過圖10可以得出，復(fù)合后對(duì)黏度的控制明顯要好于只加T-01的情況，試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)穩(wěn)定，試驗(yàn)中明顯可以看出試驗(yàn)點(diǎn)的效果最好，也就是試驗(yàn)點(diǎn)（即ZDDP和T-01的加量為105%和015%）的結(jié)果要好于只加單劑ZDDP和T-01的結(jié)果；但是圖9中顯示對(duì)成焦量的控制效果存在問題，可能是由于在氧化過程中ZDDP的氧化情況因T-01加量的不同，而導(dǎo)致具有反復(fù)性，還需要進(jìn)行更多的試驗(yàn)來探究其對(duì)成焦量的影響。

結(jié)束語

通過對(duì)添加劑進(jìn)行單劑和復(fù)合劑試驗(yàn)，T-01具有優(yōu)異的極壓抗磨性，并且加量較少，同時(shí)與ZDDP復(fù)合也具有增效作用，對(duì)于極壓抗磨性和抗氧性都有一定程度的提升，當(dāng)ZDDP和T-01加量為105%和015%時(shí)，效果最好，且處于穩(wěn)定范圍。

參考文獻(xiàn)：

[1]張新民，李銘，崔文峰二烷基二硫代磷酸鋅化工藝優(yōu)化研究[J]石油煉制與化工，1998，29（10）：27-30

[2] 劉金亮，夏延秋有機(jī)鉬作為摩擦改進(jìn)劑的應(yīng)用[J]沈陽工程學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008，1（）：77-80

[3] 張潤(rùn)香，劉功德，曹聰蕊，等ZDDP 熱穩(wěn)定性及其對(duì)抗磨性能的影響[J]潤(rùn)滑油，20127（6）：29-3

[] GB/T 12583-1998 潤(rùn)滑劑極壓抗磨性能測(cè)定法（四球法）[S]

[5] GB/T 312-82 潤(rùn)滑劑承載能力測(cè)定法（四球法）[S]