摘 要:润滑剂在机械设备中,起到良好的润滑和清洁作用,通过对现阶段常用矿物润滑油性能要求的介绍,认为矿物润滑油资源不可再生,对环境有污染,提出未来润滑剂的发展前景应具有良好极压抗磨性能和环境友好性能。

关键词:润滑剂性能要求发展前景

中图分类号:TG304 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)09(a)-0108-01

随着现代航空装备的发展和汽车工业的发展,发动机润滑油的需求量不断增加,性能级别也不断提高。由于环保意识的增强,发动机用油的低排放、低污染的问题越来越突出,在润滑油品方面,要求低硫化、低磷化、低粘度和排放后低污染的要求越来越严格。这些都使得润滑油的生产技术在不断改进,油品组成在不断优化,油品的性能及等级在不断提高,并且极大的促进了润滑油及添加剂技术的不断发展。同时,生物技术、纳米技术也在润滑油中及添加剂中得到广泛应用。

1润滑剂性能要求

21世纪是清洁的时代,废气排放必须达到超低排放或零排放,汽车及其他用油机具除使用清洁燃料外,还要求润滑油必须清洁、高质量。润滑油质量需随着日益严格的环保要求而不断提高。

美国是世界上控制汽车废气排放最严格的国家。早在20世纪60年代,美国就提出了汽车排放要求,那时汽油机使用SC/SD级汽油机油,柴油机以CC级柴油机油为主。到20世纪90年代初,美国通过“清洁空气法”修正案,要求废气排放比80年代初降低40％,出现了SH/GF-1汽油机油、CF-4柴油机油。为满足排放进一步降低30％的严格要求;2000年美国发表了SL/GF-3汽油机油最新规格,而柴油机油则在1998年就推出了CH-4规格。为满足新的排放标准,汽油机油将达到“SM”/GF-4标1准,而柴油机油2001年就已达到PC-9标准。

欧洲汽车排放要求与美国逐渐趋于相近。欧洲柴油汽车(尤其是柴油轿车)数量多,对柴油车排出的氮氧化物和颗粒物控制较严。欧洲从20世纪90年代初实行欧I排放标准,到2000年实行欧Ⅲ标准,柴油机油规格已从CCMCD4/D5发展到ACEAE4-98/E5。随着2005年欧Ⅳ排放标准的执行,当更高级别的柴油机油被使用时,还要求油品具有低硫、低磷和低灰分的特点。

国外日益苛刻的环境要求和润滑油的发展对我国润滑油工业带来新的挑战。目前,国产品牌润滑油的中高档油比例少,且质量档次跨度较大。以汽油机为例,既有低档次的SC级油品,也有高档次的SJ级油品。我国颁布了新的汽车排放标准,拟订了执行欧Ⅱ、欧Ⅲ标准的时间,这将大大推动我国润滑油质量的提高。

为满足法规要求的排放标准,近期和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。这些技术的发展对车用润滑油发展提出了新的更高要求[1]。

(1)高档润滑油需求量增加,级别不断提高。

(2)为防止催化转化器催化剂中毒,润滑油必须低磷、低硫、低灰分。

(3)提高汽油机油和柴油机油的高温抗氧化性能、清净性和分散性。

(4)适应汽车节能要求,使用多级油和低粘度油。

(5)开发清洁燃料发动机油。

(6)适应车辆齿轮油和自动传动液的新要求。

(7)生物技术在润滑油中的应用。

生物技术用于研究开发可降解润滑油始于20世纪70年代。绿色化学将使生物可降解润滑油的发展在21世纪更为迅速[2]。可降解润滑油无毒,具有良好的润滑性和粘温性能,粘度指数高,容易降解生成二氧化碳和水。欧洲、美国和日本已开展了生物降解润滑油的研究,一些著名厂家已陆续开发出了生物降解润滑油,且有生物降解性能的评定方法。在欧洲,生物降解润滑剂已占7％左右,北欧一些国家还制定了法规,限制部分矿物润滑油的使用,以推广使用生物降解润滑油。

上海交通大学以开发生物降解润滑油剂为目的,对绿色润滑剂的基础油进行了改性和氧化机理的研究,筛选得到了一些效果较好的抗氧添加剂,合成了几个系列的极压抗磨添加剂,并考察了它们的摩擦学性能,取得良好效果。

2润滑剂的发展

20世纪60年代以前,人们选择润滑剂一般选择粘度偏大的润滑油,认为粘度大易形成油膜,润滑有保证。然而,润滑油粘度过大也存在着明显的缺点:(1)粘度大,分子间内摩擦力大,所做无用功多,效率低;(2)粘度大的油品冷却效果差,设备易过热;(3)粘度大在低温下启动时易造成干摩擦,损伤机件。

60年代后,由于机械工业的不断发展,对油品质量和使用性能的要求越来越苛刻,因此促进添加剂工业的迅猛发展。目前添加剂大致可分为两大类:一类为影响润滑油物理性质的添加剂,如降凝剂、增粘剂、粘度指数改进剂、抗泡剂等;另一类在化学方面起作用的添加剂,如各种抗氧剂、防锈剂、清净分散剂、极压抗磨剂等[3]。其中每一种添加剂都只能解决某一方面的问题,但单独使用常常满足不了具体机器的使用要求,现在常常是几种添加剂共同使用,起到协同效果,这就是复剂,它们使润滑剂的性能大幅提高,为现代机械的发展创造了条件。

进入21世纪以来,以矿物油为基础油的润滑剂的弊端越来越明显,(1)环保问题解决不了。尽管添加剂的发展使润滑油的发展到了一个相当高的高度,几乎可以满足各种机械各种工况的要求,但从环保角度看,矿物油系润滑剂存在一个致命的弱点—难处理、污染环境。(2)矿物资源的有限性。矿物资源是不可再生资源,因此开发新型能源代替矿物油成为当务之急。(3)成本高。随着矿物油资源的减少,矿物油价格在不断上升,从经济的角度考虑也应寻找可替代的、廉价的润滑剂。

综上所述,现代环保要求和装备技术的迅猛发展,要求润滑油品具有更优异的性能,具体表现在极压抗磨剂方面,要求其具有低硫、低磷和低灰分的特点,具有良好的生物降解性,还应能滿足低粘度油品润滑性的要求,有更好的抗磨性和极压性能。以及在醇类燃料发动机油还要具有良好的酸中和能力。这些,都对添加剂提出了更新和更高的要求。

参考文献

[1]吕涯,等.润滑剂的环境友好化进程概述[J].石油与天然气化工,2001,4:266～269.

[2]史宗冈,杨道胜.世界汽车及其润滑油的发展与排放的相关性分析[J].润滑油,2002.

[3]王汝霖.润滑剂摩擦化学[M].中国石化出版社,1994.