润滑油分散剂的作用及应用分类

分散剂是指能抑制油泥、漆膜和淤渣等物质的沉积,并能使这些沉积物以胶体状态悬浮于油中的化学品,它与清净剂的最大不同之处是它不含金属,故又称无灰分散剂。分散剂的主要功能是分散和增溶作用,其效果比清净剂好,它与清净剂复合使用有增效作用,既可提高润滑油质量,又可降低油品中添加剂的加入量。

分散剂由亲油基(烃基)、极性基和连接基团构成。

?亲油基(烃基):相对分子量(Mn)为-的聚异丁烯(PIB)。其油溶性基团比清净剂的大10于倍,更有效地形成三维屏障膜,使积碳和胶状物不能相互聚集;

?连接基:琥珀酸酐、酚和磷酸酯;

?极性基团:通常是氮或氧的衍生物。氨基基团是胺的衍生物,通常是碱性,一般为二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺。含氧基团是醇的衍生物,呈中性,一般为多元醇,如季戊四醇。

分散剂具有分散作用和增溶作用:

分散作用:分散剂提供的油溶性基团比清净剂大10多倍,能有效地形成立体屏障膜,使积炭和胶状物不能相互聚集,可使0-50nm大小的粒子被胶溶。分散剂能有效地把0-nm的粒子分散于油中,与油泥作用后并分散在油中形成胶束。

增溶作用:不溶于油的液体极性物质,如烟炱和树脂,由于存在着和分散剂之间的相互作用而被分散到油中,犹如溶质的溶解现在,即借助少量表面活性剂的作用,使原来不溶解的液态物质溶解于介质内。发动机油的油泥是一些氧化产物聚合后与冷凝水混合后生成的,这些聚合物使发动机油的积炭增加,并附在油箱上阻止油泵的吸入,从而堵塞滤网。而分散剂能与生成油泥的羟基、羧基、羰基、硝基、硫酸酯等直接作用,并溶解这些极性基团,并把它们络合成油溶性的液体分散在油中。

分散剂按结构不同,主要分为聚合型和非聚合型两大类。聚合型分散剂目前已被列入黏度指数改进剂。非聚合型分散剂种类较多,比较常见的有聚异丁烯丁二酰亚胺、聚异丁烯丁二酸酯、苄胺及无灰磷酸酯(硫磷化聚异丁烯聚氧乙烯酯)四大类。

丁二酰亚胺

丁二酰亚胺是应用较广泛、使用最多的一种分散剂,其使用量占分散剂总量的80%以上。根据性能和用途不同,丁二酰亚胺可分为单丁二酰亚胺、双丁二酰亚胺、多丁二酰亚胺和高分子量丁二酰亚胺。

?单丁二酰亚胺的低温分散性能特别好,多用于汽油机油和低档柴油机油;

?双丁二酰亚胺和多丁二酰亚胺的热稳定性能好,更多地用于增压柴油机油中;

?高分子量丁二酰亚胺的高温清净性和油泥分散性都较好,用于高档内燃机油。

丁二酸酯

丁二酸酯具有良好的抗氧化性和高温稳定性,在高强度发动机运转中可有效控制沉积物生成。由于丁二酸酯分散剂具有更好的热氧化稳定性,因此多用于汽油机油和柴油机油中,一般与丁二酰亚胺复合使用,以产生协和作用。

苄胺

苄胺是酚醛胺型的缩合物,即用烷基酚甲醛和胺进行曼尼希反应所得的分散剂,又称曼尼希分散剂。苄胺在汽油机油、柴油机油中具有良好的低温性能、较好的分散性和沉积控制能力,还具有一定的抗氧化性能,常用于汽油机油。

无灰磷酸酯

无灰磷酸酯是由聚异丁烯与五硫化二磷反应后再与环氧乙烷反应制得,具有优良的耐热性,主要用于柴油机油、涡轮汽油发动机专用油等。无灰磷酸酯分散油泥的能力较丁二酰亚胺差一些,但生产漆膜的倾向小。

分散剂一般常用于现代汽车发动机油中,加剂量为1%-6%,主要作用是控制油泥。在发动机油中加入分散剂,对柴油机油的烟炱控制特别有效。铁路机车用油要求有好的碱贮备性和高分散性能,需要加入分散剂来提供。中速筒状活塞柴油发动机油倾向于使用较少量的分散剂,一般加剂量为2%-4%。二冲程汽油机油是与燃料混合燃烧的,若含有过多的金属清净剂和抗氧剂,容易产生磨损和环黏结,为了防止此类事件发生,多将特殊的分散剂与清净剂复合使用。发动机油的分散剂使用量几乎占分散剂总使用量的80%。除发动机油外,分散剂也用于ATF、齿轮油、液压油和精制工艺的防污剂。齿轮油中含有热不稳定的极压添加剂,极压添加剂的分解副产物具有高极性,用分散剂可控制它们,以避免腐蚀和形成沉积物。




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