国内外磷系极压抗磨添加剂的合成和其摩擦学性能研究进展.pdfVIP

国内外磷系极压抗磨添加剂的合成 及其摩擦学性能研究进展 方春梅，李茂森，刘显秋，王 磊，孙洪伟 (中国石化石油化工科学研究院，北京100083) 摘要：较为详细地综述了磷系极压抗磨添加剂的合成进展及其近期的研究和开发动向。比较和总 结了多种磷系极压抗磨添加剂的制备方法，并简要地介绍了其在摩擦学领域中的研究动态。同时， 对磷系极压抗磨添加剂极压抗磨作用机理的研究进行了分析和归纳，展望了其发展前景。 关键词：磷系极压抗磨添加剂；合成；摩擦化学；润滑；述评 润滑油、脂的升级换代对现代科学技术 硫磷型、硫磷氮型、磷氮硼型、硫磷氮硼型 和工业生产的不断发展具有巨大的促进作 等。在本文中，笔者论述了各类型磷系极压 用。实现油品的升级换代有3种基本方法： 抗磨添加剂的合成和摩擦学性能研究概况。 (1)改善基础油的性能；(2)研究和开发新型 l磷型极压抗磨剂 多功能润滑油添加剂；(3)提高添加剂间的 复配技术[1]。新型高效多功能添加剂的研究 磷型极压抗磨剂很早就出现并且在润滑 和开发，是提高油品质量的关键技术之 油脂中广泛使用，主要有亚磷酸酯和磷酸酯 一[2]，同时也是国际摩擦化学研究的重要前 系列。国内各个厂家一般采用脂肪醇与PCI。 沿课题。而极压抗磨添加剂主要是为了防止 反应制得亚磷酸酯；用脂肪醇和POCI。反应 烧结、擦伤和磨损而使用的添加剂，含磷有 制得磷酸脂肪烷基酯；用PCI。与苯酚(或混 机化合物作为极压抗磨添加剂由来已久，并 合甲酚)酯化反应后通入Cl。生成二氯代磷 获得了广泛的工业应用，是目前应用最广、 酸三苯基酯(或二氯代磷酸三甲苯基酯)，再 抗磨效果最好的添加剂之一Ea-s]。设计和合经水解、减压蒸馏得磷酸三苯基酯(或磷酸 成新型磷系极压抗磨添加剂及其在润滑油脂 甲苯基酯)。早在1965年，Mobil石油公司 中的应用研究非常活跃。 磷系极压抗磨添加剂品种较为复杂，不 (或水)与PCI。的摩尔比为2：1：1，在40～ 仅表现在化合物种类上，也表现在其元素组 70℃滴加PCI。到酚和脂肪醇(或水)的混合 成上。所以将其准确分类非常困难，笔者按 物中反应，合成了高相对分子质量的芳基亚 其所含活性元素划分，分为磷型、磷氮型、 磷酸酯，反应式如图1所示。‘ ：6…栅…，一[： 弘……a 图1 芳基亚磷酸鹭的合成 47 一般说亚磷酸酯比磷酸酯抗磨效果好。 烷氧基磷酸盐，如图4所示。其极压和抗磨 对磷型极压抗磨剂的作用机理，不同学者提 性能赶上并超过了目前国内外公认的王牌硫 出不同的观点。早在40年代就提出所谓“化 化异烯烃极压剂[181。Mobil石油公司的 学抛光作用巩7]的说法，即摩擦过程中形成 铁和金属磷化物的共晶层。后来许多学者证 物与醛、二烷基亚磷酸酯反应得到了含磷氮 明这种解释是站不住脚的，并提出存在磷酸 活性元素产物，将其添加到润滑油脂中可以 盐层[8．9]。Godfreg[1阳用电子衍射法发现在提高其承载能力和抗磨能力。 摩擦表面生成FePO。和FePO。·H20混合 R0＼P猡 物。目前，普遍的观点是，在各个条件下， RO／＼H 磷型添加剂在摩擦表面形成了磷酸盐[1卜”]。 蜊作月／ ＼＼水解 1974年Forbes等[133提出二