润滑油无灰分散剂的发展概况.doc

2006年润滑油科技情报站年会论文专辑 润滑油无灰分散剂的发展概况 王辉 (中国石油大连润滑油研究开发中心，辽宁大连116032) 摘要：介绍了无灰分散剂的发展趋势，包括丁二酰亚胺、丁二酸酯、丁二酰亚胺的硼化物、丁二酰亚胺酸及其衍生 物等各种类型无灰分散剂的制法及使用性能。 关键词：无灰分散剂；聚异丁爝丁二酸酐；麓化工艺 前言。 20世纪40--50年代国外的汽车增多，为了减少空气污染，普遍使用正压进排气(PVC)系统，这样 会使酸性物质进入曲轴箱内，造成润滑油中的漆状物与淤渣沉积物生成趋势增加。产生的大量水汽部 分被冷凝下来生成大量乳化油泥，阻塞了管道及滤网，严重影响曲轴箱的正常使用。为了解决低温油 泥分散问题，1955年美国杜邦公司研究出一类新型聚合型分散添加剂，这种无灰分散剂使低温油泥问 题得到解决但效果不够明显，60年代出现了非聚合型的T--酰亚胺无灰分散剂_lJ。踟年代发现了“黑 色油泥”，还有阀系磨损严重，抗氧化能力差，清净性不好以及材质易变硬等问题。目前国内外普遍采 用的丁二酰亚胺分散剂，对黑色油泥分散和吸附不好，不能解决黑色油泥问题。增加丁二酰亚胺无灰 分散剂的用量，则对油品低温粘度影响较大，不利于调制多级油品。以上原因要求无灰分散剂除分散 性能外，还应提高粘度指数，降低对低温粘度的影响，并可减少粘度指数改进剂的用量。如何解决这些 问题，只有合成新的无灰分散剂和丁二酰亚胺的衍生物，才能得到圆满解决【2J。 1无灰分散剂的作用 分散剂主要是使油品使用过程中由于氧化或其他化学作用形成的不溶物质保持悬浮，并防止油泥 凝聚和不溶物沉积；它的另一个作用是防止烟炱颗粒凝聚，并降低润滑油使用过程中的粘度增长旧J。 2无灰分散剂的发展概况 2．1丁二酰亚胺 丁二酰亚胺是用得较广泛和使用量最多的一种分散剂 1，60年代后开始大量使用，根据性能和用 途不同丁二酰亚胺有单丁二酰亚胺、双丁二酰亚胺、多丁二酰亚胺和高分子量分散剂。单丁二酰亚胺 的低温分散性能特别好，多用于汽油机油和API CA：级以下的柴油机油；双和多丁二酰亚胺热稳定性 能好，更多地用于增压柴油机油中。 丁二酰亚胺一般的制备方法有热加合法和氯化法两种。这两种工艺存在各自的缺点，热加合虽然 工艺简单，但反应周期长，聚异丁烯转化率低，氯化工艺与热加合工艺相比L4J，其特征是可降低温度提 高聚异丁烯的转化率，但是，凡是与高浓度氯气相接触的容器设备及管线阀门均需要特殊材质。氯化 过程排放的氯化氢回收系统需要用四氟乙烯和玻璃材质；氯化工艺最致命的弱点是最终产品不可避免 地残留氯3000--5000,ug屈，兰州炼油化工总厂对上述工艺进行改进，开发了自由基一步法烃化工艺合 成烯酐，与氯化工艺相比具有工艺简单易行生产装置投资少，反应温度低生产周期短，能耗低的特点， 而且从工艺上根除了氯气污染源。 2．2丁二酸酯型分散剂 丁二酸酯是70年代发展起来的新型分散剂，具有很好的抗氧和高温稳定性，在高强度发动机运转 中可有效控制沉淀物的生成。专利4225589中介绍了平均分子量为1300的聚异丁烯丁二酸酐与季戊 四醇进行反应b J，用高碱值的酚镁作催化剂，用矿物油稀释，兰州炼化总厂于90年代开发了酯型无灰 分散剂[6]，它是通过聚异丁烯丁二酸酐(聚异丁烯的平均分子量为1000)女I矿物油稀释，与季戊四醇反 应并加入石油磺酸钙作催化剂。在190(2下进行反应10 h，过滤后得到酯型无灰剂产品。经过实验室  2006年润滑油科技情报站年会论文专辑 评定试验[“，酯型分散剂热分解温度明显高于丁二酰亚胺类无灰剂，但从斑点分散数据看，酯型无灰分 散剂比双丁酰亚胺稍差，酯类无灰剂氧化安定性比丁二酰亚胺类(T152)好。在兰炼研制的10W／30 SF／CD通用油中，为解决油品高温清净性问题，使用了部分酯型无灰分散剂，该油品成功的通过了L一 38、ⅢD、VD、1G2等台架试验。 2．3丁二酰亚胺的硼化哺’ 硼化分散剂就是指丁二酰亚胺与硼酸反应后得到的产品，这种类型的分散剂改进了过去分散剂的 抗磨性能和对橡胶材料的密封性能，埃克森化学公司研制了该类产品，它是通过分子量大约为1500～ 5000的聚异丁烯和丁二酸反应生成中间体，丁二酸与聚异丁烯的摩尔比为1．05～1．25，再进一步多烯 多胺、硼酸反应生成分散剂。专利中还考察了该分散剂与磺酸镁、磺酸钙清净剂混合后的相互作用情 况，分散剂、清净剂、油以4：1；1的比例混合后，测定不同混合时间后的100℃粘度，当聚异丁烯丁二酸 酐与聚异丁烯的摩尔比较高时，体系的100*E粘度增加较快，适当的比饲为1，05～1．25。还进行了MS 程序发动机试验，试验中所使用的润滑油为10W／40曲轴箱油，油中含有不同类型的分散剂，加剂量为 4．5％，分散剂情况及台架试验结果见表1