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HEDP作為潤(rùn)滑油抗磨劑的應(yīng)用研究
 石油煉制與化工HEDP作為潤(rùn)滑油抗磨劑的應(yīng)用研究李勇，李云鵬（石油化工科學(xué)研究院，北京100083）烯的復(fù)合效應(yīng)，并用俄歇電子能譜（AES）分析了其四球機(jī)試驗(yàn)后鋼球表面的元素。結(jié)果表明，HEDP作為抗磨劑用于極壓性潤(rùn)滑油中，具有優(yōu)良的極壓抗磨性能，其與硫化異丁烯復(fù)配也顯示出了良好的協(xié)同效應(yīng)。HEDP對(duì)于油品的防銹性能具有積極的作用對(duì)有色金屬的腐蝕無(wú)不良影響，具有多效功能，對(duì)于研制低劑量的極壓性油品配方具有重要意義。HEDP應(yīng)用于重負(fù)荷車(chē)輛齒輪油的全配方中，所調(diào)制的復(fù)合劑添加量不大于4. 5%的GL-5車(chē)輛齒輪油符合GB 13895?92質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
前言含磷極壓抗磨劑具有良好的熱氧化安定性和抗磨性，在高扭矩苛刻條件下能防止齒面磨損、點(diǎn)蝕和剝落，磷型極壓抗磨劑是早出現(xiàn)的一類(lèi)含磷極壓抗磨劑，主要有亞磷酸酯和磷酸酯等系列產(chǎn)品，它們已經(jīng)在極壓性潤(rùn)滑油（齒輪油、液壓油）中得到了廣泛應(yīng)用，其中亞磷酸酯的載荷性能和抗磨性能明顯地受到烴基的結(jié)構(gòu)和鏈長(zhǎng)短的影響。磷酸酯產(chǎn)品中中性磷酸酯的活性較弱，不易在摩擦表面形成化學(xué)保護(hù)膜；酸性磷酸酯的性能稍?xún)?yōu)，但是酸性較強(qiáng)，在重負(fù)荷條件下易產(chǎn)生化學(xué)腐蝕、磨損，使其性能變差，此外，酸性磷酸酯還會(huì)與油中的其它添加劑發(fā)生作用生成沉淀。
作為含磷極壓抗磨劑的一個(gè)品種，膦酸酯用于極壓性潤(rùn)滑油的研究報(bào)道并不多。認(rèn)為膦酸酯的極壓性一般不如磷酸酯，而在抗磨性方面，王汝霖認(rèn)為兩者相差不大。ChmUS等用四球試驗(yàn)機(jī)研究了膦酸酯在菜子油中的表現(xiàn)，與傳統(tǒng)抗磨添加劑相比，在高速、高溫條件下，它顯示了極好的抗磨性。
HEDP，即1-羥基乙叉1，1-二膦酸（二辛）酯是一種新型膦酸酯，用于化學(xué)工業(yè)設(shè)備的防垢及防止氧化結(jié)渣有著極好的效果W，本研究將其作為抗磨劑用于極壓性潤(rùn)滑油中，考察其抗磨性能，以及與硫化異丁烯的復(fù)合效應(yīng)，并用俄歇電子能譜（AES）分析了其四球機(jī)試驗(yàn)后鋼球摩擦表面的元素。
表4HEDP的銅片腐蝕結(jié)果油樣cHEDP），銅片腐蝕試驗(yàn)/級(jí)編號(hào)100"C，3h121結(jié)合表2和可知，其為1 200N，磨斑直徑為0.單獨(dú)加人2.0%HEDP，其心為1470隊(duì)磨斑直徑為0.51mm；而321和2.0%HEDP復(fù)配加人后其變?yōu)?810N，磨斑直徑變?yōu)?.兩者對(duì)比，HEDP與硫化異丁烯復(fù)配后極壓抗磨性能的提高顯而易見(jiàn)。從還可以看出，在T321含量一定的情況下，隨著HEDP劑量的增加，大無(wú)卡咬負(fù)荷逐漸增大，磨斑直徑不斷減小，總體上均好于T321和HEDP單獨(dú)加人的情況，這一結(jié)果說(shuō)明硫化異丁烯與HEDP復(fù)配后，極壓抗磨性有了明顯的提高，即硫化異丁烯與HEDP復(fù)配后可以產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。根據(jù)這一趨勢(shì)，也不難找出T 321與HEDP的適宜配比范圍。
可見(jiàn)，HEDP具有優(yōu)良的極壓抗磨性，與T 321復(fù)配也顯示出良好的協(xié)同效應(yīng)，能有效地提高基礎(chǔ)油的極壓抗磨性能，可用于配制齒輪油等極壓性潤(rùn)滑油。
3.3摩擦表面膜的俄歇電子能譜（AES）分析+余量基礎(chǔ)油（樣品1）和1.0% HEDP+3%T321+余量基礎(chǔ)油（樣品2）進(jìn)行四球機(jī)磨損試驗(yàn)。四球機(jī)的試驗(yàn)條件為：載荷441N，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間30min，運(yùn)轉(zhuǎn)速度1 450r/min.采用俄歇電子能譜（AES）對(duì)經(jīng)過(guò)四球磨損試驗(yàn)后的試球磨斑在摩擦過(guò)程中生成的表面膜進(jìn)行表面組成分析，結(jié)果見(jiàn)和。試驗(yàn)前試球分別使用極性和非極性溶劑進(jìn)行超聲波清洗，以除去試驗(yàn)后在試球表面上剩余的潤(rùn)滑油。
從可以看出，由于樣品1中只加了T321，樣品1試球膜的表面層AES譜圖中鐵含量很高，也出現(xiàn)了硫峰。從可以看出，T321與HEDP復(fù)配后，樣品2試球膜的表面層AES譜圖中出現(xiàn)了磷、硫峰，磷含量明顯增大，鐵含量下降，碳含量高于氧含量，生成的表面膜有了明顯的有機(jī)成分，說(shuō)明添加劑中的磷和硫元素都參與了表面膜的生成，使得在金屬表面形成的表面膜更厚實(shí)，表現(xiàn)為油樣的磨斑直徑下降和大無(wú)卡咬負(fù)荷升高。
3.4HEDP在重負(fù)荷車(chē)輛齒輪油配方中的應(yīng)用3.4.1HEDP的防腐蝕性能HEDP不僅具有良好的極壓抗磨性，而且還表現(xiàn)出了一定的防腐蝕性能。在配方1中不加HEDP，在配方2中加人HEDP，其余添加劑組成基本相同，使用ASTMD 665實(shí)驗(yàn)設(shè)備，在燒杯中加人300mL油樣，30mL蒸餾水，并插人拋光的15號(hào)鋼棒，82C恒溫下攪拌4h.然后將鋼棒及油水混合物移至廣口瓶中，密閉，在82"C恒溫烘箱中放置164h.停止實(shí)驗(yàn)，取出鋼棒，然后用石油醚沖洗鋼棒，觀察氣、油、水三相中鋼棒的銹蝕情況，結(jié)果見(jiàn)表3.不同溫度下HEDP的銅片腐蝕試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4.表3添加劑組合物的銹蝕試驗(yàn)項(xiàng)目配方1配方2硫化異丁烯S，P，N極壓抗磨劑P、N多效添加劑有機(jī)氮化合物防銹劑銹蝕實(shí)驗(yàn)氣相X銹尤鎊油相無(wú)銹水相輕銹尤銹從表3和表4結(jié)果看，HEDP對(duì)于油品的防銹性能顯示出了積極的作用，對(duì)有色金屬的腐蝕也無(wú)不良影響，具有多效功能。
目前，潤(rùn)滑油中所用防銹劑的主要品種為中、高堿值的磺酸鹽，利用其堿性抑制油品在使用過(guò)程中所生成的酸性物質(zhì)，達(dá)到防銹、防腐蝕的目的。
但磺酸鹽是一種具有較強(qiáng)極性的表面活性物質(zhì)，在金屬表面與極壓抗磨添加劑形成吸附競(jìng)爭(zhēng)，在一定程度上影響了油品的極壓抗磨性。而HEDP實(shí)際上是一種鰲合物的配體，其分子結(jié)構(gòu)中羥基的存在，使得它可以與金屬表面的“游離”離子形成較為穩(wěn)定的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，這樣就彌補(bǔ)了極壓抗磨組分與腐蝕抑制劑在吸附競(jìng)爭(zhēng)時(shí)能力的不足，這對(duì)于研制低劑量的油品配方，具有相當(dāng)重要的意義。
HEDP在重負(fù)荷車(chē)輛齒輪油配方中的應(yīng)用將HEDP應(yīng)用于重負(fù)荷車(chē)輛齒輪油的全配方中，研制出了添加量不大于4. 5%的GL-5車(chē)輛齒輪油復(fù)合劑。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室理化性能測(cè)試以及齒輪油標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)架的評(píng)定，調(diào)制的GL-5車(chē)輛齒輪油符合GB 13895?92質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，表5為80 W/90GL-5車(chē)輛齒輪油的評(píng)定結(jié)果。
4結(jié)論HEDP作為抗磨劑用于極壓性潤(rùn)滑油中，具有優(yōu)良的極壓抗磨性能，其與硫化異丁烯復(fù)配也顯示出了良好的協(xié)同效應(yīng)，可應(yīng)用于齒輪油等極壓性潤(rùn)滑油品中。
HEDP對(duì)于油品的防銹性能具有積極的作用，對(duì)有色金屬的腐蝕也無(wú)不良影響，具有多效功能，對(duì)于研制低劑量的極壓性油品配方具有重要意義。
HEDP應(yīng)用于重負(fù)荷車(chē)輛齒輪油的全配方中，所調(diào)制的復(fù)合劑添加量不大于4.5%的GL-5車(chē)輛齒輪油符合GB13895?92質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。