硼酸盐
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硼酸盐型润滑油添加剂
硼酸盐润滑油抗磨剂
据资料介绍,全球每年约有三分之一的金属材料消耗于氧化腐蚀和机械磨损,我国
这方面损失每年高达
HYB-B型抗磨试验机
1800亿元。可见防止金属腐蚀和改善润滑抗磨性能何等重要。
半个多世纪以来,人们在研发极压抗磨减摩油剂提高润滑性能方面做了不懈努力,开发出多种单剂和复剂。如硫磷型(SP)齿轮油极压抗磨剂,内燃机油、抗磨液压
油用二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)抗氧抗腐抗磨多效剂,有机钼、钨减摩剂,有机铜及纳米硫化铜减摩剂,纳米铈、镧稀土抗磨剂,纳米金刚石、氮化硼、二氧化硅等陶瓷抗磨剂,胶体石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯减摩抗磨剂,氨荒酸锌、铜、钼、镉、锑等盐及其酯类极压抗磨剂,非活性高碱值磺酸盐极压剂,烷基咪唑氟硼酸盐离子液,抗水解性硼酸酯和硼酸盐等等。所有这些,对改善机械极压抗磨减摩性能都有较好的作用。
面对多种添加剂,选择和配伍是最重要的。过去十年间,内燃机油在质量不断升级的条件下,加剂总量(不含粘指、降凝剂)能从10%-12%降至5%-10%,主要靠
对单剂多效性的选择和对复剂配伍性的优化。选择应当依据节能、环保法规、应用场合和性价比;优化旨在实现性效、成本的最佳化。有的剂受环保限制,如ZDDP在生产SM/GF-4等高级汽机油中受磷含量不超过0.08%限制,必须寻找新剂替代:有的
受节能要求限制,如硫磷剂用于GL-5等车辆齿轮油,比用有机钼或硼酸盐浪费燃油3.2%以上;有的受成本约束,如二戊基二硫代氨基甲酸锌、非活性高碱值磺酸钙、
纳米硫化铜、非活性有机钼等性效很好,但价格都在40-80元/Kg之间,在中低档
价位的润滑油中推广困难;有的受现有加工工艺条件限制,如纳米陶瓷、纳米金刚石和咪唑氟硼离子液等,目前还很难大批量生产供货;有的外观色泽不佳,如胶体石墨、二硫化钼和氨荒酸硒、碲、锑、镉等,因带有黑、灰、黄颜色而不大受某些用户欢迎。
抗水解性硼酸盐添加剂,近年来倍受关注。它凭借其坚厚的油膜强度,超高的极压性能,低粘度高抗磨的独有特点,仅次于纳米铜、有机钼等低摩擦系数,理想的抗氧和防锈作用,无金属灰分的清净分散性,无毒无味无害的安全性,可替代ZDDP(T 202/T203)无磷减硫的环保性,不快速腐蚀消减金属表面、消耗添加剂的长寿命性,
以及加剂量小作用大,资源丰富成本低,性效全面用途广的市场竞争力,可望被承认为新一代节能减排、极压抗磨、抗摩防腐、清净分散多效添加剂。
一、产品性能及特点
1、承载能力非常突出。负载高于硫磷剂两倍,平均接触压力高达2952.9kg/cm2,可防止超负荷极端条件下拉缸抱轴化瓦事故。
2、抗磨系数小。油膜厚度超过硫磷10倍以上,四球机试验磨斑直径在784N时比同级别传统内燃机油减少52.7%,能大大延长发动机使用寿命。
3、摩擦系数小。硼酸盐常温下摩擦系数为0.05-0.07,仅次于纳米铜和有机钼,非常适合生产节能型润滑油,减少汽车动力损失,较大幅度节省能源。
4、热氧化温度高。硼酸盐形成的平面六元环B3O63-离子结构,热氧化温度较其它添加剂高30℃-50℃,与氨荒酸盐复配,可用于260-300℃条件下长期使用的高温润滑油。
5、清净分散性好。硼酸盐与其它极压抗磨剂不同的是还兼具清洗胶质、积炭和分散油泥的作用,能减少润滑油中清净分散剂的加量和发动机中金属灰分等沉积物,降低润滑油生产成本。
6、性效与粘度成反比例关系。传统添加剂制造的润滑油40℃粘度低于200mm2 /S时,极压抗磨性能急剧下降,而硼酸盐恰恰相反,油的粘度越低极压抗磨性能越好。这就为大量生产低粘度、低阻力、低温流动性好的多级节能性内燃机油和齿轮油创造了非常有利的条件。
7、使用寿命长。传统极压抗磨剂靠一层层腐蚀金属表面,不断消耗油中添加剂来形成硫磷氯金属硬化膜负载抗磨,使用寿命很短。而硼酸盐靠电泳形成沉积膜负载抗磨,既能维持金属几何尺寸基本不变,又能大大放慢添加剂的消耗,延长润滑油寿命50%以上,使内燃机油、齿轮油换油里程分别达到5万和10万公里。
8、无磷、无毒、无污染。可替代二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP),生产SM/DF-4等低硫磷环保节能高级汽机油,防止“三效”转换装置催化剂中毒失效,实现内燃机油无磷化。
9、防锈适应范围宽。硼酸盐在高温和低温下,对碳钢、硼钢、铬镍钼合金及铸铝、铸铁表面,都有良好的抗磨、抗腐蚀性能;而含硫磷剂的油品对不同金属防锈抗磨性能却有好有坏,差别甚大。
10、密封适应性好。硼酸盐对多种橡塑密封材料都无不良影响,可防止过度溶胀硬缩和龟裂,延长密封件的使用寿命。
11、使用范围广。硼酸盐即可在石蜡、环烷、中间基基础油中使用,又可在合成、半合成基础油油中使用;既可单独与清净、分散、抗氧等添加剂复配,也可与硫、磷等活性添加剂复合使用。
二、产品质量规格
注【1】在150SN基础油中加剂3%(W)试验
三、用途、用法及加量
本品可在汽、柴发动机油、齿轮油、抗磨液压油、金属切削油、金属成型油和润滑脂中作为单剂使用,也可作为上述润滑油、脂复合剂的组分使用,还可直接灌装成汽车、摩托车抗磨剂、磨合剂、修复剂等养护品,以提高和改善汽、柴机油的性能。
在各种油、脂中的加量为1%-5%(按重量及计或按体积计),加温40℃搅拌3 0分钟即可。作为养护品使用可直接加入发动机既有箱。
内燃机油应用硼酸盐复合剂的显著功效
半个世纪以来,中外专家通过大量研究试验认定,硼酸盐的极压、抗磨、减摩、抗氧、清净、防腐蚀和密封适应性,远比传统的硫磷型添加剂好。但因不抗水解,没能在内燃机油中很好推广应用,仅被用于车辆齿轮油。
我公司在这些研究成果基础上,筛选原料、优化配方、创新工艺、试定加量,经过几年努力终于突破水解难关,研制出微纳米级硼酸盐内燃机油复合剂和齿轮油复合
剂。经批量投放市场试用和使用,显示出极大优越性,赢得了经销商和用户的一致好评。
硼酸盐复合剂成功应用,不但显著地提升了内燃机油品质,大幅度降低了复合剂加量及吨油成本,还能利用低档油甚至某些非标油调出中、低档合格油品、低粘度、低摩擦节能油品和有硫无磷环保油品。这不但符合节能、环保法规要求,还给用户和厂家带来很大经济效益。
一、承载能力高,防止拉缸、抱轴及化瓦
硼酸盐复合剂调制的内燃机油和齿轮油,油膜厚度是传统油的10倍以上,梯姆肯机通过负荷45.4kg,平均接触压力高达2952.9kg/cm2,是硫磷型GL-5齿轮油的两倍。内燃机油过去不要求较高负载能力并非不需要,而是因为几乎所有的极压剂均由硫、磷等活性物配成,会对金属产生化学腐蚀和磨损。随着大功率、高速度、重负荷、长距离运输时代的到来,发动机工作条件更加苛刻,拉缸、抱轴、化瓦事故并不少见。为此,能在无副作用又不增加成本前提下,提高内燃机油负载能力是必要的。而硼酸盐复合剂既无毒又不腐蚀金属,且有很高负载能力,可担此重任。
二、抗磨性能强,延长发动机使用寿命
中外专家试验,硼酸盐微粒通过电泳运动到摩擦表面形成的沉积膜,有很强的抗磨性能。通过光电子能谱观察发现,有少量水存在时,硼酸盐能融化为粘滑微球起更好的抗磨作用。硼酸盐油品适应性很强,在大小粘度油中,在高低温度下,在碳钢、硼钢、铬镍钼合金及铸铁表面都有良好抗磨性,而含硫、磷、氯的油品却差别甚大。
硼酸盐复合剂调制的SE15W/40和SH/CD15W/40内燃机油,与同质量、粘度级别的传统油品对比,四球机磨斑直径在784N时分别减小52.7%和47.2%。对多辆使用硼酸盐复合剂油品的现车解体发现,各摩擦部位都非常清洁光亮,毫无磨损迹象。这证明采用硼酸盐内燃机油可大幅度延长发动机使用寿命。
三、减摩性能好,适合生产节能型润滑油
硼酸盐内燃机油在摩擦表面形成的半固体粘滑弹性沉积膜,能填平凹陷并覆盖凸峰,大幅度降低摩擦阻力。硼酸盐的摩擦系数为0.05-0.07,比钼、铜以外所有摩擦改进剂都低。硼酸盐油品还有一个其它油品都不具备的特性,就是油的粘度越小,极压抗磨性越好。当油品40℃运动粘度低于200mm2/s时,硫磷型油润滑性急剧下降,而硼酸盐油恰好相反,粘度越下降,硼酸盐微球向摩擦副运动的速度越加快,极压、抗磨、减摩性能越好。这就为调制低粘度、高粘度指数、小摩擦系数节能型润滑油创造了有利条件。
四、使用寿命长,大大延长换油里程
硼酸盐油品有很高的热氧化稳定性,在150℃高温下长时间使用仍然十分安定,基本看不到胶质和油泥。这是许多防锈性和抗氧性都很好的硫磷型油品也达不到的,它们从120℃开始就会急剧氧化并生出较多胶质和油泥。
硼酸盐油品的使用寿命很长。原因是硼酸盐成膜机理与硫、磷不同,硫磷油品靠活性物边界润滑高温化学反应,生成硫、磷金属化合物,提高摩擦表面硬度和极压抗磨性能。但这要付出两个代价:一是一层一层腐蚀金属,二是不断消耗油中的硫磷添