含磷抗磨添加剂在三羟甲基丙烷油酸酯中的性能研究
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２０１８焦 ４Ｂ
Ａｐｒ２０１８
润 滑ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ油
ＬＵＢＲＩＣ硼 ８ ＯＩＬ
第 ３３卷第 ２期
Ｖ０Ｉ．３３．Ｎｏ．２
１）Ｏ１：１０．１９５３２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ２１—１２６５／ｔｑ．２０１８．０２．０１１
文 章 编 号 ：１００２－３１１９（２０１８）０２－００４３—０５
含磷 抗磨 添加剂在 三羟 甲基丙烷油酸酯 中的性能研 究
陈云龙 ，李维 民 ，马瑞 ，鞠超 ，王 晓波
（１．青岛 巾科润美润滑材料技术有 限公 司 ，【¨东 青岛 ２６６０００； ２．巾困科 学院兰州化学物理研究 所㈤体润 滑 家重 点实验室 ，甘肃 兰州 ７３００００）
摘要 ：三羟 甲基丙烷三油酸酯 （ＴＭＰＴ）作为抗燃液压油 、可生物降解 液压油 、金属加工 用油等在 多个工业 领域获 得应用 。文章 采用 四球试验机 、高压差示扫描量热仪 （ＰＤＳＣ）以及液 压油水 解安 定性测 定仪 分别 研究 了磷酸 三 甲酚酯 （ＴＣＰ）、磷 酸酯 胺盐 （Ｉｒｇａｌｕｂｅ ３４９）、二烷基 二硫 代磷酸锌 （ＺＤＤＰ）三种含磷抗 磨添加剂在三羟 甲基丙烷油酸酯 中的摩擦学性能 、氧化安定性 以及水 解性能 。摩擦试验表 明 ：磷酸酯胺盐对 三羟甲基丙烷油酸酯摩擦学性能 的改善效果 明显优于 ＺＤＤＰ与 ＴＣＰ。ＰＤＳＣ氧化试验表 明三种添加剂对 ＴＭＰＴ的抗 氧化性 能均无显著 的提高作用 ，ＴＣＰ与 Ｉｒｇａｌｕｂｅ ３４９的存在 不会对 胺类抗 氧剂 的抗 氧效果产 生影 响 ，ＺＤＤＰ则与 丁基辛 基二苯胺 Ｌ５７表现 出协 同抗 氧作用 。水解试 验则 表明磷酸酯胺 盐与 ＺＤＤＰ会加速 ＴＭＰＴ的水解 。此 外 ， 还 对 添 加 剂 在 ＴＭＰＴ中 的 作 用 机 理 进 行 了讨 论 。
关 键词 ：抗磨 添加剂 ；三羟 甲基丙烷 油酸酯 ；摩擦 ；氧化安定性 ；水解 中 图 分 类 号 ：ＴＥ６２４．８３ 文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ａｎｔｉ－－ｗｅａｒ
Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ ｉｎ Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌｐｒｏｐａｎｅ Ｔｒｉｏｌｅａｔｅ（ＴＭＰＴ）
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ａｎｔｉ—ｗｅａｒ ａｄｄｉｔｉｖｅ；ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌｐｒｏｐａｎｅ ｔｒｉｏｌｅａｔｅ；ｆｒｉｃｔｉｏｎ；ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ；ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ
０ 引 言 合 成 酯 由于具 有 良好 的润 滑性 、高 低 温性 能 、热
稳 定性 、生 物 降解 性 以及 分 子 结 构 与 性 能 的 可 设 计 性 ，因而作 为航 空发 动机 油 、内燃 机 油 、压缩 机 油 、冷 冻 机油 、高 速齿 轮油 、金 属加 工业 液等 应 用 于 多个 现 代工 业领 域 ，是 目前 最重要 的合成 基 础 油之 一 ，也是
Ｓｏｌｉｄ Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ，Ｌａｎｚｈｏｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｅｍ ｉｃａｌ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌｐｒｏｐａｎｅ ｔｒｉｏｌｅａｔｅ （ＴＭ ＰＴ）ｈａｓ ｂｅｅｎ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｆｉｒｅ—ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｏｉｌ，ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ ｈｙｄｒａｕ— Ｉｉｃ ｏｉｌ ａｎｄ ｍｅｔａｌ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆｌｕｉｄｓ ｉｎ ｍ ｏｄｅｒｎ ｉｎｄｕｓｔＨ ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｗｏｒｋ．ｆｏｕｒ ｂａｌｌ ｍａｃｈｉｎｅ．ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ （ＰＤＳＣ），ａｎｄ ｈｙｄｒｏｌｙｔｉｃ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｔｅｓｔ ｍａｃｈｉｎｅ ｏｆ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｆｌｕｉｄ ｗｅｒｅ ｕｔｉｌｉｚｅｄ ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ ｔｈｅ ｔｒｉｂｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｏｘｉｄａ— ｔｉｏｎ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｒｉｔｏｌｙｌ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ（ＴＣＰ），ａｍｉｎｅ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ（Ｉ ｒｇａｌｕｂｅ ３４９），ａｎｄ ｚｉｎｃ ｄｉａｌ— ｋｙｌ ｄｉｔｈｉｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ （ＺＤＤＰ）ｉｎ ＴＭＰＴ．Ｔｒｉｂｏｌｏｇｉｃａｌ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ Ｉ ｒｇａｌｕｂｅ ３４９ ｅｘｈｉｂｉｔｓ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｆｒｉｃｔｉｏｎ—ｒｅｄｕｃｉｎｇ ａｎｄ ａｎｔｉ—ｗ ｅａｒ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｎ ＴＭ ＰＴ． Ｉｔ ｗ ａｓ ａｌｓｏ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅｒｅ ｉｓ ｌｉｔｔｌｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｂａｓｅ ｏｉｌ ｆｏｒ ｔｈｅｓｅ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ，ａｎｄ ＴＣＰ ａｎｄ Ｉ ｒｇａｌｕｂｅ ３４９ ｈａｖｅ ｎｏ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ａｎｔｉ—ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ Ｌ５７．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ＺＤＤＰ ｓｈｏｗｓ ｓｙｎｅｒｇｉｓｔｉｃ ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ ｅｆｆｅｃｔ ｗ ｉｔｈ １＿５７．Ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｌｙｔｉｃ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｒｇａｌｕｂｅ ３４９ ａｎｄ ＺＤＤＰ ｗ ｉｌｌ ａｃｃｅｌｅｒａｔｅ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｔｈｅ ＴＭ ＰＴ． ＦｕｒｔｈｅｒｍＯｒｅ．ｔｈｅ ａｃｔｉｏｎ ｍ ｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｖｅ ｉｎ ＴＭ ＰＴ ｗ ｅｒｅ ａｌｓｏ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．
ＣＨＥＮ Ｙｕｎ—ｌｏｎｇ ，ＬＩ Ｗ ｅｉ—ｍ ｉｎ ，ＭＡ Ｒｕｉ ，ＪＵ Ｃｈａｏ ，Ｗ ＡＮＧ Ｘｉａｏ—ｂｏ （１．Ｑｉｎｇｄａｏ Ｌｕｂｅｍａｔｅｒ Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ ，Ｌｔｄ ，Ｑｉｎｇｄａｏ ２６６０００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ
Ａｐｒ２０１８
润 滑ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ油
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第 ３３卷第 ２期
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１）Ｏ１：１０．１９５３２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ２１—１２６５／ｔｑ．２０１８．０２．０１１
文 章 编 号 ：１００２－３１１９（２０１８）０２－００４３—０５
含磷 抗磨 添加剂在 三羟 甲基丙烷油酸酯 中的性能研 究
陈云龙 ，李维 民 ，马瑞 ，鞠超 ，王 晓波
（１．青岛 巾科润美润滑材料技术有 限公 司 ，【¨东 青岛 ２６６０００； ２．巾困科 学院兰州化学物理研究 所㈤体润 滑 家重 点实验室 ，甘肃 兰州 ７３００００）
摘要 ：三羟 甲基丙烷三油酸酯 （ＴＭＰＴ）作为抗燃液压油 、可生物降解 液压油 、金属加工 用油等在 多个工业 领域获 得应用 。文章 采用 四球试验机 、高压差示扫描量热仪 （ＰＤＳＣ）以及液 压油水 解安 定性测 定仪 分别 研究 了磷酸 三 甲酚酯 （ＴＣＰ）、磷 酸酯 胺盐 （Ｉｒｇａｌｕｂｅ ３４９）、二烷基 二硫 代磷酸锌 （ＺＤＤＰ）三种含磷抗 磨添加剂在三羟 甲基丙烷油酸酯 中的摩擦学性能 、氧化安定性 以及水 解性能 。摩擦试验表 明 ：磷酸酯胺盐对 三羟甲基丙烷油酸酯摩擦学性能 的改善效果 明显优于 ＺＤＤＰ与 ＴＣＰ。ＰＤＳＣ氧化试验表 明三种添加剂对 ＴＭＰＴ的抗 氧化性 能均无显著 的提高作用 ，ＴＣＰ与 Ｉｒｇａｌｕｂｅ ３４９的存在 不会对 胺类抗 氧剂 的抗 氧效果产 生影 响 ，ＺＤＤＰ则与 丁基辛 基二苯胺 Ｌ５７表现 出协 同抗 氧作用 。水解试 验则 表明磷酸酯胺 盐与 ＺＤＤＰ会加速 ＴＭＰＴ的水解 。此 外 ， 还 对 添 加 剂 在 ＴＭＰＴ中 的 作 用 机 理 进 行 了讨 论 。
关 键词 ：抗磨 添加剂 ；三羟 甲基丙烷 油酸酯 ；摩擦 ；氧化安定性 ；水解 中 图 分 类 号 ：ＴＥ６２４．８３ 文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ａｎｔｉ－－ｗｅａｒ
Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ ｉｎ Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌｐｒｏｐａｎｅ Ｔｒｉｏｌｅａｔｅ（ＴＭＰＴ）
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ａｎｔｉ—ｗｅａｒ ａｄｄｉｔｉｖｅ；ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌｐｒｏｐａｎｅ ｔｒｉｏｌｅａｔｅ；ｆｒｉｃｔｉｏｎ；ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ；ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ
０ 引 言 合 成 酯 由于具 有 良好 的润 滑性 、高 低 温性 能 、热
稳 定性 、生 物 降解 性 以及 分 子 结 构 与 性 能 的 可 设 计 性 ，因而作 为航 空发 动机 油 、内燃 机 油 、压缩 机 油 、冷 冻 机油 、高 速齿 轮油 、金 属加 工业 液等 应 用 于 多个 现 代工 业领 域 ，是 目前 最重要 的合成 基 础 油之 一 ，也是
Ｓｏｌｉｄ Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ，Ｌａｎｚｈｏｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｅｍ ｉｃａｌ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌｐｒｏｐａｎｅ ｔｒｉｏｌｅａｔｅ （ＴＭ ＰＴ）ｈａｓ ｂｅｅｎ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｆｉｒｅ—ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｏｉｌ，ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ ｈｙｄｒａｕ— Ｉｉｃ ｏｉｌ ａｎｄ ｍｅｔａｌ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆｌｕｉｄｓ ｉｎ ｍ ｏｄｅｒｎ ｉｎｄｕｓｔＨ ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｗｏｒｋ．ｆｏｕｒ ｂａｌｌ ｍａｃｈｉｎｅ．ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ （ＰＤＳＣ），ａｎｄ ｈｙｄｒｏｌｙｔｉｃ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｔｅｓｔ ｍａｃｈｉｎｅ ｏｆ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｆｌｕｉｄ ｗｅｒｅ ｕｔｉｌｉｚｅｄ ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ ｔｈｅ ｔｒｉｂｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｏｘｉｄａ— ｔｉｏｎ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｒｉｔｏｌｙｌ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ（ＴＣＰ），ａｍｉｎｅ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ（Ｉ ｒｇａｌｕｂｅ ３４９），ａｎｄ ｚｉｎｃ ｄｉａｌ— ｋｙｌ ｄｉｔｈｉｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ （ＺＤＤＰ）ｉｎ ＴＭＰＴ．Ｔｒｉｂｏｌｏｇｉｃａｌ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ Ｉ ｒｇａｌｕｂｅ ３４９ ｅｘｈｉｂｉｔｓ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｆｒｉｃｔｉｏｎ—ｒｅｄｕｃｉｎｇ ａｎｄ ａｎｔｉ—ｗ ｅａｒ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｎ ＴＭ ＰＴ． Ｉｔ ｗ ａｓ ａｌｓｏ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅｒｅ ｉｓ ｌｉｔｔｌｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｂａｓｅ ｏｉｌ ｆｏｒ ｔｈｅｓｅ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ，ａｎｄ ＴＣＰ ａｎｄ Ｉ ｒｇａｌｕｂｅ ３４９ ｈａｖｅ ｎｏ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ａｎｔｉ—ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ Ｌ５７．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ＺＤＤＰ ｓｈｏｗｓ ｓｙｎｅｒｇｉｓｔｉｃ ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ ｅｆｆｅｃｔ ｗ ｉｔｈ １＿５７．Ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｌｙｔｉｃ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｒｇａｌｕｂｅ ３４９ ａｎｄ ＺＤＤＰ ｗ ｉｌｌ ａｃｃｅｌｅｒａｔｅ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｔｈｅ ＴＭ ＰＴ． ＦｕｒｔｈｅｒｍＯｒｅ．ｔｈｅ ａｃｔｉｏｎ ｍ ｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｖｅ ｉｎ ＴＭ ＰＴ ｗ ｅｒｅ ａｌｓｏ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．
ＣＨＥＮ Ｙｕｎ—ｌｏｎｇ ，ＬＩ Ｗ ｅｉ—ｍ ｉｎ ，ＭＡ Ｒｕｉ ，ＪＵ Ｃｈａｏ ，Ｗ ＡＮＧ Ｘｉａｏ—ｂｏ （１．Ｑｉｎｇｄａｏ Ｌｕｂｅｍａｔｅｒ Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ ，Ｌｔｄ ，Ｑｉｎｇｄａｏ ２６６０００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ