二烷基二硫代磷酸鋅與油溶鉬復合抗磨抗氧性研究

張雪潔+張晨+李松松

摘要：為探究二烷基二硫代磷酸鋅與新型油溶鉬T-01復合后的抗磨性和抗氧性，采用四球試驗機和恒溫成焦板模擬試驗進行考察，以綜合磨斑直徑WSD，最大無卡咬負荷PB值，摩擦系數u，成焦量以及黏度變化率為指標，對抗磨抗氧性進行分析。先考察單劑的感受性，當單劑T-01加量為01%～02%，ZDDP加量為10%～12%時，抗磨抗氧性能良好，之后進行復合試驗，試驗結果表明，當ZDDP和T-01以105%和015%的加量復合后，效果最好，且處于穩定范圍。

關鍵詞：油溶鉬；抗磨性；抗氧性；復合試驗

[]中圖分類號：TE6282文獻標識碼：

Experimental Studies on Wear Resistance and Oxidation Resistance of Complex dditive Consisted by Zinc Dialkyl Dithiophosphate and Oil-soluble olybdenum

ZNG Xue-jie， ZNG Chen， LI Song-song

（utomobile Engineering College， Chang'an University， Xi'an 71006， China）

bstract：In order to explore the wear resistance and oxidation resistance of the complex additive which consists of zinc dialkyl dithiophosphate （ZDDP） and oil-solute molybdenum（T-01）， the four ball testing machine and constant temperature coke forming plate were used to perform the simulation test nd the comprehensive wear scar diameter[KG2][QX（Y10]WSD[QX）][KG-2]， maximum nonseizure load[KG2][QX（Y10]P[QX）][KG-2]B value， the friction coefficient-u， coke amount， as well as viscosity change rate were taken as the index to analyze the wear resistance and oxidation resistance Firstly， the susceptibility of single agent was investigated It indicates that the wear resistance and oxidation resistance are quite good when the dosage of T-01 is 01%～02% and the dosage of ZDDP is 10%～12% Then the composite experiment was carried out The result shows that the effect is the best and in a stable range with the 105% ZDDP and 015% T-01

Key words：oil-soluble molybdenum； wear resistance； oxidation resistance； composite test

0引言

二烷基二硫代磷酸鋅（ZDDP）是一種兼有抗磨、抗氧、抗腐蝕、極壓及減摩等優異功能的多效添加劑，并且生產成本較低，故從20世紀中期以來，ZDDP一直是內燃機潤滑油不可缺少的組分，并在齒輪油、液壓油等工業用油中也得到了廣泛的應用[1]。有機鉬可大幅度降低摩擦系數，提高抗磨性能和承載能力，并且現在已經在潤滑油中得到了廣泛的應用[2]。油溶性鉬化合物在使用過程中可催化分解成新鮮的、超微細的二硫化鉬，從而可改進添加有油溶性鉬化合物潤滑油的摩擦性能。

張潤香等人在對ZDDP進行熱穩定性的研究中發現，清凈劑能延緩ZDDP的分解[3]，故在考察其添加劑的抗氧化性能時，在基礎油中加入總量為3%清凈劑T106D和T109C，進行優化油樣。表3為油溶鉬T-01的理化指標。

2試驗方法

21抗磨性試驗

用GB/T 312方法評定潤滑油的抗磨性能。此方法是在四球試驗機上來評定潤滑油的承載能力，包括綜合磨斑直徑WSD和最大無卡咬負荷PB。綜合磨斑直徑WSD是評定潤滑油抗磨性能的一個指標，它等于在一定負荷下若干鋼球磨痕直徑的平均值。PB值被稱為最大無卡咬負荷，用來衡量油品的承載能力，是指在規定的試驗條件下不發生卡咬的最大負荷，在這一負荷下所得到的鋼球的磨斑直徑應不大于相應補償線以上數值的5%[]。本試驗所用儀器為R-S110（G） 杠桿式摩擦磨損試驗機，其結構簡單，操作方便，是應用最為廣泛的摩擦磨損試驗機。綜合磨斑直徑WSD采用S/T 0189試驗方法，在載荷為392 N，主軸轉速為（1200±60）r/min的情況下，持續運轉時間60 min；極壓性能用最大無卡咬負荷（PB）值表示[5]，采用GB/T 12583試驗方法，以主軸轉速1500 r/min運行10 s。

22抗氧化性試驗

抗氧化性的評定采用恒溫成焦板模擬試驗，評定添加劑的抗氧化性和對基礎油的感受性。成焦板模擬實驗的條件為：鋁板（320±10）℃，油溫（150±10）℃，試驗時間為6 h，試驗結束后稱出焦重，測量油樣前后黏度并計算黏度變化率，以評定抗氧化性能。

3試驗結果與討論

考慮到試驗的經濟性和操作性，故在試驗中首先滿足抗磨性能，先進行抗磨性能試驗，然后再對其抗氧化性能進行試驗。

31單劑性能試驗結果與分析

試驗首先考察了ZDDP和T-01對基礎油的感受性，確定最佳加量和匹配值，其加量值如表所示。

從圖1和2可以看出，添加劑對基礎油有良好的感受性，隨著加量的增加，磨斑直徑明顯下降，PB值也明顯增加。隨著T-01的增加，磨斑直徑下降較快，并且當加量為02%時，PB值明顯上升，之后趨于穩定，而隨著ZDDP的增加，其磨斑直徑在加量超過1%之后，趨于穩定，PB值在加量為06%之后便沒有太大的增加。同時，隨著添加劑加量的增加，從圖3明顯可以看出，加有T-01油料明顯比含有ZDDP油料的摩擦系數小且下降較快。根據OE規定，發動機油中磷含量不超過003%（質量分數），可以確定ZDDP和T-01的加量范圍為10%～12%和01%～02%。

ZDDP屬于多效抗氧劑，其抗氧性隨其加量的增大而增加，前人已經對其性能探究很多，現在不再進行探究，試驗中選取ZDDP加量為12%的試驗點，其黏度變化率以及成焦量都要好于加量低于12%的情況，試驗中主要考察T-01的抗氧化性能。表5為單劑的加量，其成焦量和黏度變化率的結果如圖和圖5所示。

由圖可以看出，當T-01的加量超過01%之后，成焦量才會明顯降低，與圖5所表現出的趨勢相同，但是黏度變化率會在加量為015%之后再上升，可以說明對于抗氧性能來說，加量為015%時最優。

32ZDDP與T-01復合性能試驗結果與分析

通過前面對單劑所進行的試驗，選取此兩種添加劑總量為12%進行復合試驗，復合后各添加劑加量如表6所示，復合后試驗結果與單劑試驗結果比較如圖6至圖10所示。

直徑趨于平穩且其磨斑直徑基本低于兩種添加劑單獨作用時；圖7中，趨勢與圖6中大致相同；圖8中隨著T-01加量的增加，其摩擦系數在不斷降低；故綜合來看，ZDDP和T-01加量為105%和015%時，抗磨效果最好，且處于穩定范圍內。復合后的試驗點2為只加12%的ZDDP，此時是單獨加ZDDP抗磨、抗氧性效果最好的點。通過圖10可以得出，復合后對黏度的控制明顯要好于只加T-01的情況，試驗結果相對穩定，試驗中明顯可以看出試驗點的效果最好，也就是試驗點（即ZDDP和T-01的加量為105%和015%）的結果要好于只加單劑ZDDP和T-01的結果；但是圖9中顯示對成焦量的控制效果存在問題，可能是由于在氧化過程中ZDDP的氧化情況因T-01加量的不同，而導致具有反復性，還需要進行更多的試驗來探究其對成焦量的影響。

結束語

通過對添加劑進行單劑和復合劑試驗，T-01具有優異的極壓抗磨性，并且加量較少，同時與ZDDP復合也具有增效作用，對于極壓抗磨性和抗氧性都有一定程度的提升，當ZDDP和T-01加量為105%和015%時，效果最好，且處于穩定范圍。

參考文獻：

[1]張新民，李銘，崔文峰二烷基二硫代磷酸鋅化工藝優化研究[J]石油煉制與化工，1998，29（10）：27-30

[2] 劉金亮，夏延秋有機鉬作為摩擦改進劑的應用[J]沈陽工程學院學報（自然科學版），2008，1（）：77-80

[3] 張潤香，劉功德，曹聰蕊，等ZDDP 熱穩定性及其對抗磨性能的影響[J]潤滑油，20127（6）：29-3

[] GB/T 12583-1998 潤滑劑極壓抗磨性能測定法（四球法）[S]

[5] GB/T 312-82 潤滑劑承載能力測定法（四球法）[S]