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无灰分散剂种类及发展趋势

时间:2011-06-10来源:未知 作者:chem 点击:
无灰分散剂是润滑油和燃料油的主要添加剂,种类较多,主要有聚异丁烯丁二酰亚胺、聚异丁烯丁二酸酯、苄胺、无灰磷酸酯、高分子量无灰分散剂及硼改性无灰分散剂等。文中概述了上述几种无灰分散剂及其国内外的主要生产厂家;同时指出,随着发动机工作要求及环保

无灰分散剂种类及发展趋势

 

摘要:无灰分散剂是润滑油和燃料油的主要添加剂,种类较多,主要有聚异丁烯丁二酰亚胺、聚异丁烯丁二酸酯、苄胺、无灰磷酸酯、高分子量无灰分散剂及硼改性无灰分散剂等。文中概述了上述几种无灰分散剂及其国内外的主要生产厂家;同时指出,随着发动机工作要求及环保法规的日益严格,高牯度指数分散剂成为研究趋势,另外,无灰分散剂在要求具有好的分散性的同时,还需有好的抗氧、抗磨及橡胶相容性。

关键词:无灰分散剂 润滑油 燃料油 添加剂

 

无灰分散剂的发展与现代汽车工业的发展紧密相关。40~50年代,由于国外汽车的增多,特别是美国汽车的急剧增加,使得环境污染加重和城市交通阻塞。为了减少对空气污染,普遍使用了正压进排气(pcv)系统,这样使得酸性物质带到油箱中,从而对内燃机油性能提出了更高的要求。交通阻塞使城市中行驶的汽车经常处于低速运转和停停开开的状况,在这种情况下的汽车曲轴箱油的温度降低,使燃料烃和湿气(水分)不易从润滑油中排出去,使漆膜、油泥沉积物生成趋势增加。而产生的大量水汽部分被冷凝下来生成大量乳化油泥,造成阻塞管道及滤网,严重影响曲轴箱油的正常使用。因为上述原因,从60年代开始,润滑油和燃料油都使用了无灰分散剂,解决了油泥问题,从而保证了汽车正常运行。

  

1无灰分散剂种类

无灰分散剂种类很多,主要有聚异丁烯丁二酰亚胺、聚异丁烯T---酸酯、苄胺、无灰磷酸酯等,近年来还开发了高分子量无灰分散剂、硼改性无灰分散剂等品种。

  

2.1聚异丁烯丁二酰亚胺型无灰分散剂

 聚异丁烯丁二酰亚胺是用得较广泛和使用量最多的一种分散剂,世界各大添加剂公司均有正规产品。基本可分为3类,即单聚异丁烯丁二酰亚胺、双聚异丁烯丁二酰亚胺、多聚异丁烯丁二酰亚胺,其结构示意图如下。

  

无灰分散剂,chemxj
 

聚异丁烯丁二酰亚胺是由分子量为1000左右的聚异丁烯与马来酸酐反应制得聚异丁烯马来酸酐(PIBSA),然后再与不同配比的多烯多胺反应制得单、双和多聚异丁烯丁二酰亚胺。单聚异丁烯丁二酰亚胺的低温分散性能特别好,多用于汽油机油;双和多聚异丁烯丁二酰亚胺热稳定性能好,更多地用于增压柴油机油中。

  

我国从60年代末就开始试制聚异丁烯丁二酰亚胺分散剂,于80年代初在兰州炼油化工总厂进行工业生产,目前年生产能力达1万t,已广泛应用于内燃机油中。80年代中期锦州石油化工公司炼油厂从美国Lubfizol公司引进了一套年生产能力为1万t的聚异丁烯丁二酰亚胺分散剂生产技术和装置,现已正式生产。可以说,国内分散剂的发展很快,1982年才开始生产,当时产量60t,占添加剂总量l%左右;而到1989年为止,分散剂量约占添加剂总量的20%,添加剂的结构、种类发生了根本性改变。

  

2.2聚异丁烯丁二酸酯

聚异丁烯丁二酸酯是用约1000分子量的聚异丁烯与马来酸酐反应得到聚异丁烯丁二酸酐,然后再与多元醇反应,它是70年代发展起来的新型无灰分散剂。如与季戊四醇反应得到的无灰分散剂可应用于汽油机油和柴油机油中,多数是与丁二酰亚胺复合同时使用。目前,国外只有Lubrizol公司有此产品(LZ936),我国产品代号为LAN156,由兰州炼油化工总厂生产。

 

2.3无灰磷酸酯

无灰磷酸酯是由聚异丁烯与P2S3反应后,再与环氧乙烷反应而制得,可用于汽油机油分散油泥的能力较聚异丁烯丁二酰亚胺差一些,但生成漆膜的倾向小,国外仅Texaco公司有此产品,代号为TLA202。目前,国内尚没有该产品生产。

  

2.4苄胺

苄胺是酚醛胺型的缩台物,是用烷基酚、甲醛和胺进行曼尼希反应所得,在汽、柴油机油中具有较好的分散性和控制沉积性,还具有一定的抗氧化性,国外的代表产品为Amoco9250,国内没有生产。

 

2.5高分子量无灰分散剂

随着汽车工业的发展,到1988年后,SF级油已不能满足高档汽车的要求。美国API石油协会经多年的努力,推出了新的润滑油规格-SG级,并将台架评定方法ⅢD改为ⅢE,对润滑油的抗氧化性能和低温分散性能提出更高的要求。这样,原来的单、双聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂已不能满足要求,迫切需要开发新型无灰分散剂来代替聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂。和聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂相比,新型无灰分散剂聚异丁烯分子量高达2000左右,而且马来酸酐为两个,具有更好的分散能力和高温稳定性。

上述产品在美国Lubrizol公司生产代号为LZ6418,另外,Shell公司和Exxon公司也有相应产品。兰炼产品为LAN157、双酐、多酰胺。它们都是聚异丁烯分子量为2000的高分子量无灰分散剂,其中LAN157是用聚异丁烯丁二酸酐+丙烯酸酯+多烯多胺制得,双酐是一个聚异丁烯分子上连了两个马来酸酐的烯酐(简称双酐)+多烯多胺制得,多酰胺是一个聚异丁烯分子上连了两个马来酸酐的烯酐(简称双酐)+丙烯酸酯+多烯多胺制得

 

2.6硼改性无灰分散剂

硼改性无灰分散剂具有良好的分散性能、抗氧化性能。由于引入了硼元素,抗磨性得到了提高,可有效防止金属表面拉伤和擦伤,同时可减少无灰分散剂的一些不良作用,改善与橡胶密封圈的相容性,这在高档润滑油中很有用处。在国外,硼改性无灰分散剂在高级内燃机油、汽车自动传动液(ATF)、二冲程油和船用油等方面得到广泛应用。美国Exxon公司、Ethyl公司等国外公司新推出的内燃机油复合剂、ATF复合剂和二冲程复台剂等大部分含有硼元素,这些硼元素一般来自硼改性无灰分散剂。硼改性无灰分散剂国外商品牌号主要有Exxon公司的paranox107、Ethyl公司的Hitec648、Amoco公司的Amoco5438等;国内除了茂名和兰炼研制开发外,还没有工业化产品问世。

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