噻二唑衍生物、氨基甲酸酯与ZDDP的三元复合效应

宋应金，刘 蕊，李 群，王建成，于 宁，宋克涵

(1.哈尔滨商业大学石油商品研究所，哈尔滨150076;2.中国矿业大学，机电工程学院，北京100083;3.中国石油深圳龙华投资有限公司，深圳518000;4.哈尔滨工业大学附属中学，哈尔滨150006)

随着日益苛刻的环保法规的颁布和发动机技术以及发动机尾气催化转化技术的迅猛发展，对发动机润滑油的配方技术提出了日益苛刻的更高的要求，发动机润滑油组成中的元素磷P由于能导致尾气催化转化器中催化剂的中毒，而被一再限制添加[1－2]，从而导致传统配方中的二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)的添加量一再被限制并减少添加量;另一方面，ZDDP由于其特殊的抗氧、抗腐蚀和优良的抗磨性能的多效添加剂的不可完全替代性，因此相关无磷剂及其替代品的研制的重要性和紧迫性就更加显现[3－4].选定了二巯基苯并噻二唑衍生物独特的抗高温氧化性能和特有的有色金属腐蚀抑制性能以及二戊基氨基甲酸酯特殊的抗磨性能和特殊的过氧化物的中和性能，对它们的复合效应的机理进行相关的试验研究，借此找出能有效降低ZDDP添加量的有效途径.

1 材料与方法

1.1 试验样品

试验的添加剂样品为二巯基苯并噻二唑衍生物(DMTD－12)、ZDDP;试验的油样为台架试验各阶段的取样.

1.2 试验仪器与设备

分析仪器为直读铁谱仪、原子发射光谱仪.采用上海柴油机厂生产的8DK型柴油机:气缸数:6;发动机型式:直列六缸、电控共轨、增压中冷、水冷湿缸套、前置齿轮室;排量:8.270L;最大输出功率:184 kW;全负荷最低燃油耗率:196 g/kW·h;燃油种类:柴油.

1.3 台架试验

模拟城市十五工况的500 h台架试验，按需补油，每100 h于油底壳取样1次.

2 结果与讨论

2.1 DMTD －12、ZDDP三元复合效果

表1为筛选出的DMTD－12、二戊基氨基甲酸酯和ZDDP的复合效应基础评价结果，三者表现出了优良的复合效应，在此基础上对该组配方进行500 h的台架试验评定;每100 h采样1次，通过铁谱仪和发射光谱仪测定其磨损颗粒的形态、磨损量及主要摩擦副材料的元素分布情况进行综合评价.

表1 DMTD－12、ZDDP与二戊基氨基甲酸酯的三元复合效应

2.2 台架试验过程中样品的铁谱和发射光谱测试结果

2.2.1 直读铁谱

见图1.表2.

图1 直读铁谱数据变化图

表2 直读铁谱数据

2.2.2 分析铁谱

见表3.

表3 分析铁谱数据

2.2.3 光谱元素分析(部分主要元素)

见表4.图2、3.

表4 光谱元素分析

图2 Fe光谱元素变化曲线图

图3 Cu、Al、Pb光谱元素变化曲线图

直读铁谱分析结果表明:随着运行时间的增加，总磨损水平也正常稳定地增加，未出现急剧的拐点;分析铁谱分析结果表明:500 h的耐疲劳试验过程中，磨损状态正常，未出现严重的粘着磨损颗粒，和油品变质颗粒;发射光谱元素分析结果表明:台架试验各时段的样品中金属元素的含量呈稳态增加趋势，未见异常磨损元素的急剧增加，摩擦副运行状态正常.

以上分析结果表明:DMTD－12、ZDDP具有优良的复合效应，使复合剂维持了较低的硫、磷的量，能满足环保法规的要求.

3 结论

1)DMTD－12、ZDDP具有良好的相容性和优良的复合效应;

2)DMTD－12与二戊基氨基甲酸酯复合后能显著降低ZDDP的添加量;并且能保持油品具有优良的抗氧化安定性;

3)DMTD－12、二戊基氨基甲酸酯和ZDDP三元复合效应的研究，能有效降低复合剂中能使汽车尾气催化转化器中催化剂中毒的元素磷P，利于环保;

4)二巯基苯并噻二唑衍生物DMTD－12、二戊基氨基甲酸酯和ZDDP三元复合效应的研究，有利于未来无灰剂的研制.

[1]范亦工，胡 华.润滑油硫、磷及灰分含量要求的发展//[C]//2004年润滑油科技情报站论文，2004.90－93.

[2]吴其伟，吕 林，锁国涛.城市公交发动机循环工况的试验研究与建立[J].内燃机工程，2006，27(3):73－76.

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