二烷基二硫代磷酸锌与油溶钼复合抗磨抗氧性研究

张雪洁+张晨+李松松

摘要：为探究二烷基二硫代磷酸锌与新型油溶钼T-01复合后的抗磨性和抗氧性，采用四球试验机和恒温成焦板模拟试验进行考察，以综合磨斑直径WSD，最大无卡咬负荷PB值，摩擦系数u，成焦量以及黏度变化率为指标，对抗磨抗氧性进行分析。先考察单剂的感受性，当单剂T-01加量为01%～02%，ZDDP加量为10%～12%时，抗磨抗氧性能良好，之后进行复合试验，试验结果表明，当ZDDP和T-01以105%和015%的加量复合后，效果最好，且处于稳定范围。

关键词：油溶钼；抗磨性；抗氧性；复合试验

[]中图分类号：TE6282文献标识码：

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

二烷基二硫代磷酸锌（ZDDP）是一种兼有抗磨、抗氧、抗腐蚀、极压及减摩等优异功能的多效添加剂，并且生产成本较低，故从20世纪中期以来，ZDDP一直是内燃机润滑油不可缺少的组分，并在齿轮油、液压油等工业用油中也得到了广泛的应用[1]。有机钼可大幅度降低摩擦系数，提高抗磨性能和承载能力，并且现在已经在润滑油中得到了广泛的应用[2]。油溶性钼化合物在使用过程中可催化分解成新鲜的、超微细的二硫化钼，从而可改进添加有油溶性钼化合物润滑油的摩擦性能。

张润香等人在对ZDDP进行热稳定性的研究中发现，清净剂能延缓ZDDP的分解[3]，故在考察其添加剂的抗氧化性能时，在基础油中加入总量为3%清净剂T106D和T109C，进行优化油样。表3为油溶钼T-01的理化指标。

2试验方法

21抗磨性试验

用GB/T 312方法评定润滑油的抗磨性能。此方法是在四球试验机上来评定润滑油的承载能力，包括综合磨斑直径WSD和最大无卡咬负荷PB。综合磨斑直径WSD是评定润滑油抗磨性能的一个指标，它等于在一定负荷下若干钢球磨痕直径的平均值。PB值被称为最大无卡咬负荷，用来衡量油品的承载能力，是指在规定的试验条件下不发生卡咬的最大负荷，在这一负荷下所得到的钢球的磨斑直径应不大于相应补偿线以上数值的5%[]。本试验所用仪器为R-S110（G） 杠杆式摩擦磨损试验机，其结构简单，操作方便，是应用最为广泛的摩擦磨损试验机。综合磨斑直径WSD采用S/T 0189试验方法，在载荷为392 N，主轴转速为（1200±60）r/min的情况下，持续运转时间60 min；极压性能用最大无卡咬负荷（PB）值表示[5]，采用GB/T 12583试验方法，以主轴转速1500 r/min运行10 s。

22抗氧化性试验

抗氧化性的评定采用恒温成焦板模拟试验，评定添加剂的抗氧化性和对基础油的感受性。成焦板模拟实验的条件为：铝板（320±10）℃，油温（150±10）℃，试验时间为6 h，试验结束后称出焦重，测量油样前后黏度并计算黏度变化率，以评定抗氧化性能。

3试验结果与讨论

考虑到试验的经济性和操作性，故在试验中首先满足抗磨性能，先进行抗磨性能试验，然后再对其抗氧化性能进行试验。

31单剂性能试验结果与分析

试验首先考察了ZDDP和T-01对基础油的感受性，确定最佳加量和匹配值，其加量值如表所示。

从图1和2可以看出，添加剂对基础油有良好的感受性，随着加量的增加，磨斑直径明显下降，PB值也明显增加。随着T-01的增加，磨斑直径下降较快，并且当加量为02%时，PB值明显上升，之后趋于稳定，而随着ZDDP的增加，其磨斑直径在加量超过1%之后，趋于稳定，PB值在加量为06%之后便没有太大的增加。同时，随着添加剂加量的增加，从图3明显可以看出，加有T-01油料明显比含有ZDDP油料的摩擦系数小且下降较快。根据OE规定，发动机油中磷含量不超过003%（质量分数），可以确定ZDDP和T-01的加量范围为10%～12%和01%～02%。

ZDDP属于多效抗氧剂，其抗氧性随其加量的增大而增加，前人已经对其性能探究很多，现在不再进行探究，试验中选取ZDDP加量为12%的试验点，其黏度变化率以及成焦量都要好于加量低于12%的情况，试验中主要考察T-01的抗氧化性能。表5为单剂的加量，其成焦量和黏度变化率的结果如图和图5所示。

由图可以看出，当T-01的加量超过01%之后，成焦量才会明显降低，与图5所表现出的趋势相同，但是黏度变化率会在加量为015%之后再上升，可以说明对于抗氧性能来说，加量为015%时最优。

32ZDDP与T-01复合性能试验结果与分析

通过前面对单剂所进行的试验，选取此两种添加剂总量为12%进行复合试验，复合后各添加剂加量如表6所示，复合后试验结果与单剂试验结果比较如图6至图10所示。

直径趋于平稳且其磨斑直径基本低于两种添加剂单独作用时；图7中，趋势与图6中大致相同；图8中随着T-01加量的增加，其摩擦系数在不断降低；故综合来看，ZDDP和T-01加量为105%和015%时，抗磨效果最好，且处于稳定范围内。复合后的试验点2为只加12%的ZDDP，此时是单独加ZDDP抗磨、抗氧性效果最好的点。通过图10可以得出，复合后对黏度的控制明显要好于只加T-01的情况，试验结果相对稳定，试验中明显可以看出试验点的效果最好，也就是试验点（即ZDDP和T-01的加量为105%和015%）的结果要好于只加单剂ZDDP和T-01的结果；但是图9中显示对成焦量的控制效果存在问题，可能是由于在氧化过程中ZDDP的氧化情况因T-01加量的不同，而导致具有反复性，还需要进行更多的试验来探究其对成焦量的影响。

结束语

通过对添加剂进行单剂和复合剂试验，T-01具有优异的极压抗磨性，并且加量较少，同时与ZDDP复合也具有增效作用，对于极压抗磨性和抗氧性都有一定程度的提升，当ZDDP和T-01加量为105%和015%时，效果最好，且处于稳定范围。

参考文献：

[1]张新民，李铭，崔文峰二烷基二硫代磷酸锌化工艺优化研究[J]石油炼制与化工，1998，29（10）：27-30

[2] 刘金亮，夏延秋有机钼作为摩擦改进剂的应用[J]沈阳工程学院学报（自然科学版），2008，1（）：77-80

[3] 张润香，刘功德，曹聪蕊，等ZDDP 热稳定性及其对抗磨性能的影响[J]润滑油，20127（6）：29-3

[] GB/T 12583-1998 润滑剂极压抗磨性能测定法（四球法）[S]

[5] GB/T 312-82 润滑剂承载能力测定法（四球法）[S]