标题：硼酸盐型润滑油添加剂
硼酸盐润滑油抗磨剂
据资料介绍,全球每年约有三分之一的金属材料消耗于氧化腐蚀和机械磨损,我国这方面损失每年高达  HYB-B型抗磨试验机1800亿元。可见防止金属腐蚀和改善润滑抗磨性能何等重要。
半个多世纪以来，人们在研发极压抗磨减摩油剂提高润滑性能方面做了不懈努力，开发出多种单剂和复剂。如硫磷型（SP）齿轮油极压抗磨剂，内燃机油、抗磨液压油用二烷基二硫代磷酸锌（ZDDP）抗氧抗腐抗磨多效剂，有机钼、钨减摩剂，有机铜及纳米硫化铜减摩剂，纳米铈、镧稀土抗磨剂，纳米金刚石、氮化硼、二氧化硅等陶瓷抗磨剂，胶体石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯减摩抗磨剂，氨荒酸锌、铜、钼、镉、锑等盐及其酯类极压抗磨剂，非活性高碱值磺酸盐极压剂，烷基咪唑氟硼酸盐离子液，抗水解性硼酸酯和硼酸盐等等。所有这些，对改善机械极压抗磨减摩性能都有较好的作用。
面对多种添加剂，选择和配伍是最重要的。过去十年间，内燃机油在质量不断升级的条件下，加剂总量（不含粘指、降凝剂）能从10%-12%降至5%-10%，主要靠对单剂多效性的选择和对复剂配伍性的优化。选择应当依据节能、环保法规、应用场合和性价比；优化旨在实现性效、成本的最佳化。有的剂受环保限制，如ZDDP在生产SM/GF-4等高级汽机油中受磷含量不超过0.08%限制，必须寻找新剂替代：有的受节能要求限制，如硫磷剂用于GL-5等车辆齿轮油，比用有机钼或硼酸盐浪费燃油3.2%以上；有的受成本约束，如二戊基二硫代氨基甲酸锌、非活性高碱值磺酸钙、纳米硫化铜、非活性有机钼等性效很好，但价格都在40－80元/Kg之间，在中低档价位的润滑油中推广困难；有的受现有加工工艺条件限制，如纳米陶瓷、纳米金刚石和咪唑氟硼离子液等，目前还很难大批量生产供货；有的外观色泽不佳，如胶体石墨、二硫化钼和氨荒酸硒、碲、锑、镉等，因带有黑、灰、黄颜色而不大受某些用户欢迎。
抗水解性硼酸盐添加剂，近年来倍受关注。它凭借其坚厚的油膜强度，超高的极压性能，低粘度高抗磨的独有特点，仅次于纳米铜、有机钼等低摩擦系数，理想的抗氧和防锈作用，无金属灰分的清净分散性，无毒无味无害的安全性，可替代ZDDP（T202/T203）无磷减硫的环保性，不快速腐蚀消减金属表面、消耗添加剂的长寿命性，以及加剂量小作用大，资源丰富成本低，性效全面用途广的市场竞争力，可望被承认为新一代节能减排、极压抗磨、抗摩防腐、清净分散多效添加剂。
产品性能及特点
承载能力非常突出负载高于硫磷剂两倍，平均接触压力高达2952.9kg/cm2，可防止超负荷极端条件下拉缸抱轴化瓦事故。抗磨系数小油膜厚度超过硫磷10倍以上，四球机试验磨斑直径在784N时比同级别传统内燃机油减少52.7%，能大大延长发动机使用寿命。摩擦系数小硼酸盐常温下摩擦系数为0.05－0.07，仅次于纳米铜和有机钼，非常适合生产节能型润滑油，减少汽车动力损失，较大幅度节省能源。热氧化温度高硼酸盐形成的平面六元环B3O63-离子结构，热氧化温度较其它添加剂高30℃-50℃,与氨荒酸盐复配，可用于260－300℃条件下长期使用的高温润滑油。清净分散性好硼酸盐与其它极压抗磨剂不同的是还兼具清洗胶质、积炭和分散油泥的作用，能减少润滑油中清净分散剂的加量和发动机中金属灰分等沉积物，降低润滑油生产成本。性效与粘度成反比例关系传统添加剂制造的润滑油40℃粘度低于200mm2/S时，极压抗磨性能急剧下降，而硼酸盐恰恰相反，油的粘度越低极压抗磨性能越好。这就为大量生产低粘度、低阻力、低温流动性好的多级节能性内燃机油和齿轮油创造了非常有利的条件。使用寿命长传统极压抗磨剂靠一层层腐蚀金属表面，不断消耗油中添加剂来形成硫磷氯金属硬化膜负载抗磨，使用寿命很短。而硼酸盐靠电泳形成沉积膜负载抗磨，既能维持金属几何尺寸基本不变，又能大大放慢添加剂的消耗，延长润滑油寿命50%以上，使内燃机油、齿轮油换油里程分别达到5万和10万公里。无磷、无毒、无污染可替代二烷基二硫代磷酸锌（ZDDP），生产SM/DF-4等低硫磷环保节能高级汽机油，防止“三效”转换装置催化剂中毒失效，实现内燃机油无磷化。防锈适应范围宽硼酸盐在高温和低温下，对碳钢、硼钢、铬镍钼合金及铸铝、铸铁表面，都有良好的抗磨、抗腐蚀性能；而含硫磷剂的油品对不同金属防锈抗磨性能却有好有坏，差别甚大。密封适应性好硼酸盐对多种橡塑密封材料都无不良影响，可防止过度溶胀硬缩和龟裂，延长密封件的使用寿命。使用范围广硼酸盐即可在石蜡、环烷、中间基基础油中使用，又可在合成、半合成基础油油中使用；既可单独与清净、分散、抗氧等添加剂复配，也可与硫、磷等活性添加剂复合使用。
产品质量规格
项 目质量指标试 验 方 法运动粘度（100℃），mm2/S实测GB/T265密度（20℃），kg/m3实测GB/T1884闪点（开口），℃ 不低于180GB/T267倾点，% 不高于－15GB/T0251硼含量，% 不小于1.6GB/T0227承载能力（四球法）【1】
最大无卡咬负荷PB,N 不小于
1340GB/T3142烧结负荷PD,N 不小于
综合磨损值ZMZ,N 不小于3450
360
磨痕直径，mm 不大于0.46GB/T3142注【1】在150SN基础油中加剂3%（W）试验
用途、用法及加量
本品可在汽、柴发动机油、齿轮油、抗磨液压油、金属切削油、金属成型油和润滑脂中作为单剂使用，也可作为上述润滑油、脂复合剂的组分使用，还可直接灌装成汽车、摩托车抗磨剂、磨合剂、修复剂等养护品，以提高和改善汽、柴机油的性能。
在各种油、脂中的加量为1%-5%（按重量及计或按体积计），加温40℃搅拌30分钟即可。作为养护品使用可直接加入发动机既有箱。
内燃机油应用硼酸盐复合剂的显著功效
半个世纪以来，中外专家通过大量研究试验认定，硼酸盐的极压、抗磨、减摩、抗氧、清净、防腐蚀和密封适应性，远比传统的硫磷型添加剂好。但因不抗水解，没能在内燃机油中很好推广应用，仅被用于车辆齿轮油。
我公司在这些研究成果基础上，筛选原料、优化配方、创新工艺、试定加量，经过几年努力终于突破水解难关，研制出微纳米级硼酸盐内燃机油复合剂和齿轮油复合剂。经批量投放市场试用和使用，显示出极大优越性，赢得了经销商和用户的一致好评。
硼酸盐复合剂成功应用，不但显著地提升了内燃机油品质，大幅度降低了复合剂加量及吨油成本，还能利用低档油甚至某些非标油调出中、低档合格油品、 低粘度、低摩擦节能油品和有硫无磷环保油品。这不但符合节能、环保法规要求，还给用户和厂家带来很大经济效益。承载能力高，防止拉缸、抱轴及化瓦硼酸盐复合剂调制的内燃机油和齿轮油，油膜厚度是传统油的10倍以上，梯姆肯机通过负荷45.4kg，平均接触压力高达2952.9kg/cm2,是硫磷型GL-5齿轮油的两倍。内燃机油过去不要求较高负载能力并非不需要，而是因为几乎所有的极压剂均由硫、磷等活性物配成，会对金属产生化学腐蚀和磨损。随着大功率、高速度、重负荷、长距离运输时代的到来，发动机工作条件更加苛刻，拉缸、抱轴、化瓦事故并不少见。为此，能在无副作用又不增加成本前提下，提高内燃机油负载能力是必要的。而硼酸盐复合剂既无毒又不腐蚀金属，且有很高负载能力，可担此重任。抗磨性能强，延长发动机使用寿命中外专家试验，硼酸盐微粒通过电泳运动到摩擦表面形成的沉积膜，有很强的抗磨性能。通过光电子能谱观察发现，有少量水存在时，硼酸盐能融化为粘滑微球起更好的抗磨作用。硼酸盐油品适应性很强，在大小粘度油中，在高低温度下，在碳钢、硼钢、铬镍钼合金及铸铁表面都有良好抗磨性，而含硫、磷、氯的油品却差别甚大。
硼酸盐复合剂调制的SE15W/40和SH/CD15W/40内燃机油，与同质量、粘度级别的传统油品对比，四球机磨斑直径在784N时分别减小52.7％和47.2％。对多辆使用硼酸盐复合剂油品的现车解体发现，各摩擦部位都非常清洁光亮，毫无磨损迹象。这证明采用硼酸盐内燃机油可大幅度延长发动机使用寿命。减摩性能好，适合生产节能型润滑油硼酸盐内燃机油在摩擦表面形成的半固体粘滑弹性沉积膜，能填平凹陷并覆盖凸峰，大幅度降低摩擦阻力。硼酸盐的摩擦系数为0.05－0.07，比钼、铜以外所有摩擦改进剂都低。硼酸盐油品还有一个其它油品都不具备的特性，就是油的粘度越小，极压抗磨性越好。当油品40℃运动粘度低于200mm2/s时，硫磷型油润滑性急剧下降，而硼酸盐油恰好相反，粘度越下降，硼酸盐微球向摩擦副运动的速度越加快，极压、抗磨、减摩性能越好。这就为调制低粘度、高粘度指数、小摩擦系数节能型润滑油创造了有利条件。使用寿命长，大大延长换油里程硼酸盐油品有很高的热氧化稳定性，在150℃高温下长时间使用仍然十分安定，基本看不到胶质和油泥。这是许多防锈性和抗氧性都很好的硫磷型油品也达不到的,它们从120℃开始就会急剧氧化并生出较多胶质和油泥。
硼酸盐油品的使用寿命很长。原因是硼酸盐成膜机理与硫、磷不同，硫磷油品靠活性物边界润滑高温化学反应，生成硫、磷金属化合物，提高摩擦表面硬度和极压抗磨性能。但这要付出两个代价：一是一层一层腐蚀金属，二是不断消耗油中的硫磷添加剂，所以油品寿命较短，对发动机也不利。硼酸盐是靠带电离子团定向移动和吸附起极压、抗磨、减摩作用，既不损害摩擦面金属，也不消耗油品中添加剂，即使被摩擦下来，还会通过电泳再吸附上去，使用寿命很长。可使内燃机油换油里程达4－6万公里，车辆齿轮油延长到10万公里左右。抗氧抗腐蚀，充分利用中低档基础油低档基础油调不出高档润滑油，非标基础油调不出合格油品，其根本原因：一是基础油精制不够，许多含不饱和分子链的硫、磷、氯、氮、氧等天然成分没被清除。这些物质很不稳定，遇到光、热、氧等条件变化，便被氧化成酸性有害物质，使润滑油产生大量积炭、胶质和油泥，进而丧失润滑性能。二是添加剂抗氧、抗磨、抗腐蚀能力不足，不能有效阻止基础油产生积炭、胶质和油泥。这样以来一方面不得不过分依赖使用好的基础油；另一方面在复合剂中加大量的有灰清净剂和无灰分散剂，旨在将积炭、胶质和油泥清洗下来，分散到油中，以便过滤到滤芯上或沉降到曲轴箱底部。要想改变这种“死后验尸”、“马后炮”的做法，一是采用抗氧化性好质量高的基础油；二是强化添加剂的抗氧、抗磨、抗腐蚀性能。前者受石油资源结构和加工成本限制，难以解决；后者却大有潜力.虽然添加剂不是万能的，但只要能优化出抗氧、抗磨、抗腐蚀性都很强、成本又较低的配方，便可把大部分积炭、胶质和油泥控制在产生之前，这自然便可减少清净分散剂的加量，并将中档油调成高档油，低档油调成中档油，非标油调成合格油。
硼酸盐复合剂是一种新型多效添加剂，同时具备抗氧、极压、抗磨、减摩、清洗、防锈、低灰、无毒和密封材料适应等多功效，复配得好，完全可达到上述目的。这在很大程度上可以减少复合剂的加剂量，并用较低档次基础油调制出较高档次成品油，合理利用石油资源，降低生产成本，扭转假冒伪劣油品猖獗的局面。配方工艺巧妙，降低加剂总量和成本近十年间，由于单剂多功效化选择和复剂协同性优化，已经使内燃机油加剂总量从10％－12％降到5％－10％。汽巴公司还通过向调油厂推荐抗氧剂复合配方，进一步降低润滑油加剂总量，延长油品寿命、降低生产成本。这充分说明，添加剂虽然不是万能的，但也不是无能的，它大有潜力和作为。硼酸盐复合剂的成功应用，充分证明了这一点。最近广东某厂用我公司硼酸盐复合剂调制的SF15W/40内燃机油，进行了166小时发动机台架试验，得出的结论是 ：抗氧性很好，抗磨损性很好，清洁性也很好，完全可以做为出口车装车油和配送油。实际上在这种硼酸盐内燃机油中，加剂总量仅4％，其中含T154 2％，T115B 1%,硼酸盐单剂1％，根本没加T202、T203含磷抗氧抗腐剂。这一事实说明，使用硼酸盐内燃机油复合剂，不但能提高油品质量，还可大大降低加剂总量和生产成本，使调油厂家获得丰厚利润，让用户得到更大实惠。替代ZDDP，生产无磷环保内燃机油二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)抗氧抗腐剂,添加剂代号T202、T203，自一九四0年应用以来，已在内燃机、齿轮、抗磨液压油中占据重要地位近七十年，被誉为多效添加剂。因为有很好的抗氧、抗腐蚀、抗磨损性能，虽然其中的磷，导致汽车“三效”转换装置催化剂中毒失效，但由于长期找不到性能好且成本又低的添加剂替代，使内燃机油的无磷化成为难题。
我公司用4％的硼酸盐复合剂调制的内燃机油，其极压、抗磨、抗氧性能是含ZDDP加剂总量9％的复合剂油品的3－6倍。使硼酸盐可理所当然地成为ZDDP（T202、T203）的替代品。从而为实现内燃机油无磷化铺平了道路，也为解决汽车“三效”催化剂中毒难题迈出新的一步。