HEDP作为润滑油抗磨剂的应用研究
 石油炼制与化工HEDP作为润滑油抗磨剂的应用研究李勇，李云鹏（石油化工科学研究院，北京100083）烯的复合效应，并用俄歇电子能谱（AES）分析了其四球机试验后钢球表面的元素。结果表明，HEDP作为抗磨剂用于极压性润滑油中，具有优良的极压抗磨性能，其与硫化异丁烯复配也显示出了良好的协同效应。HEDP对于油品的防锈性能具有积极的作用对有色金属的腐蚀无不良影响，具有多效功能，对于研制低剂量的极压性油品配方具有重要意义。HEDP应用于重负荷车辆齿轮油的全配方中，所调制的复合剂添加量不大于4. 5%的GL-5车辆齿轮油符合GB 13895?92质量标准。
前言含磷极压抗磨剂具有良好的热氧化安定性和抗磨性，在高扭矩苛刻条件下能防止齿面磨损、点蚀和剥落，磷型极压抗磨剂是早出现的一类含磷极压抗磨剂，主要有亚磷酸酯和磷酸酯等系列产品，它们已经在极压性润滑油（齿轮油、液压油）中得到了广泛应用，其中亚磷酸酯的载荷性能和抗磨性能明显地受到烃基的结构和链长短的影响。磷酸酯产品中中性磷酸酯的活性较弱，不易在摩擦表面形成化学保护膜；酸性磷酸酯的性能稍优，但是酸性较强，在重负荷条件下易产生化学腐蚀、磨损，使其性能变差，此外，酸性磷酸酯还会与油中的其它添加剂发生作用生成沉淀。
作为含磷极压抗磨剂的一个品种，膦酸酯用于极压性润滑油的研究报道并不多。认为膦酸酯的极压性一般不如磷酸酯，而在抗磨性方面，王汝霖认为两者相差不大。ChmUS等用四球试验机研究了膦酸酯在菜子油中的表现，与传统抗磨添加剂相比，在高速、高温条件下，它显示了极好的抗磨性。
HEDP，即1-羟基乙叉1，1-二膦酸（二辛）酯是一种新型膦酸酯，用于化学工业设备的防垢及防止氧化结渣有着极好的效果W，本研究将其作为抗磨剂用于极压性润滑油中，考察其抗磨性能，以及与硫化异丁烯的复合效应，并用俄歇电子能谱（AES）分析了其四球机试验后钢球摩擦表面的元素。
表4HEDP的铜片腐蚀结果油样cHEDP），铜片腐蚀试验/级编号100"C，3h121结合表2和可知，其为1 200N，磨斑直径为0.单独加人2.0%HEDP，其心为1470队磨斑直径为0.51mm；而321和2.0%HEDP复配加人后其变为1810N，磨斑直径变为0.两者对比，HEDP与硫化异丁烯复配后极压抗磨性能的提高显而易见。从还可以看出，在T321含量一定的情况下，随着HEDP剂量的增加，大无卡咬负荷逐渐增大，磨斑直径不断减小，总体上均好于T321和HEDP单独加人的情况，这一结果说明硫化异丁烯与HEDP复配后，极压抗磨性有了明显的提高，即硫化异丁烯与HEDP复配后可以产生协同效应。根据这一趋势，也不难找出T 321与HEDP的适宜配比范围。
可见，HEDP具有优良的极压抗磨性，与T 321复配也显示出良好的协同效应，能有效地提高基础油的极压抗磨性能，可用于配制齿轮油等极压性润滑油。
3.3摩擦表面膜的俄歇电子能谱（AES）分析+余量基础油（样品1）和1.0% HEDP+3%T321+余量基础油（样品2）进行四球机磨损试验。四球机的试验条件为：载荷441N，运转时间30min，运转速度1 450r/min.采用俄歇电子能谱（AES）对经过四球磨损试验后的试球磨斑在摩擦过程中生成的表面膜进行表面组成分析，结果见和。试验前试球分别使用极性和非极性溶剂进行超声波清洗，以除去试验后在试球表面上剩余的润滑油。
从可以看出，由于样品1中只加了T321，样品1试球膜的表面层AES谱图中铁含量很高，也出现了硫峰。从可以看出，T321与HEDP复配后，样品2试球膜的表面层AES谱图中出现了磷、硫峰，磷含量明显增大，铁含量下降，碳含量高于氧含量，生成的表面膜有了明显的有机成分，说明添加剂中的磷和硫元素都参与了表面膜的生成，使得在金属表面形成的表面膜更厚实，表现为油样的磨斑直径下降和大无卡咬负荷升高。
3.4HEDP在重负荷车辆齿轮油配方中的应用3.4.1HEDP的防腐蚀性能HEDP不仅具有良好的极压抗磨性，而且还表现出了一定的防腐蚀性能。在配方1中不加HEDP，在配方2中加人HEDP，其余添加剂组成基本相同，使用ASTMD 665实验设备，在烧杯中加人300mL油样，30mL蒸馏水，并插人抛光的15号钢棒，82C恒温下搅拌4h.然后将钢棒及油水混合物移至广口瓶中，密闭，在82"C恒温烘箱中放置164h.停止实验，取出钢棒，然后用石油醚冲洗钢棒，观察气、油、水三相中钢棒的锈蚀情况，结果见表3.不同温度下HEDP的铜片腐蚀试验结果见表4.表3添加剂组合物的锈蚀试验项目配方1配方2硫化异丁烯S，P，N极压抗磨剂P、N多效添加剂有机氮化合物防锈剂锈蚀实验气相X锈尤镑油相无锈水相轻锈尤锈从表3和表4结果看，HEDP对于油品的防锈性能显示出了积极的作用，对有色金属的腐蚀也无不良影响，具有多效功能。
目前，润滑油中所用防锈剂的主要品种为中、高碱值的磺酸盐，利用其碱性抑制油品在使用过程中所生成的酸性物质，达到防锈、防腐蚀的目的。
但磺酸盐是一种具有较强极性的表面活性物质，在金属表面与极压抗磨添加剂形成吸附竞争，在一定程度上影响了油品的极压抗磨性。而HEDP实际上是一种鳌合物的配体，其分子结构中羟基的存在，使得它可以与金属表面的“游离”离子形成较为稳定的环状结构，这样就弥补了极压抗磨组分与腐蚀抑制剂在吸附竞争时能力的不足，这对于研制低剂量的油品配方，具有相当重要的意义。
HEDP在重负荷车辆齿轮油配方中的应用将HEDP应用于重负荷车辆齿轮油的全配方中，研制出了添加量不大于4. 5%的GL-5车辆齿轮油复合剂。经过实验室理化性能测试以及齿轮油标准台架的评定，调制的GL-5车辆齿轮油符合GB 13895?92质量标准，表5为80 W/90GL-5车辆齿轮油的评定结果。
4结论HEDP作为抗磨剂用于极压性润滑油中，具有优良的极压抗磨性能，其与硫化异丁烯复配也显示出了良好的协同效应，可应用于齿轮油等极压性润滑油品中。
HEDP对于油品的防锈性能具有积极的作用，对有色金属的腐蚀也无不良影响，具有多效功能，对于研制低剂量的极压性油品配方具有重要意义。
HEDP应用于重负荷车辆齿轮油的全配方中，所调制的复合剂添加量不大于4.5%的GL-5车辆齿轮油符合GB13895?92质量标准。