润滑油及添加剂市场的发展趋势
截止到2009年底,我国汽车保有量已达7619.31万辆,与上年相比,增加1152.10万辆,增长17.81%。随着国家振兴汽车产业等诸多国家政策的支持,在未来相当长的一段时间内,我国的汽车产业还有巨大的发展空间,汽车的总保有量也会以很快的速度增长。与此同时,伴随我国经济的快速发展,固定投资数额的不断增大,机械设备制造等相关行业对工业用油的拉动趋势也日益明显。因此我们可以预计,在未来的一段时间内,润滑油行业的发展前景是光明和大有所为的。
在这一大的发展趋势下,我们看到的不仅仅是润滑油的“量”在稳步增长,还看到随着科学技术水平的发展以及人们对节能环保的要求不断提高,润滑油的“质”也在节节攀升。不管是汽车工业还是机械工业,人们对润滑油品的各项指标要求越来越高,有些甚至接近于苛刻。下面分别从汽车工业用油与机械工业用油来简述润滑油品以及添加剂的发展趋势。
汽车工业的发展对车用油品主要要求
一、优秀的抗氧化性
目前对车用润滑油品的质量要求已从原来的清净分散为主的趋势转变为更加关注润滑油品的抗氧化要求。过去的一段时间里,应用的车用油品大部分还处在SF/CD,CF-4等较低级别,由于使用的是一般是I
类或II类基础油,并且汽车机油的换油期不长,润滑油调和厂以及润滑油市场往往也会从成本和现实的角度考虑,这些油品还以清净分散性能为主,对抗氧防腐性能的要求不高。但随着汽车工业的发展,特别是汽车发动机的运行条件愈加苛刻,机油更多的面临高温高压的情况,以及车主对延长换油期的期望,机油的抗氧防腐性能逐渐受到重视并成为机油性能的一项主要指标。可以预测到,具有优秀抗氧性能的油品将越来越多的走进市场。
要提高油品的抗氧化性能,关键在于基础油和抗氧化剂的选用,基础油将从I类基础油向II类和III类基础油甚至是合成油转化,力求达到一个理想的调制比例和抗氧化效果。对抗氧化添加剂来说,具有优秀抗氧性尤其是高温抗氧性的添加剂将逐步得到青睐。
二、良好的减摩节能性
减摩节能一直是车用润滑油品不断追求的目标。提高能源效率和减少燃料消耗是各级政府、车主和所有人的期待。早在好些年前,国外的机油台架试验报告就强调节能的重要性,在美、日等国家的内燃机发动机油规格当中,API
SH
以上级别的汽油机油曾将节能试验作为顾客需求来确定,ILSAC规格一直就把节能试验作为其要求之一,GF-3和GF-4规格的油品要求通过VI
B节能试验来评价燃油的节能性,对内燃机发动机的节能提出了明确的要求。从GF-4到GF-5,我们还提到机油持续的节能效果。
在减摩节能方面,人们尝试过种种努力。对车用润滑油来说,使用低粘度多级油以及选用优秀的减摩抗磨剂能取得一定的节能效果。
三、适当的清净分散性
在整个润滑油添加剂中,清净分散剂组分的质量百分比还是{zd0},毕竟清净分散性能还是车用油品的主要功能。特别是对柴油机油,由于柴油硫含量稍高以及柴油发动机的运行温度较高,对润滑油品的清净分散性能要求会更高一些。
四、 更好的腐蚀抑制性
由于汽车发动机的构造越发精密,以及发动机的运行条件越发苛刻和机油换油期的不断延长,需要机油有更好的抗腐蚀防沉积功能。
五、合乎标准的排放
随着全球环保意识的逐步提高,汽车尾气的排放标准在近年来已经越来越严格,这需要汽车生产厂家、石油燃料生产厂家和润滑油调和厂家的共同努力。针对润滑油行业,主要是降低硫、磷元素含量以达到减少对尾气催化剂中毒的可能性。我们可以从GF-3、GF-4到GF-5
看到,硫、磷含量的要求越来越严格。
六、适用替代能源的润滑油品
人类逐渐意识到矿物能源的有限性和不可再生性,近些年来,多种替代能源被尝试用于动力车辆:乙醇汽油,压缩天然气,电力。和目前普遍使用的矿物燃料相比,每种能源都有各自的优缺点。虽然目前传统的燃料在目前的卡车和汽车上已经取得压倒性的成功,但毕竟矿物燃料是一次性资源,在不久的将来,替代能源将是我们不得不面临的一个选择。在上述的每一种可选择能源对汽车的润滑将有不同的要求。比方说,电动汽车所用的润滑油将不会面临内燃机燃烧产生的副产物所造成的非常苛刻的工作条件,所以在内燃机油中硫、磷含量将可以大大降低。
工业油品的性能要求和发展趋势
近年来,我国经济持续快速发展,工业用油的产量和需求量也在快速增长。工业应用中的各种类型的润滑剂配方体系会根据他们具体的应用情况而发生很大的变化,主要有液压油、齿轮油、压缩机油和金属加工液等等。目前的机械工业的发展趋势是向小体积化的方向转变,淘汰落后产能,设备的精密化,提高效率,减轻重量,增加可靠性和环境友好性能。
一、液压油的性能要求和发展趋势
液压油是工业润滑油中用量{zd0}、应用面最广的品种。液压油广泛用于冶金、矿山、工程机械、汽车、飞机、运输工具、机床及其它液压系统中。液压油的重要功能如下:
(1)传递动能,(2)保护和润滑系统部件(3)通过循环带走热量(4)提供抗氧防腐以及抗磨损性能(5)提供适当的极压性能。
液压油希望满足下列的性能条件:
(1)适当的粘度和压缩性,以及持续保持的能力 (2)磨损保护以及氧化和热稳定性 (3)
水解稳定性(4)长寿命以及与液压系统的兼容性 (5)有好的乳化、破乳化和过滤性能。
液压油的一个发展趋势是缩小液压设备来减少其能耗,这样可以避免油在更高的温度下工作,而且缩短油品在油箱中的停留时间。同样,减少废油处理和环境污染将要求液压油有更长的使用寿命。这些发展趋势要求润滑油改进抗氧耐久性、水分离性以及空气释放性能。当然,其中一些改进需要通过升级基础油的品质来完成,这可以从I类基础油逐渐向II类甚至III类基础油来满足要求。其他也需要添加一些具有环保特性的添加剂来完成。
二、齿轮油的主要性能以及性能发展方向:
齿轮油用于润滑齿轮,包括蜗轮蜗杆等。其主要作用是在相互啮合的齿面间起润滑和冷却作用,减少摩擦、降低磨损,同时也有缓和冲击与振动、防止腐蚀生锈,以及清洗摩擦面尘粒与污染物的作用。齿轮油应有的主要性能:
(1)适当的粘度,可以保证在弹性流体动压润滑状态下形成足够厚的油膜,使齿轮具有足够的承载能力,降低齿面磨损。
(2)良好的极压抗磨性,对重负荷下工作的齿轮,特别是双曲面齿轮和弧齿锥齿轮以及蜗轮蜗杆等为了使齿面不产生擦伤、胶合、点蚀及磨损齿轮油应具有良好的极压抗磨性。
(3)良好的抗氧化安定性,由于齿轮的高速运转会产生大量的热而使油温升高,加快油的氧化速度,使油变质,从而齿轮产生磨损、腐蚀,所以齿轮油应具有良好的抗氧化安定性。
(4)良好的抗剪切安定性,齿轮在运转中所引起的对齿轮油的剪切作用,使油的粘度改变,特别是油中添加的粘度指数改进剂最容易受到剪切影响,因此齿轮油应具有良好的抗剪切安定性。
(5)良好的防锈性,在齿轮运转中,因油被氧化而形成油泥胶质酸性物质使齿轮生锈,特别是和冷凝水接触时也容易生锈和腐蚀,所以要求齿轮油具有良好的防锈性能。
(6)良好的抗泡沫性和抗乳化性,由于齿轮及齿轮润滑系统中油泵等在运转中的搅动,使油产生泡沫而减低有的润滑性能,所以要求齿轮油具有良好的抗泡沫性。
齿轮在运转中常接触到冷凝水和冷凝液等使齿轮油乳化,引起添加剂水解或沉淀分离,产生有害物质,使齿轮油变质,失去润滑性,所以要求齿轮油具有良好的抗乳化性。
三、压缩机油的主要性能要求以及发展趋势
(1) 抗氧化性和在高温下的热稳定性以及低碳沉积趋势
(2) 粘度保持性(容易被压缩气体稀释)
(3) 抗磨和防腐蚀性能
(4) 与被压缩气体和其他压缩部件的兼容性
(5) 低的起泡趋势以及好的破乳化作用。
虽然矿物油基润滑剂适合用于在与矿物油不反应的压缩气体的压缩机里,但多种合成润滑剂可用在高温、高压并且具有与矿物油反应的压缩气体的苛刻条件下。一般来说,酯类润滑剂通常用在工作条件苛刻的往复式压缩机上,因为他们具有更低的积炭形成趋势,而对旋转式压缩机和叶片式压缩机,合成PAO的应用逐渐变得广泛,这是因为它们有好的热稳定性和相对低的成本。在苛刻工作条件下的压缩机油的配方主要依赖于设备的设计和被压缩气体的化学特性,所以压缩机生产商往往会指定与之相适应的压缩机油的配方体系。
从以上的情况可以看出,随着时代和科技的发展,工业用润滑油的发展趋势已从普遍的满足一般性润滑转向专业性、节约能源和环境友好性等方向转变。
润滑油添加剂的发展趋势
基于润滑油品性能要求的不断升级,润滑油添加剂的发展也日益感受到来自各方面的压力和期望。原有的添加剂在现代苛刻的工艺、环境压力下,越来越不适应汽车和机械工业发展的需要,研究新的润滑油添加剂品种是添加剂供应商刻不容缓的使命。在这中压力下,不管是对车用油还是对工业用油,添加剂的发展迫切需要在以下几个方面获得加强或突破:
1、减摩节能性能更好的添加剂
减摩节能添加剂常常也称作摩擦改进剂,最初只用于齿轮油、自动传动液等,但自从燃油经济性成为国际关注的问题后,该类添加剂就加入到汽车曲轴箱润滑油中来提高燃油的经济性。业界认可的作用机理是该类添加剂在摩擦表面持续形成有一定强度和剪切性的保护性油膜。而进一步的研究表明有机摩擦改进剂在混合润滑状态和边界润滑状态时均非常有效。大量的模拟试验和行车试验证实,选用合适的减摩剂能达到3%-5%的节能效果。
该类添加剂有固体粉末状态的:石墨、二硫化钼、氮化硼和聚四氟乙烯。而有机摩擦改进剂主要有羧酸类、酯类、胺类、有机铜盐和有机钼盐。
2、性能更佳的抗氧化剂
良好的氧化安定性是绝大多数润滑油的一个最重要的方面。暴露在氧气和受热条件下的碳氢化合物将加速氧化进程,而内燃机是一个极好的出尽氧化过程的化学反应器。现在主要应用的氧化剂有硫磷型、胺类、酚类、和有机锌和有机钼类抗氧剂。
由于硫磷型抗氧剂对发动机有腐蚀,对尾气催化剂有毒从而对环境保护不利,事实上,润滑油行业一直在寻找能替代ZnDDP类添加剂的可能性和可行性。
3、综合具有多种功能或与其他添加剂有良好协同的添加剂
综合具有多种功能的添加剂一直是行业“孜孜以求”的目标。现在出来品种有:分散性的粘指剂(DOCP)、分散型的降凝剂PMA、增粘降凝型的PMA和兼有减摩抗磨、抗氧化的有机钼类添加剂等等。不管是从经济性还是实用操作性来说,这些添加剂将拥有光明的发展前景。
4、对环境友好型的添加剂
环境友好型添加剂主要发展趋势是低硫、磷含量,特别是磷元素的含量。另外就是添加剂应具有良好的生物降解性,尽量减少废弃的润滑油对环境的危害。
总之,润滑油及润滑油添加剂的发展方向是:具有良好的减摩节能性、优良的清净分散性、优异的抗氧防腐性以及对环保排放友好性。具有这些性能的产品必将时刻走在时代发展的前沿。