Химическая энциклопедия

ПРИСАДКИ К СМАЗОЧНЫМ МАТЕРИАЛАМ , синтетич. (в основном) или прир. соединения, добавляемые к смазочным материалам для улучшения или сохранения на длительный срок их эксплуатац. св-в. Смазочные материалы содержат, как правило, от 2 до 7-8 разл. присадок (П.).

Эффективность действия П. обусловливается их хим. св-вами и концентрацией в смазочных материалах, а также приемистостью последних к добавкам (одинаковые П. более активны для одних базовых материалов, чем для других). П. должны хорошо растворяться в смазочных материалах, обладать малой летучестью и не испаряться из них при хранении и эксплуатации в широком диапазоне т-р; не вымываться водой и не подвергаться гидролизу; не взаимод. с конструкц. материалами, контактирующими со смазочными (за исключением случаев, когда такие р-ции лежат в основе механизма действия самих добавок); сохранять свои ф-ции в присут. иных добавок и не оказывать на них депрессивного действия. По главному назначению (определяющему св-ву) П. условно объединяют в неск. групп, основные из к-рых рассмотрены ниже.

Присадки, улучшающие смазочные свойства. Их действие обусловлено образованием на трущихся металлич. пов-стях разл. по хим. составу защитных пленок.

Противоизносные П. уменьшают износ пов-стей трения при относительно умеренных нагрузках и т-рах. К этим добавкам относятся масла и жиры растит, и животного происхождения (напр., горчичное масло, свиной жир); высшие жирные к-ты (напр., олеиновая) и эфиры (напр., сложный эфир пентаэритрита и себациновой к-ты); соед., содержащие S [напр., осерненное спермацетовое масло, бмс-(ал-килбензил)дисульфид], Р (напр., трикрезилфосфат), S и Р (напр., диизооктилдитиофосфат, диалкилтиофосфат Ва, цинк-бариевая соль изобутилового эфира арилдитиофосфорной к-ты), N (напр., 1 -бутилбензотриазол) и т.д. Концентрация П. в смазочных материалах 0,1-3,0%.

Противозадирные П. обеспечивают нормальную работу при высоких нагрузках трущихся пов-стей без задира и заедания, а также смягчают его, если оно происходит. Этим целям служат соед., содержащие S (напр., диизопро-пилксантат этилена-продукт взаимод. изопропилксантоге-ната К с дихлорэтаном); С1 (напр., изобутиловын эфир трихлоруксусной к-ты, совол-смесь пента- и тетрахлорди-фенилов); S и Р (напр., диалкилдитиофосфат Zn) и др. Концентрация П. не превышает 3-5%.

Антифрикционные П. предназначены для снижения (модификации) трения сопряженных пов-стей. К таким модификаторам относятся высшие жирные к-ты (напр., стеариновая), мыла этих и нафтеновых к-т (напр., стеарат А1, нафтенат Pb ), нск-рые эфиры глицерина и жирные амины, коллоидные дисперсии MoS₂, графита и иных соед., нерастворимых в смазочных материалах (более перспективно применение в-в, образующих с ними устойчивые р-ры, особенно ряда соед. Мо). Концентрация П., как правило, 0,1-0,5%.

Фрикционные П. способствуют увеличению коэф. трения и предотвращению проскальзывания трущихся пов-стей. В качестве таких добавок применяют орг. к-ты и их производные - лауриновую к-ту и ее смесь с моноолеинфосфатом, стеараты Mg, Са и Zn, сульфонат Ва, а также N-гидрокси-этилсукцинимид и т.д. Концентрация П. 0,1-2,0%.

Антиокислительные присадки повышают стойкость смазочных материалов к окислению при высоких т-рах. Действие антиокислителей обусловлено их способностью непосредственно тормозить окисление, обрывая цепные р-ции и превращая образующиеся пероксидные соед. в стабильные продукты, или пассивировать пов-сть металлич. катализаторов, присутствующих в смазочных материалах. Ингибиторами окисления служат ароматич. амины (напр., N-фенил-a-нафтиламин, дифениламин), фенолы [напр., 2,6-ди-трет -бутил-4-метилфенол, 2,2-метилен-бис-(6-трет -бутил-4-ме-тилфенол)]; соли сложных эфиров дитиофосфорных к-т (напр., диалкил- и диалкилфенилдитиофосфаТы Са). Анти-окислит. добавки часто обладают хорошими противоизнос-ными, а также антикоррозионными и моющими св-вами (см. ниже). Концентрация П. от 0,01 до 1-3%.

Антикоррозионные присадки предохраняют от коррозии узлы и детали машин и механизмов, выполненные преим. из цветных металлов, особенно при повыш. т-рах. Ингибиторы коррозии представляют собой в осн. полярные ПАВ. Механизм их действия заключается в образовании на разл. пов-стях защитных комплексов с каталитически активными соед. металлов, накапливающихся в объеме смазочного материала в результате хим. растворения, либо стабильных оксидных, гидроксидных и др. пленок, устойчивых к воздействию агрессивных сред. В качестве ингибиторов кислотной коррозии используют бензотриазол, осерненные минер. масла, сульфиды алкилфенолов, производные тиофенолов, три-бутил- и трифенилфосфиты, диалкиловые эфиры дитиофос-форной к-ты и т.д. Концентрация П. 1-3%.

Особую группу ингибиторов составляют защитные, или антиржавейные, П., препятствующие атм. коррозии черных металлов. К ним относятся О-содержащие ПАВ (напр., синтетич. жирные к-ты и их зфиры), нефтяные и синтетич. сульфонаты (напр., сульфонаты Са, Na и Ва), окисленный петролатум, нитрованные минер. масла, алкенилянтарный ангидрид, дициклогексиламин и др. Концентрация П. колеблется в широких пределах (0,01-20%).

Вязкостные, или загущающие, присадки повышают вязкость и улучшают вязкостно-температурные св-ва смазочных материалов. В качестве таких добавок применяют обладающие большой вязкостью разл. полимеры (в виде р-ров в дистиллятных маслах)-гл. обр. полиизобутилен (мол. м. 4-25 тыс.), полиметакрилаты (3-17 тыс.), поли-винилбутиловый эфир (винипол, 5-12 тыс.), а также поли-алкилстиролы и т.д. Концентрация П. 1-20%.

Моюще-диспергиругощие присадки предупреждают или уменьшают образование на нагретых металлич. пов-стях углеродистых отложений (осадков, нагаров, лаковых пленок) в результате окисления и термич. разложения смазочных материалов. Моющие, или детергентные, П., адсорбируясь на указанных пов-стях, формируют на них двойной электрич. слой. Последний обладает экранирующим действием и препятствует накапливанию отложений. Наиб. распространены П. сульфонатные (преим. сульфонаты Са и Ва), алкилфенольные (дисульфидалкилфеноляты Ва и Sr, Са- и Ва-соли продукта конденсации алкилфенолов с формальдегидом), алкилсалицилатные (Са- и Ва-соли).

Особенность диспергирующих П. заключается в их способности тонко измельчать и поддерживать во взвешенном состоянии большие кол-ва твердых частиц, что стабилизирует их в объеме смазочного материала и предотвращает коагуляцию и осаждение на границе раздела фаз. В отличие от моющих эти П. представлены гл. обр. беззольными (не содержащими металла) соед., имеющими в молекуле азотсодержащую основную группу (основания Манниха, производные сукцинимида и др.). Концентрация этих и де-тергентных П. обычно не превышает 3-5%, и только в моторных маслах при работе двигателей на высокосернистом топливе ее увеличивают до 10-15%.

Депрсссорные присадки понижают т-ру застывания смазочных материалов (на 20-30°С) и улучшают их вязкостно-температурные, а иногда моющие и антикоррозионные св-ва. Депрессаторы - в осн. алкилнафталины и алкилфе-нолы, а также Продукт взаимод. фталоилхлорида с диал-килфенолом (сантопур), окисленный петролатум, р-р мыла (напр., стеарат А1), нек-рые полиметакрилаты и др. Концентрация П. 0,05-1,0%.

Деэмульгируюшие присадки устраняют возможность образования стойких эмульсий, особенно при увлажнении смазочных материалов. В качестве деэмульгаторов используют Na-соли сульфокислот, производные аминов (напр., дипроксамин - продукт взаимод. пролипропиленгликоля с этилендиамином) и т.д. Концентрация П. не превышает 0,05%.

Антипенные присадки предотвращают вспенивание смазочных материалов благодаря снижению прочности их поверхностных пленок вследствие адсорбции на них частиц добавок. Лучшие П. этого типа - полисилоксаны (напр., полиметилсилоксан, полидифенилсилоксан) и др. Концентрация 0,001-0,005%.

Антипиттинговые присадки предотвращают или ослабляют усталостные повреждения (осповидный износ) трущихся пов-стей. Добавками служат соед., содержащие S (напр., осерненные терпены, диалкилдитиофосфат Ва), полимеры (напр., полиизобутилен) и т.д. Концентрация 0,5-3,0%.

Металлоплакирующие присадки снижают износ тяжелонагруженных узлов трения за счет образования на сопряженных пов-стях тонкой металлич. пленки, наз. сервовитной (см. Металлоплакирующие смазочные материалы ).

Деактиваторы металлов уменьшают их каталитич. активность, предохраняя смазочные материалы от окисления. В качестве таких добавок применяют диамины (напр., N,N-дисалицилиден-1,2-пропилендиамин) и иные соед., содержащие N (напр., бензотриазол), Р (триаллилфосфит) и др. Концентрация П., как правило, не превышает 0,001%, но иногда ее повышают на порядок.

Регуляторы набухания резин препятствуют утечке масла или смазки через герметизирующие устройства и снижают трение в местах уплотнения движущихся деталей. Для этих целей предназначены дигексилфталат, его смесь с тридеци-ловым спиртом, триарилфосфат и т. д. Концентрация П. не более 2%.

Значительно реже, чем рассмотренные, используются адгезионные, антирадиационные, бактерицидные, красящие и иные П. См. также Присадки к топливом.

Многофункциональные присадки обладают способностью одновременно улучшать неск. св-в смазочных материалов, заменяя целые композиции вводимых в них добавок, применение к-рых дорого и неудобно, а эффективность действия снижается вследствие взаимного, часто противоположного влияния компонентов. Многофункциональные П. представляют собой смеси добавок разного действия (смешанные, или комплексные, П.) либо орг. соед., содержащие S, P, металлы, полярные функц. группы. Пример комплексных П.-смесь алкилфенолята Ва и диалкилфенилдитиофосфата Zn (соотношение 5:2), обладающая моющими, противоиз-носными, антиокислит. и антикоррозионными св-вами. Индивидуальные многофункцион. добавки-в осн. моющие П.: сукцинимиды (способны нейтрализовать кислые соед., накапливающиеся в смазочных материалах, и, кроме того, улучшают их вязкостные св-ва), Са-соль диалкилариддитио-фосфорной к-ты (повышает устойчивость к окислению, улучшает моющие и противоизносные св-ва), диалкилдитиофосфат Zn (улучшает антиокислит., противоизносные и антикоррозионные св-ва) и т. д. Концентрация многофункциональных П. 0,5-5,0%.

При разработке ряда совр. масел (особенно моторных) испытания показывают, что отдельные виды П. не в состоянии обеспечить совокупность необходимых эксплуатац. св-в смазочного материала. Поэтому с учетом функцион. действия разл. П., а также их синергизма и антагонизма пром-сть начала вырабатывать "пакеты присадок", включающие две и более П.

Мировое произ-во П. 1,7-2,0 млн. т/год (1988).

Лит.: Кулиев A.M., Химия и технология присадок к маслам и тошшвам, М., 1972; Виноградова И. Э., Противоизносные присадки к маслам, М.. 1972; Виленкин А. В., Масла для шестеренчатых передач, М., 1982; Каплан С. 3., Радзевенчук И. Ф., Вязкостные присадки и загущенные масла, Л., 1982; Эрих В. Н., Расина М. Г., Рудин М. Г., Химия и технология нефти и газа, 3 изд., Л., 1985, с. 90-94; Гуреев А. А., Фукс И. Г., Лашхи В. Л., Химмотология, М., 1986, с. 208-24; Справочник нефтепереработчика, Л., 1986, с. 459-67; Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение. Справ, изд., под ред. В. М. Школьникова, М., 1989, с. 363 84; Терте-рян Р. А., Депрессорные присадки к нефтям, топливам и маслам, М., 1990.

А. В. Виленкин.