目前位置:首頁 > 磨潤學 > 添加劑
添加劑

添加劑(Additive)

添加劑是化學物質,用來改變油、脂的性質,以提昇其潤滑或化學穩定性。添加劑一般僅佔溼式潤滑劑(油、脂、膏)的5%重量,但對潤滑劑的用途與性能有極大的影響。


若兩種潤滑油,使用同一基礎油,但添加完全不同的添加劑,就會產生完全不同的潤滑特性,因此潤滑劑本身的規格無法用來作為適用於特定應用與否的判斷基準。


有些添加劑組合有相乘作用,有些添加劑組合卻會互相削弱,有些添加劑會互相影響其在基礎油中的溶解度,專業潤滑劑乃是針對特定應用的磨潤狀況,選擇效果最佳的添加劑組合與份量,以最佳化其磨潤特性。


作為特殊用途潤滑劑的專家,克魯勃公司使用的添加劑種類近千種,化學專家根據產品應用上的物化特性,精心選擇最有效的添加劑組合,調配製成數百種的特殊潤滑劑。為協助生產高水準產品的客戶選擇最適合的潤滑方案,克魯勃公司的技術服務人員隨時提供專業的諮詢服務。



常見添加劑概述

抗磨劑(AW, Anti-Wear):狹義的抗磨劑是一種會與金屬發生化學反應的鍍膜原料,例如二硫代磷酸鋅(ZDDP or ZnDTP, Zinc Dithiophosphate)、二硫代氨基甲酸鉬(MoDTC, Molybdenum Dithiocarbamate)即是最常見的抗磨劑。在混和與邊界摩擦域中,金屬與金屬的直接接觸產生局部高溫,使抗磨劑活性大增、與摩擦金屬體(特別是鋼鐵)反應,形成約0.2µm厚的多層膜(鋅、硫化鐵、磷酸鋅等等),這些膜有極低的摩擦係數,從而降低混和摩擦域的摩擦係數,並避免金屬對金屬的直接接觸。因此,使用AW的潤滑劑,在正常情況下磨耗痕跡很小。

然而,抗磨劑經反應形成的鍍膜無法抵抗較高的壓力,在較高速度、壓力條件下,抗磨劑的鍍膜被摧毀、兩摩擦金屬體直接接觸形成冷焊,剝離時產生大塊碎片與尖銳的傷口,此時則須依靠極壓添加劑才。


極壓添加劑(EP, Extreme Pressure):極壓添加劑大多是磷、硫或氯化物,因此有些極壓添加劑在較高環境溫度下會發出異味。極壓添加劑的原理是,在摩擦金屬體的接觸尖峰因高壓發出高熱(600~1000°C),極壓添加劑被高溫所活化,將尖峰腐蝕而避免冷焊、剝離。磷酸三甲酯(TCP, Tricresyl Phosphate)即是一種常見的極壓添加劑。

在金屬切削液中,EP是一種必不可少的添加劑,在潤滑油脂中,由於EP與AW均需佔據金屬表面才能作用,而兩者作用機制相反,因此混用EP與AW很難預測其效果。

在現代,考慮到環境保護的需求,氯基的極壓添加劑在歐洲已被淘汰。


抗蝕劑(CI,Corrosion Inhibitor):抗磨劑通常也有抗蝕作用,因抗磨劑可於金屬表面形成多層的保護膜,可防止金屬基底浸於油脂中產生腐蝕電流而鏽蝕。防鏽油中的抗蝕劑一般不耐高溫,因此最好在塗、浸潤滑油脂前將防鏽油去除。


減摩劑(Friction Modifier, Oiliness Additive):減摩劑又稱摩擦改善劑,廣義而言是抗磨劑的一種。若單獨而言,減摩劑指的是分子鏈一端有極性(Polarity)的油性分子,例如酯(ester)即具有此特性而常被用來當作減摩劑。減摩劑的極性分子端對金屬有很強的吸附能力,因此減摩劑能均勻包覆、附著於金屬表面,形成低摩擦係數的一層油膜。然而減摩劑與抗摩劑不同,並不與金屬發生化學反應。


上:減摩劑的作用方式 下:抗摩劑的作用方式

抗氧化劑(Anti-Oxidant):抗氧化劑主要加於礦物油基潤滑油脂中,因礦物油的不飽和鍵較易氧化。抗氧化劑的作用原理為以自身更高的氧化活性,在油脂表面與內部代理礦物油的不飽和鍵搶先氧化,從而保護油脂不致氧化、酸化。


黏度指數增進劑(Viscosity Index Improver):這種添加劑是用來改善潤滑油的黏溫穩定性,亦即降低「溫度上昇時黏度下降的程度」。VI增進劑是高分子(>22萬分子量,而基礎油分子量僅有100~1000)聚合物,低溫時卷曲、高溫時舒展,從而影響潤滑油的整體黏度。VI增進劑不耐應力,在長期使用下必然逐漸失效,潤滑油的黏溫穩定性隨之逐漸劣化。聚異丁二烯(PIB, Polyisobutylene)即是常見的VI增進劑。


清淨擴散劑(Detergent, Dispersant):用於引擎機油與齒輪油中,作為為溶解油泥、膠狀的焦化油污,以避免油泥污物附著於機件表面、妨礙機件動作。因此在換油時,抽出的舊機油理想上應是污濁的。


傾點下降劑(Pour Depressant):石蠟基烴潤滑油,在低溫時內含的微量蠟會結晶析出導致油體難以流動。使用傾點下降劑可阻止蠟的結晶析出,從而降低潤滑油的傾點與最低可用溫度。


消泡劑(Anti-Foam agent):在齒輪箱中,因持續攪拌又是密閉空間,油體內極易累積大量氣泡。消泡劑一般為矽油,利用矽油的低表面張力阻止氣泡的形成與擴大。