它们都属于长链脂肪族伯胺,其作为润滑剂添加剂的卓越性能主要源于其独特的“两极”分子结构:
这种结构赋予了它们多功能添加剂的特性。
核心作用机理
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吸附成膜:胺分子通过极性头吸附在金属表面,非极性的长烷基链整齐排列,形成一层致密的、低剪切强度的单分子或多分子保护膜。这层膜能有效分隔摩擦副,防止金属表面的直接接触。
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摩擦改性:形成的分子膜剪切强度低,能有效降低摩擦系数,使运动更加平滑,属于油性剂或摩擦改进剂。
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缓蚀防锈:致密的烷基链膜能有效阻挡水分、氧气和其他腐蚀性介质接触金属表面,从而起到优异的防锈作用,是一种高效的缓蚀剂。
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抗磨保护:在中等载荷下,这层吸附膜能承受一定的压力,防止微凸体之间的磨损,具有一定的抗磨能力。
具体应用领域展开说明
1. 金属加工液(切削液、磨削液、轧制液)
这是该类胺类添加剂最重要和最广泛的应用领域之一。
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作用:
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润滑与减摩:在切削、磨削、轧制过程中,通过形成润滑膜,减少刀具与工件、磨具与工件、轧辊与带材之间的摩擦,从而降低切削力/轧制力、减少功率消耗、抑制积屑瘤的产生,并提高加工件的表面光洁度。
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防锈:加工后的工件往往需要短期库存或工序间周转,添加了此类胺的加工液能为工件提供出色的工序间防锈能力,防止生锈。
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乳化稳定(在乳化液中):作为阳离子型表面活性剂,它们可以与阴离子表面活性剂复配,用于配制稳定的乳化油,但其主要添加目的仍是润滑和防锈。
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应用实例:
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在铝材轧制液中,硬脂胺是核心的润滑剂和抛光剂,能生产出表面亮度极高的铝板、铝箔。
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在钢铁冷轧液中,它作为油性剂,有效保护轧辊和带钢表面。
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在高性能切削油中,与其他极压抗磨剂(如硫系、磷系)复配,提供基础润滑。
2. 工业润滑油与润滑脂
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作用:
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摩擦改进剂:用于液压油、齿轮油、导轨油等,降低设备启动和运行时的摩擦系数,实现节能、减震、降低噪音。
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防锈剂:广泛应用于汽轮机油、液压油、主轴油等对防锈性有要求的油品中,保护钢铁部件。它常与磺酸盐等防锈剂复配,产生协同效应。
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抗磨剂补充:在中等负荷条件下,提供额外的抗磨保护。
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应用实例:
3. 燃料油添加剂
4. 防锈油和防锈剂
5. 其他特殊应用
优势与局限性
优势:
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多功能性:一种添加剂同时具备润滑、防锈、抗静电等多种功能。
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高效性:添加量通常很低(0.01%-0.5%即可显效),性价比高。
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环保性:相比一些重金属添加剂和氯系极压剂,其生物降解性相对更好。
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与金属相容性好:对有色金属,特别是铜和铝,腐蚀性很低。
局限性:
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温度敏感性:其吸附膜主要通过物理吸附和较弱的化学吸附形成,在高温下(通常>120°C)会脱附,导致性能失效。因此不适用于高温工况。
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极压性有限:在高载荷下,吸附膜会被破坏,无法提供有效的极压保护,需要与硫、磷、氯等极压剂复配。
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相容性问题:可能与配方中的其他阴离子型添加剂发生反应,产生沉淀,影响油品透明度和稳定性,在配方设计中需特别注意。
总结
氢化牛脂基伯胺/十八胺/硬脂胺是一类经典的、性能卓越的表面活性型润滑添加剂。它们的核心价值在于其分子能在金属表面定向吸附形成保护膜。这层膜在中低温、中低负荷的工况下,能同时实现降低摩擦、减少磨损和防止锈蚀三大目标。因此,它们在金属加工液、防锈油品、工业润滑油和燃料油等领域中扮演着不可或缺的角色,是现代润滑技术中实现“减摩、节能、长效、环保”目标的关键组分之一。