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氢化牛脂基伯胺/十八胺/86D/硬脂胺 (CAS:61788-45-2,90640-32-7):润滑油添加剂

时间:2025-11-18    阅读:
氢化牛脂基伯胺 则是一个混合物,其主要成分也是十八胺(约占65%-80%),同时含有C16(棕榈胺)和少量其他饱和伯胺。因此,这三者在作为润滑剂添加剂时,其核心机理和应用领域高度相似,可以放在一起讨论。

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:

  • 极性头部(氨基,-NH2):对金属表面有极强的亲和力,能通过物理吸附和化学吸附牢固地附着在金属表面。

  • 非极性尾部(长烷基链):形成一层疏水、疏油的致密分子层。

这种结构赋予了它们多功能添加剂的特性。


核心作用机理

  1. 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。

  2. 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,属于油性剂摩擦改进剂

  3. 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

  4. 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。

  • 作用

    • 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。

    • 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。

    • 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。

  • 应用实例

    • 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。

    • 钢铁冷轧液中,它作为油性剂,有效保护轧辊和带钢表面。

    • 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

  • 作用

    • 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。

    • 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。

    • 抗磨剂补充:在中等负荷条件下,提供额外的抗磨保护。

  • 应用实例

    • 防锈汽轮机油中,硬脂胺是经典的“T746”防锈剂的同类物质,能有效防止蒸汽冷凝水导致的锈蚀。

    • 润滑脂中,它本身可以作为稠化剂的前体(与脂肪酸反应生成皂基),同时其未反应的游离胺也起到防锈和润滑作用。

3. 燃料油添加剂

  • 作用抗静电剂

    • 在汽油、喷气燃料等轻质油品的输送和加注过程中,由于流动、过滤等会产生和积累静电荷,存在火灾爆炸风险。硬脂胺类物质可以显著提高燃料的电导率,使静电荷迅速导走,消除安全隐患。

    • 它通常与专用的导电聚合物(如STADIS 450)复配使用,作为协效剂。

4. 防锈油和防锈剂

  • 作用核心防锈组分

    • 专门用于配制工序间防锈油、长期封存防锈油等。它们能在金属表面形成一层极薄但非常有效的防锈膜。

    • 可以配制成气相防锈剂(VCI),其分子会挥发并吸附在密闭空间(如包装袋)内的所有金属表面,即使不直接接触油液也能起到保护作用,对于复杂形状的工件尤其有效。

5. 其他特殊应用

  • 沥青释放剂:在沥青搅拌和运输设备中,硬脂胺能有效防止沥青粘附在设备内壁,便于清洗。

  • 破乳剂组分:在原油破乳中,作为阳离子表面活性剂,用于破坏油包水型乳液。


优势与局限性

优势:

  • 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。

  • 高效性:添加量通常很低(0.01%-0.5%即可显效),性价比高。

  • 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。

  • 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:

  • 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。

  • 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。

  • 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。

 
 
 
 
 
 
 
 
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