Присадки и добавки в маслах, часть 1. Что такое присадки в масле?

Этой статьей мы начинаем цикл «Присадки и добавки в моторном масле».Первая часть — ознакомительная. Возможно, для многих «открытия Америки» не будет.

Качество масла может быть усовершенствовано двумя способами:

— улучшением свойств базового масла (масла-основы) при его получении (об этом мы ранее писали в нашем блоге)— легированием масла присадками.

Весьма значительно свойства масел могут быть улучшены добавлением в базовое масло присадок. Масло, улучшенное присадками, называется компаундированным или легированным маслом (blended oil, compounded oil, formulated oil). Варьированием состава компонентов базового масла и композиций присадок разработчики смазочных материалов могут создавать масла, отвечающие разнообразным требованиям производителей механизмов и оборудования, а также формировать широкий ассортимент смазочных материалов с дифференцированными свойствами для решения многообразных, иногда весьма специфических и даже противоречивых, задач смазывания двигателей .

Присадки (additives) — синтетические химические соединения, вводимые в базовое масло для улучшения свойств в периоды эксплуатации и хранения. Практически все товарные автомобильные масла выпускаются с присадками, их число достигает до 8 различных соединений, а общее массовое содержание — до 25%. Почти все присадки, как одиночные, так и пакеты, поставляются на маслосмесительные заводы в виде растворов присадок в масле, содержащих около 50 % активного вещества. В рецептурах указывается не содержание чистой присадки, а количество товарного продукта присадки, т.е. его раствора. Поэтому указание о наличии в масле 25% присадок еще не указывает реального количества активных веществ. При анализе готовых или работающих масел, определяется расходование присадок и рассчитывается содержание активных элементов присадок (active element content).

Некоторые присадки влияют на физические свойства базовых масел, другие оказывают химический эффект. Они могут дополнять друг друга, что создает синергетический эффект, но могут вызывать и антагонистический эффект. Многие современные присадки выполняют несколько функций (многофункциональные присадки). На рынок чаще всего поставляются композиции присадок — пакеты (additive package). Это пакеты строго определенного состава, предназначенные для масла конкретного назначения и класса качества.

Таким образом, при наличии на рынке готовых пакетов присадок и различных базовых масел, имеется возможность простыми технологическими приемами — дозировкой и смешением, получить товарные масла с определенным и постоянным уровнем эксплуатационных свойств. Американские и европейские системы обеспечения качества в своих документах (документы API и "Свод правил ATIEL") предусматривают для таких компаундированных масел упрощенные и более дешевые процедуры испытаний при присвоении класса качества и предоставлении права обозначать знаками классов API или АСЕА. Это позволяет мелким фирмам (заводам по смешиванию масел), с наименьшими затратами производить и поставлять на рынок автомобильные масла контролируемого и достаточного качества. Разработка согласованного состава пакета, в котором была бы достигнута полная совместимость (compatibility) и синергетическое взаимодействие (synergism) отдельных присадок, является сложным и трудоемким процессом, требующим большого научно-технического потенциала. Производством пакетов присадок заняты крупные нефтекомпании («Shell Additive» + "Paramins"("Exxon") = "Infenium", "Texaco Additive", "Oronite"("Chevron") и др.) и химические компании («Lubrizol», «Ethyl», "BASF" и др.)

Из-за опасности нарушения баланса присадок, КРУПНЫЕ НЕФТЕКОМПАНИИ И ПРОИЗВОДИТЕЛИ АВТОМОБИЛЕЙ ОТРИЦАТЕЛЬНО СМОТРЯТ НА ПРИМЕНЕНИЕ дополнительных добавок, вливаемых в картер автомобиля (aftermarket additives). Пакеты присадок (additive package) поставляются в виде концентрированного раствора присадок в масле (до 50% активных веществ). Такая композиция вводится в базовое масло и после перемешивания получается товарное масло, готовое к применению. На практике такое производство осуществляется на смесительных заводах (blending plant). Смешение компонентов выполняется либо периодичным способом в больших резервуарах (batch blending) или непрерывным способом путем введения компонентов в основной поток линии смешения масла (line blending, in-line blending). Готовое масло поступает на расфасовку.

В Европе находится около 400 маслосмесительных заводов. Они бывают самостоятельными, имеющими свои товарные знаки, либо принадлежащими крупным нефтекомпаниям. Это хорошо оборудованные заводы, автоматически управляемые, имеющие лаборатории для контроля качества продукции. Высокое качество продукции может гарантироваться автоматическим управлением смешения и постоянством поставщиков базовых масел и присадок. Любая замена базовых масел или других компонентов требует в обязательном порядке дополнительных процедур проверки качества масла. Такая проверка регламентируется соответствующими документами — в Европе "Сводом правил ATIEL" (The ATIEL Code of Practice) и "Сводом правил АТС" (АТС Code of Practice), а в Америке — API системой лицензирования и сертификации моторных масел" (API Engine Oil Licensing and Certification System )и "Сводом пра­вил СМА" (СМЛ Code of Practice). Маслосмесительные фирмы стараются получить сертификаты качества ISO . Знак полученного сертификата наносится на упаковку продукции, как доказательство высокого качества производства и контроля выпускаемой продукции.

— придать маслу новые свойства (образование на трущихся поверхностях деталей хемосорбционной сульфидной или фосфидной пленки, предотвращающей износ);

— улучшить имеющиеся свойства масла (уменьшить вязкостно-температурную зависимость, понизить температуру застывания);

— замедлить или остановить нежелательные процессы, происходящие при эксплуатации масла, (замедлить окисление, образования шлама, коррозию металла).

Эффективность действия присадок обуславливается их химическими свойствами и концентрацией в смазочных материалах, а также приемистостью последних к добавкам, т.к. некоторые присадки более активны для одних базовых масел, чем для других.

— хорошо растворяться в масле;

— обладать малой летучестью и не испаряться из масла при хранении и эксплуатации в широком диапазоне температур;

— не вымываться водой и не подвергаться гидролизу;

— не взаимодействовать с контактирующими поверхностями материалов;

— сохранять свои функции в присутствии иных добавок и не оказывать на них депрессивного действия.

На практике присадки классифицируются по функциональному действию.По главному назначению (определяющему свойству) присадки условно объединяют в несколько групп:— вязкостные присадки, которые улучшают индекс вязкости и другие свойства (модификаторы индекса вязкости, депрессанты);— присадки, улучшающие смазочные свойства (модификаторы трения, антифрикционные, фрикционные, противоизносные, противозадирные, повышающие липкость, антипиттинговые, металлоплакирующие и др.);— антиокислительные присадки, уменьшающие расход масла и увеличивающие ресурс работы масла (антиоксиданты);— антикоррозионные присадки (ингибиторы коррозии);— моющие присадки (детергенты);— другие присадки (противопенные и др.)

Большинство современных присадок являются многофункциональными, т.е. обладают несколькими полезными свойствами, например, моющие присадки одновременно являются и антикоррозионными. Соотношение действия комплексных свойств регулируется химической структурой присадки.