关于添加剂的未来预测

添加剂公司在提高燃料经济性和达成排放目标等方面发挥了关键作用，反之，燃料经济性和排放目标也同样决定着添加剂的发展方向。

曲轴箱发动机对润滑油的新要求将推动配方的变化：一部分用在添加剂中的组合元素类型需求会增加，一部分在较长时期内将会下降。因此，对添加剂公司和原料供应者来说，了解市场动态对未来规划的研发和投资生产工作十分重要。

未来十年，内燃机的润滑油配方将受到环境法规的影响，特别是受到燃油经济性和排放目标的限制。新法规的颁布是为了减少二氧化碳、硫、氮氧化物和大气颗粒的排放，从而改善空气质量。行业机构和原始设备制造商为满足新的法规要求不断改进车辆硬件以遵循新的规定，进而改进润滑油配方，为最新的乘用车、摩托车、船用和重型柴油发动机提供支撑。

Philip Collier 是韩国化学公司松原产业集团（Song-won Industrial Group）的销售和业务发展经理，他告诉记者：“增加机油更换周期、提高运行温度、缩小油底壳和发动机容量是未来的主要发展趋势，所有的这些都会增加润滑油的氧化压力。”

一些润滑油化学品限制条例旨在通过控制硫酸盐灰分、磷和硫（SAPS）的含量来保护排放控制系统。因此，推出更轻粘度等级的产品有助于提高燃油的经济性。然而，这给配方师确保润滑油的耐用性带来了挑战。

“未来的化学法规也很重要，”添加剂制造商雅富顿化学公司（Afton Chemical）的技术总监Alisdair Brown表示，“现在主要针对四丙烯基苯酚，但未来可能会影响其他含有钼、硼或锌的材料。”到2020年，船用润滑油将需要适应对船用燃料规范中硫含量更严格的限制。润滑油配方的变化将导致添加剂技术的改变。

无灰的转变

无灰分散剂主要用于客车，摩托车和重型汽车柴油曲轴箱油。它们有助于防止污泥、清漆和其他沉淀物在表面形成，还能控制燃烧过程中形成的烟灰，阻止其粘度的增加。松原产业集团便是看中了无灰分散剂的好处将其混入曲轴箱油中。

分散剂占汽车润滑油添加剂的30%到60%，是其中的主要成分。随着润滑油为了提高燃油经济性而降低粘度，聚合物基分散剂的厚度问题将更加突出。

来自Sangamon资讯公司的Rolfe Hartley说：“目前的趋势是通过降低原油粘度来实现燃油经济性最大化。使用较厚的分散剂会让润滑油配方变复杂，使其在燃油经济性粘度等级中获得低温的性能。这将促使配方设计师使用更轻的基础油，从而生产出更高挥发性的润滑油。”

尽管分散剂的处理率可能受到密封兼容性测试的限制，但不会有化学限制，它们仍是未来配方的关键组成部分，预计需求将会保持稳定或增长。为了配方日后的改进，“需要一种粘度较低的柴油烟灰分散剂，以促进燃料经济性等级配方的生成。这将大大降低处理率、包装粘度，并将大大提高成品油配方的灵活性，”Hartley说。

金属洗涤剂

大多数金属清净剂以钙或镁为基础，附着在通常为磺酸盐、酚盐或水杨酸羧酸盐的油溶性有机皂上。高碱性清净剂具有碱性核、中和酸性燃烧和氧化的副产物。洗涤剂的主要功能是控制发动机中的沉积物并减少腐蚀和生锈，它还具有抑制氧化的好处。

船用发动机油是高碱性金属洗涤剂最大的市场。国际海事组织(International Maritime Organization)颁布的《2020年海洋燃料条例》(2020 marine fuel regulation) 对行业产生了重大影响，条例要求从2020年1月1日起，将公海海洋燃料的含硫量上限从3.5%降低到0.5%，目的是减少船舶，尤其是硫氧化物的空气污染物。这一变化将会使硫氧化物中需要被中和的酸减少，从而导致高碱性洗涤剂需求量变小。例如，在新规出台之前，壳牌海运公司已经推出了一款碱值数较低的新产品。另一方面，新燃料的供应仍然存在不确定性，较高的碱值配方仍被大众认可。

对于乘用车润滑油，Hartley指出，“为了应对不断增加的燃油经济性的挑战，可添加钙到洗涤剂当中。”然而，最新的乘用车汽油规格(2018年推出的API SN Plus，还有计划于2020年推出的ILSAC GF-6)提出一系列的测试旨在保护新汽油直喷发动机免受低速预点火，将会限制钙的水平，并且有利于向镁基洗涤剂的方向转变。

欧洲汽车制造商协会（ACEA）条例限制了润滑油中允许的最高硫酸盐灰分水平，以防止尾气过滤器堵塞。镁可以提供每单位硫酸化灰分更高的总碱值，因此在总碱值较高的应用中往往更受青睐。由于钙和镁都是润滑剂中灰分的主要来源，通常会通过提高它们的处理率来限制洗涤剂需求的增长。

锌的支撑

二烷基二硫代磷酸锌（ZDDP）几十年来一直是汽车发动机油的主要成分，具有良好的经济效益和抗氧化性能。 ZDDP可以使润滑油具备低硫，低磷，低硫酸盐灰分（SAPS）的特性。

Andrew Ogley是总部位于英国的燃料和润滑油添加剂公司SBZ的首席化学家，他告诉记者：“对ZDDP的需求保持稳定，不过未来可能会下降。ZDDP有许多积极的性能属性，但现在它遇到了许多限制，因为许多行业和原始设备制造商（OEM/originalequipmentmanufacturer）为了保护昂贵的排放系统，制定了许多化学限制条例。因此，可以用非常低水平的ZDDP来配置，例如满足ACEA C1质量的乘用车发动机油的最高磷含量为一百万分之五百。”

由于处理ZDDP的化学限制比较高，但油的热和氧化压力比较大，补充抗氧化剂和抗磨成分为配方设计师提高配方的质量水平提供了方法。

松原产业集团的润滑剂技术经理Jun Dong告诉记者：“我们当然希望在这些因素的推动下，抗氧化剂的需求会进一步增加。我们相信，对于某些应用，协同组合可以提供更多的性能，例如酚醛胺。 然而，我们需要对抗氧化剂进行创新。”

“目前许多原始设备制造商青睐大量的氧化测试，这无疑正推动着抗氧化水平的上升。配方设计师必须能够利用抗氧化成分之间存在的协同作用。”Ogley赞同道。

Brown则表示，最新的沃尔沃T-13氧化测试也为重型柴油润滑剂带来了更高的抗氧化要求。尽管在不添加硫或磷的情况下，也很难创造新的化学成分,不过化学方面的限制也推动了补充抗磨部件的发展。目前含硼化合物已经被广泛测试，但其对水的敏感性一直是一个问题。

Ogley说：“其他可以替代ZDDP的辅助抗磨部件非常昂贵，而且效率不高。随着粘度等级的降低，这一领域的开发工作仍需继续。”

缓解摩擦

摩擦改进剂作为一种降低金属间摩擦的材料，在不断提高燃油经济性的过程中将会发挥越来越大的作用，但这种作用受到了某些化学缺陷的限制。

历史上，已经使用了成本有效的基于有机物的产品，例如甘油单油酸酯。“在保持耐久性的同时提高燃油经济性显然是一个挑战。试驾周期向‘真实世界’测量方向的变化也可能对配方需求产生影响，”Brown说。

研究人员的目标是寻找其他材料，包括那些具有更大减摩力度的材料。事实证明，很难取得突破，而其他良好的减摩材料已经被发现。同时，密封兼容性和减少沉积物也一直是个难题。

此外，钼化合物得到了广泛的应用，并受到许多日本原始设备制造商的青睐。它们是有效的摩擦调节剂和抗氧化剂。但是，它们含有硫，所以处理率会受到化学限制并且还可能有其他(如腐蚀)不利因素的限制。

纺纱机与失败者

对曲轴箱添加剂的绝对需求保持着引导市场动态的功能，多数分析师预计亚洲(尤其是中国)的需求将保持增长，而欧洲和北美的需求将保持不变。新配方以不同的速度引入，不过以往的技术仍会被需要。

随着发动机热负荷的增加和化学限制对现有ZDDP技术处理率的约束，补充抗氧化剂的需求在未来可能会增加。摩擦改进剂的发展也面临着寻找具有更长的燃油经济耐久性的新材料的挑战。

预计分散剂的需求将保持稳定。但挑战在于如何创造出具有改进配方粘度的产品，以支持燃油经济性效益。由于配方的碱度和硫酸盐灰分有趋于降低的趋势，预计2020年后金属高碱性清净剂的需求将会减少，并且，乘用车配方中镁的含量会更高，钙会更低。

因此，新配方的创新始终很重要，在未来几年行业内的化学家和工程师将会继续面临着挑战。