Verschleißschutzadditive: Haupttypen, Wirkungsmechanismus und Verwendung in Schmierstoffen
05.11.2026
Beim Betrieb von Schmierstoffen sind Reibflächen Belastungen, Temperaturen und Relativbewegungen ausgesetzt. Wenn der Ölfilm die beiden Metalloberflächen nicht vollständig trennt, kann es zu einer Berührung ihrer Mikrounregelmäßigkeiten kommen. Dies führt zu erhöhter Reibung, Verschleiß und im schlimmsten Fall zu Schäden an Anlagenteilen.
Anti-Verschleiß-Additive- wichtige Funktionsbestandteile von Schmierstoffformulierungen. Sie sind in erster Linie für den Betrieb unter Grenz- und Mischschmierbedingungen konzipiert. Die Bildung eines Schutzfilms auf Metalloberflächen trägt dazu bei, den direkten Kontakt zwischen ihnen zu reduzieren und den Verschleiß von Teilen zu verringern. Verschiedene chemische Arten von Verschleißschutzadditiven unterscheiden sich im Reaktionsmechanismus und den Eigenschaften der Schutzschichtbildung. Daher müssen bei der Auswahl die Eigenschaften des Grundöls, die Betriebsbedingungen der Ausrüstung und die Formulierungsanforderungen berücksichtigt werden.
Der Artikel bespricht die wichtigsten Arten von Verschleißschutzadditiven, ihre Wirkungsmechanismen sowie die Unterschiede zwischen Verschleißschutz- und Hochdruckadditiven. Dies wird dazu beitragen, ihre Rolle in Industrieschmierstoffen besser zu verstehen.
1. Was sind Anti-Verschleiß-Additive?
Anti-Verschleiß-Additivesind Funktionsbestandteile von Schmierstoffen, die den Verschleiß von Reibflächen reduzieren sollen. Sie arbeiten am aktivsten unter Bedingungen der Grenz- und Gemischschmierung.
Im vollhydrodynamischen Modus bildet sich zwischen den Reibflächen ein kontinuierlicher Ölfilm, der den direkten Kontakt von Metallen verhindert. Beim Starten und Stoppen von Geräten, bei niedrigen Drehzahlen, hohen Belastungen oder unzureichender Schmierstoffversorgung kann es jedoch zu einer Verringerung der Filmdicke kommen. In bestimmten Zonen kommt es zu Kontakten zwischen Mikrorauheiten von Metalloberflächen.
Unter solchen Bedingungen sind Anti-Verschleiß-Additive in der Lage, durch physikalische Adsorption oder chemische Reaktion einen schützenden Grenzfilm auf dem Metall zu bilden. Dies reduziert die direkte Wechselwirkung der Mikrorauheit und trägt zur Reduzierung von Reibung und Verschleiß bei.
GrundfunktionenAnti-Verschleiß-Additive:
- Reduzierter Verschleiß an Metalloberflächen.Die Bildung eines Schutzfilms im Kontaktbereich verringert die Wahrscheinlichkeit einer direkten Wechselwirkung zwischen Metalloberflächen.
- Verbesserte Grenzschmierung.Ein zusätzlicher Schutz bleibt auch dann erhalten, wenn der Ölfilm die Reibflächen nicht vollständig trennt.
- Reduzierte Reibungsverluste.Einige Komponenten verbessern die Schereigenschaften an der Grenzfläche.
- Erhöhte Lebensdauer der Geräte.Die Reduzierung des Verschleißes kritischer Teile trägt dazu bei, den stabilen Betrieb der Mechanismen aufrechtzuerhalten.
Gleichzeitig ersetzen Verschleißschutzadditive nicht den durch das Grundöl gebildeten Ölfilm. Ihre Wirksamkeit hängt von der chemischen Struktur der Komponenten, der Zusammensetzung der Formulierung und den Betriebsbedingungen der Ausrüstung ab.
2. Wirkmechanismus Verschleißschutzadditive
Die Hauptwirkungsmechanismen sind die Bildung eines Adsorptionsfilms und die Bildung einer Schutzschicht infolge einer chemischen Reaktion.
2.1. Bildung eines Adsorptionsfilms
Einige polare organische Verbindungen enthalten funktionelle Gruppen, die mit Metalloberflächen interagieren können. Wenn Schmiermittel in die Reibungszone gelangt, werden diese Moleküle am Metall adsorbiert und bilden eine Grenzschicht mit bestimmten Schmiereigenschaften.
Zu dieser Gruppe von Verbindungen gehören:
- Fettsäuren und ihre Derivate;
- Alkohole;
- Ester;
- andere organische Verbindungen mit polaren funktionellen Gruppen.
In der Regel interagiert der polare Teil des Moleküls mit der Metalloberfläche und der unpolare Teil ist zum Schmierstoff oder benachbarten Molekülen ausgerichtet. Die resultierende Adsorptionsschicht verändert die Kontakteigenschaften und trägt zur Reduzierung von Reibung und Oberflächenverschleiß bei.
2.2. Bildung eines Schutzfilms durch eine chemische Reaktion
Einige Verschleißschutzadditive reagieren unter dem Einfluss von Temperatur, Druck und Reibung chemisch mit der Metalloberfläche bzw. deren Oxidschicht. Dadurch entsteht ein schützender Reaktionsfilm.
Solche Filme können Phosphate, Sulfide und andere anorganische Reaktionsprodukte enthalten. Sie sind in der Lage, bei Reibung einer gewissen Scherwirkung standzuhalten, wodurch der direkte Kontakt von Metalloberflächen verringert wird.
Typische Vertreter dieser Gruppe sind:
- organische Phosphorverbindungen;
- organische Schwefelverbindungen;
- organische Molybdänverbindungen;
- Zinkdialkyldithiophosphat (ZDDP).
Schutzfolien aus verschiedenen Komponenten unterscheiden sich in Dicke, chemischer Zusammensetzung, thermischer Stabilität und Belastbarkeit. Daher reicht es nicht aus, die Verschleißschutzeigenschaften nur anhand des Namens des Additivs zu beurteilen.
3. Haupttypen von Verschleißschutzadditiven und ihre Eigenschaften
3.1. Sauerstoffhaltige organische Verbindungen
Zu dieser Gruppe gehören Fettsäuren, Alkohole und Ester. Aufgrund der Anwesenheit polarer Gruppen können solche Verbindungen auf einer Metalloberfläche adsorbieren und einen Grenzschmierfilm bilden.
Einige Carbonsäuren können mit Metall unter Bildung von Metallseifen reagieren. Unter bestimmten Bedingungen verbessern solche Oberflächenschichten die Schmierfähigkeit des Kontakts und tragen dazu bei, Reibung und Verschleiß zu reduzieren.
Ihre Wirksamkeit hängt von der Länge der Molekülkette, der Art der polaren Gruppe, den Eigenschaften der Metalloberfläche und der Betriebstemperatur ab.
3.2. Organische Phosphorverbindungen
Organische Phosphorverbindungen werden häufig als funktionelle Bestandteile von Anti-Verschleiß-Formulierungen verwendet. Einige Phosphatester sind in der Lage, mit einer Metalloberfläche zu reagieren und einen phosphorhaltigen Schutzfilm zu bilden.
Abhängig von der chemischen Struktur der Verbindung und den Reaktionsbedingungen kann die Zusammensetzung eines solchen Films Eisenphosphate und andere phosphorhaltige Produkte enthalten. Seine Dicke, Struktur und mechanischen Eigenschaften hängen von der Zusammensetzung des Additivs, der Temperatur, der Oberflächenbeschaffenheit und den Schmierbedingungen ab.
Die Hauptfunktionen organischer Phosphorverbindungen:
- Bildung eines reaktiven Schutzfilms auf einer Metalloberfläche;
- Verbesserung der Verschleißschutzeigenschaften unter Grenzschmierbedingungen;
- kombinierter Einsatz mit anderen Komponenten zur Erzielung der erforderlichen Schmierstoffeigenschaften.
Einige Phosphatester können auch Korrosionsschutz- oder andere zusätzliche Eigenschaften haben. Die konkrete Wirkung wird jedoch durch die chemische Struktur des Stoffes und die Testergebnisse der fertigen Formulierung bestimmt.
3.3. Organische Molybdänverbindungen
Organische Molybdänverbindungen sind für Schmierstoffformulierungen von Interesse, die eine Kombination aus Verschleißschutzeigenschaften und Reibungsreduzierung erfordern.
Zu den bekanntesten Vertretern zählen:
- MoDTC— Molybdändithiocarbamat;
- MoDTP— Molybdändithiophosphat.
Unter geeigneten Temperaturbedingungen und Reibung sind einige organische Molybdänverbindungen in der Lage, auf der Reibfläche Molybdändisulfid (MoS₂) und andere molybdänhaltige Reaktionsprodukte zu bilden.
MoS₂ hat eine geringe Scherfestigkeit, was das Gleiten der Kontaktflächen verbessert. Daher werden solche Komponenten in Formulierungen verwendet, bei denen es wichtig ist, den Reibungskoeffizienten zu reduzieren.
Organische Molybdänverbindungen können auch mit ZDDP und anderen Formulierungskomponenten interagieren. Diese Wechselwirkung beeinflusst den Prozess der Bildung des Reaktionsfilms und seine endgültigen Eigenschaften. Das Ergebnis hängt von der Zusammensetzung des Schmierstoffs und den Betriebsbedingungen ab.
3.4. Zinkdialkyldithiophosphat (ZDDP)
ZDDP ist eines der am weitesten verbreiteten multifunktionalen Schmiermitteladditive. Es hat sowohl verschleißhemmende als auch antioxidative Eigenschaften und ist ein wichtiger Bestandteil vieler Motoröle.
In der Kontaktzone von Reibflächen geht ZDDP thermische oder tribochemische Reaktionen ein, wodurch sich auf dem Metall ein Schutzfilm aus Phosphor, Schwefel und Zink bildet. Dieser Film hat eine komplexe glasartige Struktur und eine gewisse Dicke, wodurch er die Metalloberfläche bei Reibung schützt.
Die verschleißhemmende Wirksamkeit von ZDDP wird maßgeblich durch die Struktur der Alkylgruppen bestimmt. Entscheidend ist die Art der Alkylgruppe – primär oder sekundär –, die Länge der Kohlenstoffkette und der Grad ihrer Verzweigung. Additive mit unterschiedlicher Struktur können sich in Reaktivität, Filmbildungsrate und thermischer Stabilität unterscheiden.
Bei der Entwicklung von Formulierungen müssen nicht nur die verschleißhemmenden und antioxidativen Eigenschaften von ZDDP berücksichtigt werden, sondern auch die Kompatibilität mit anderen Komponenten sowie Einschränkungen des Phosphorgehalts, die mit den Anforderungen an Abgasnachbehandlungssysteme von Motoren verbunden sind.
4. Wie unterscheiden sich Verschleißschutzadditive von Hochdruckadditiven?
Verschleißschutzadditive und Hochdruckadditive (EP-Additive) können Schutzschichten auf Reibflächen bilden und so das Risiko einer Beschädigung von Teilen verringern. Ihre Hauptaufgaben und typischen Einsatzbedingungen unterscheiden sich jedoch.
Anti-Verschleiß-AdditiveIn erster Linie zur Reduzierung des Verschleißes bei mäßiger Belastung, unter Rand- und Mischschmierungsbedingungen konzipiert.
EP-AdditiveSie werden vor allem bei hohen Belastungen und erheblichen Kontaktbeanspruchungen eingesetzt. In Bereichen intensiven Kontakts gehen sie unter Einfluss von Temperatur und Druck chemische Reaktionen mit der Oberfläche ein und bilden Schutzschichten. Dies trägt dazu bei, das Risiko übermäßiger Abnutzung, Abrieb und Festfressen von Metalloberflächen zu verringern.
Die wesentlichen Unterschiede sind in der Tabelle dargestellt:
| Kriterium | Anti-Verschleiß-Additive | Hochdruckadditive |
| Hauptfunktion | Reduzierter Verschleiß der Reibflächen | Schutz vor hohen Belastungen und Kontaktbeanspruchungen |
| Typische Betriebsbedingungen | Grenz- und Gemischschmierung | Hohe Belastungen und Kontaktbeanspruchungen |
| Wirkmechanismus | Adsorptions- oder Reaktionsfilmbildung | Vorwiegend chemische Bildung eines Schutzfilms |
| Hauptaufgabe | Reduzierter Oberflächenverschleiß | Verhindert starken Verschleiß, Abrieb und Festfressen |
| Typische Anwendungen | Motorenöle, Hydraulik- und Umlauföle | Industriegetriebeöle, Metallbearbeitungsflüssigkeiten |
Es ist zu beachten, dass der Wirkungsbereich dieser beiden Gruppen nicht völlig isoliert ist. Einige chemische Verbindungen können gleichzeitig Verschleißschutz- und Hochdruckeigenschaften aufweisen. Ihre Wirksamkeit wird durch ihre chemische Struktur, die Konzentration in der Formulierung und die tatsächlichen Betriebsbedingungen bestimmt. Daher können die Unterschiede zwischen ihnen nicht allein auf die Aktivierungstemperatur reduziert werden.
5. Hauptanwendungen Verschleißschutzadditive
Verschleißschutzadditive werden in verschiedenen Schmiermitteln verwendet, bei denen es wichtig ist, den Verschleiß der Reibflächen zu kontrollieren.
5.1. Motorenöle
Ein Verbrennungsmotor enthält viele Metallteile, die unter Bedingungen relativer Bewegung arbeiten. Beim Anfahren, Herunterfahren und Betrieb unter hoher Last können sich einzelne Reibzonen im Grenz- oder Mischschmierbetrieb befinden.
Anti-Verschleiß-Additive schützen Teile wie Nockenwellen, Ventilstößel und andere kritische Komponenten und verringern so das Verschleißrisiko. ZDDP ist einer der häufigsten Funktionsbestandteile von Anti-Verschleiß-Motorölformulierungen.
5.2. Hydrauliköle
In hydraulischen Systemen benötigen Pumpen, Ventile und andere bewegliche Teile eine zuverlässige Schmierung. Anti-Verschleiß-Additive tragen dazu bei, den Verschleiß der Reibflächen zu reduzieren und den stabilen Betrieb hydraulischer Geräte unter entsprechenden Belastungen aufrechtzuerhalten.
5.3. Industriegetriebeöle
Beim Eingriff von Zahnrädern können die Kontaktflächen erheblichen Belastungen und Kontaktspannungen ausgesetzt sein. Abhängig von der Getriebekonstruktion und den Betriebsbedingungen müssen bei der Entwicklung einer Formulierung sowohl die Verschleißschutz- als auch die Hochdruckeigenschaften des Öls berücksichtigt werden. Dies trägt dazu bei, das Risiko einer Beschädigung der Arbeitsflächen der Zähne zu verringern.
5.4. Fette
Fette werden häufig in Lagern, Bergbauausrüstung und verschiedenen Industriemaschinen verwendet. Je nach Belastung, Geschwindigkeit und Betriebsbedingungen können der Rezeptur Komponenten mit Anti-Verschleiß- oder Extreme-Pressure-Eigenschaften zugesetzt werden.
6. Wie wählt man geeignete Anti-Verschleiß-Additive aus?
Bei der Auswahl von Anti-Verschleiß-Additiven reicht es nicht aus, sich nur auf einen Indikator für die Anti-Verschleiß-Wirksamkeit zu konzentrieren. Dabei sind auch die Eigenschaften des Grundöls, die Verträglichkeit mit anderen Komponenten und die tatsächlichen Betriebsbedingungen der Anlage zu berücksichtigen.
Hauptauswahlkriterien:
1. Art des Schmiermittels
Die Anforderungen an die Verschleißschutzeigenschaften variieren je nach Verwendungszweck des Produkts. Beispielsweise arbeiten Motoröle, Hydrauliköle und Industriegetriebeöle bei unterschiedlichen Temperaturen und Belastungen und haben unterschiedliche Formulierungssysteme. Daher muss die Additivzusammensetzung auf den jeweiligen Schmierstofftyp abgestimmt sein.
2. Chemische Struktur und Reaktivität
Verschiedene Verschleißschutzadditive unterscheiden sich in ihrer Adsorptionsfähigkeit, dem Mechanismus der Schutzfilmbildung und ihrer Reaktivität. Bei der Auswahl müssen die erforderlichen Eigenschaften des Endprodukts und seine Betriebsbedingungen berücksichtigt werden.
3. Kompatibel mit Grundöl und anderen Komponenten
Das Additiv muss eine gute Verträglichkeit mit dem Grundöl und anderen Funktionskomponenten aufweisen. Besonders wichtig ist es, die Wechselwirkungen von Stoffen in Additivpaketen zu bewerten, da es zu konkurrierender Adsorption, gegenseitiger Beeinflussung chemischer Reaktionen oder zur Sedimentbildung zwischen einzelnen Komponenten kommen kann.
4. Prüfung und Bestätigung der Eigenschaften
Die endgültige Auswahl sollte auf den Testergebnissen der fertigen Formulierung basieren. Je nach Verwendungszweck des Produkts werden Verschleißfestigkeit, Reibungseigenschaften, Oxidationsstabilität, Korrosionseigenschaften und andere Indikatoren bewertet.
Beispielsweise werden Vierkugeltests verwendet, um die Verschleißschutz- und Hochdruckeigenschaften von Schmierstoffen zu bewerten. Das konkrete Prüfverfahren richtet sich nach der Art des Produkts und den geltenden Normen.
7. Hauptrichtungen der Entwicklung von Anti-Verschleiß-Additiven
Mit der Weiterentwicklung von Industrieanlagen und steigenden Anforderungen an deren Effizienz, Lebensdauer und Energieverbrauch steigen auch die Anforderungen an die Verschleißschutzleistung, die Reibungskontrolle und die Betriebsstabilität von Schmierstoffen.
Bei der Entwicklung und Anwendung von Anti-Verschleiß-Additiven wird künftig besonderes Augenmerk auf folgende Bereiche gelegt:
- Multifunktionalität.Entwicklung chemischer Strukturen, die die Kombination von Verschleiß-, Reibungs- und Antioxidationseigenschaften ermöglichen.
- Synergie der Komponenten.Optimierung der Verträglichkeit von Verschleißschutzadditiven mit Detergenzien, Dispergiermitteln, Antioxidantien und anderen Funktionskomponenten.
- Phosphorreduktion und Umweltanpassung.Entwicklung von Rezepturen unter Berücksichtigung der Anforderungen an spezifische Geräte und Umweltauflagen.
- Stabilität der Eigenschaften.Erhöhtes Augenmerk auf die Fähigkeit zur Bildung eines Schutzfilms, die thermische Stabilität und die Kompatibilität der Komponenten im Langzeitbetrieb.
Die praktische Wirksamkeit von Verschleißschutzadditiven hängt nicht nur von den Eigenschaften der einzelnen Komponente ab, sondern auch von der Qualität des Grundöls, der Entwicklung einer umfassenden Formulierung und der Kontrolle des Produktionsprozesses.
8. Entwicklung und Produktion von Additiven für Schmierstoffe
Lansheng (Jinzhou) Chemistry LLC wurde im April 2018 gegründet. Das Unternehmen ist auf die Entwicklung, Produktion und den Vertrieb von Schmierstoffadditiven spezialisiert und liefert Produkte an Schmierstoffhersteller in China und im Ausland.
Die Produktionsfläche des Unternehmens umfasst rund 46.667 m². Das Unternehmen verfügt über 5 Produktionslinien und eine jährliche Produktionskapazität von rund 60.000 Tonnen. Das technische Team besteht aus 9 F&E-Spezialisten und 12 ingenieurtechnischen Spezialisten. Das Unternehmen entwickelt weiterhin Produktlösungen und technische Fähigkeiten im Bereich Schmierstoffadditive.
Das Sortiment umfasst Waschmittelzusätze, aschefreie Dispergiermittel, Additivpakete und andere Funktionskomponenten. Ein geschlossenes Produktionsmanagementsystem und eine intelligente Prozesssteuerung ermöglichen uns ein besonderes Augenmerk auf Produktqualität, Chargenkonsistenz und Kundenanforderungen beim Einsatz von Additiven.
Für Schmierstoffhersteller ist es bei der Auswahl der Komponenten wichtig, nicht nur einzelne Leistungsindikatoren, sondern auch die Verträglichkeit mit dem Grundöl, Wechselwirkungen innerhalb der Formulierung, Produktstabilität und Bedingungen für die weitere Verwendung zu berücksichtigen.
Wenn Sie eine neue Formulierung entwickeln oder bestehende Schmierstoffe verbessern, kontaktieren Sie uns, um Produktanforderungen und mögliche Anwendungen zu besprechen.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
1. Was ist die Hauptfunktion von Anti-Verschleiß-Additiven?
Die Hauptaufgabe von Verschleißschutzadditiven ist die Bildung eines Adsorptions- oder Reaktionsfilms auf Metalloberflächen. Dadurch wird der direkte Kontakt zwischen ihnen reduziert und der Verschleiß unter Rand- und Mischschmierungsbedingungen verringert.
2. Gehört ZDDP zu den Verschleißschutzadditiven?
Ja. ZDDP ist ein gängiger multifunktionaler Schmierstoffzusatz mit verschleißhemmenden und antioxidativen Eigenschaften. Es wird häufig verwendet, insbesondere in Motorölformulierungen.
3. Können Verschleißschutzadditive und Hochdruckadditive gleichzeitig verwendet werden?
Ja. In einigen Formulierungen werden diese Komponenten zusammen verwendet. Dabei müssen die Betriebsbedingungen der Anlage, die Art des Schmiermittels und die Kompatibilität der einzelnen Komponenten berücksichtigt werden.
4. Wie die Wirksamkeit beurteilt wirdAnti-Verschleiß-Additive?
Zur Bewertung werden geeignete Reibungs- und Verschleißprüfverfahren unter Berücksichtigung des Verwendungszwecks des fertigen Schmierstoffs eingesetzt. Beispielsweise können Tests an einer Vierballmaschine sowie zusätzliche Tests unter Berücksichtigung tatsächlicher Betriebsbedingungen zum Einsatz kommen.
