Gerne habe ich einen Text von Dr. Ewan Delbridge, Global Manager, Consumer Engine Lubricants bei der Lubrizol und von Ian Bell, R&D Director bei Afton Chemical und Dr. Maureen Hunter, Technical Service Manager für King Industries und Dr. Annette Loos Applikationstechnologin für ZDDPs bei der LANXESS und Dr. Eugene Scanlon, Technical Marketing Manager, Performance Components für BASF und Dr. Neil Canter Chemical Solutions zusammengetragen. Ich denke das reicht als Quellenangabe.
ZDDPs zersetzen sich unter Hochtemperatur- und Hochdruckbedingungen zu einem Tribofilm beim Motorlauf.
Dies ist ein hochkomplexer Weg, und der resultierende Tribofilm wird durch die Art und Menge anderer vorhandener Additive bzw. Wirkstoffe sowohl positiv aber auch negativ beeinflusst. Die Zersetzungsbereitschaft eines ZDDP und die Eigenschaften des Tribofilms können somit durch die chemische Struktur der anderen Stoffe gefordert oder behindert werden.
Dabei ist ZDDP nicht gleich ZDDP, hier gibt es unterschiede.
Normalerweise zersetzt sich ZDDP durch Hitze, Druck und Reibung und bildet einen Phosphatfilm auf der Metalloberfläche.
ZDDP als Antioxidans enthalten entweder zweiwertigen oder vierwertigen Schwefel oder dreiwertigen Phosphor, der das Hydroperoxid reduziert.
Bei Motorenöl verwendete ZDDP-haltige Additivpakete werden formuliert, indem so viele positive Kombinationen wie möglich verwendet werden, indem Inkompatibilitäten zwischen bestimmten Additiven vermieden werden. Dies kann eine Herausforderung sein, da moderne Ölformulierungen oft eine Kombination aus 10 oder mehr Rohstoffen sind. Empirisches Wissen über synergistische Wechselwirkungen ist der Schlüssel zur Erstellung stabiler und funktionierender Pakete. Auf gut Glück irgendwelche Öle/Additive mischen, ist im Prinzip wie würfeln. Man kann Glück haben und bekommt die höchste Punktzahl, oder eben Pech haben und benutzt die besten Würfel und bekommt eben die niedrigste Punktzahl.
Kalzium- und Magnesiumkationen, die im Motorenöl oft als Dispergentien und Detergentien verwendet werden, können in die ZDDP-abgeleitete Oberflächenschicht eingebaut werden, was sich auf die Reibung dieses Films auswirkt. Es hat sich herausgestellt, dass Magnesium schädlicher ist als Kalzium.
Ein anderes Beispiel sind schwefelhaltige Additive und Ester-basierende Öle. Das richtige Verhältnis ist wichtig, da diese Stoffe um die Metalloberfläche konkurrieren. Wenn die Konzentration eines ZDDP in einer bestimmten Formulierung zu hoch ist, kann die Wirksamkeit von EP-Additiven aufgrund der Konkurrenz auf der Metalloberfläche verringert werden. Dies fordert die Chemiker der Ölproduzenten, einen Balanceakt zu kreieren, um das richtige Verhältnis von ZDDP zu EP Additiven zu finden. ZDDPs können mit bestimmten Additiven negativ reagieren und Zinksalze bilden, welche zu Schlammbildung beitragen können. Die Schmierstoffstabilität in ZDDP-haltigen Formulierungen ist nur so lange gegeben, wie das Öl basisch bleibt, da ZDDPs unter sauren Bedingungen instabil werden.
Da klassische ZDDPs sogenannte Aschebildner sind und dann Abgasnachbehandlungssysteme negativ beeinflussen können, wurden metallorganische Derivate hergestellt, die Molybdän, Titan und Wolfram enthalten. Wird nur die AW-Leistung berücksichtigt, gibt es phosphorhaltige AW-Additive, die in niedrigeren Dosierungen als ZDDPs verwendet werden können, um das gleiche Leistungsniveau wie die klassischen ZDDPs zu erreichen.
Kombiniert man wahllos Additivpakete/Wirkstoffe können Komplexe gebildet werden. Das Ergebnis ist, dass der daraus entstandene Komplex physisch im Filter eingeschlossen werden kann, was zu Filtrationsproblemen und additivischer Erschöpfung führen kann.
