2016-07-27 15:19 來源: 作者:
機械設(shè)備工業(yè)的迅速發(fā)展,對潤滑油脂也提出了更高的要求。上世紀單一金屬的復(fù)合皂基潤滑脂,如復(fù)合鈣、復(fù)合鋁、復(fù)合鋰基潤滑脂以其優(yōu)良的高溫性能,在高溫設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用。但是這些單一金屬的復(fù)合皂基潤滑脂各有優(yōu)缺點?;旌辖饘僮阑玟?耗基脂、銷-鈉基脂等,通??梢詮浹a相應(yīng)的單一皂基脂的某些性能上的缺陷,加上我國設(shè)備及工藝條件的成熟,正在成為我國目前潤滑脂行業(yè)內(nèi)的新寵。為了滿足潤滑脂長壽命、低污染發(fā)展的需要,有必要研制混合金屬皂基脂,使其兼有單一金屬復(fù)合皂基潤滑脂的一些優(yōu)點,又能克服單一金屬復(fù)合皂基潤滑脂的某些缺點。
羥基硬脂酸同癸二酸、冰乙酸相復(fù)配,在適當條件下可以制備使用性能優(yōu)異的復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂。本文試圖探討羥基硬脂酸同癸二酸、冰乙酸復(fù)配效果,從而為形成多元潤滑脂產(chǎn)品提供更多的研究出路。
1復(fù)合鋰基潤滑脂、復(fù)合鈣基潤滑脂與復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂性能特點復(fù)合鋰基潤滑脂是采用鋰皂與低分子酸鋰通過共晶而形成的固-液分散體系,復(fù)合鈣基潤滑脂是采用鈣皂與低分子酸鈣通過共晶而形成的固-液分散體系,復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂采用鋰皂、鈣皂作為稠化劑與低分子鋰鹽(鈣鹽)共晶而形成一種復(fù)雜的固-液分散體系。復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂由于采用了鋰鈣混合皂,可以改善鋰基潤滑脂的抗水性和極壓抗磨性,同時提高了鈣基潤滑脂的滴點。三種潤滑脂的性能特點比較見表1.表1復(fù)合鋰基潤滑脂、復(fù)合鈣基潤滑脂與復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂性能特點潤滑脂特點復(fù)合鋰基潤滑脂滴點一般大于260,高溫不流失;抗氧化能力強;具有較長軸承使用壽命;良好的抗微動磨損性能。
復(fù)合鈣基潤滑脂一般滴點大于250;良好的極壓性能;良好的抗淋水性;高溫條件和儲存時出現(xiàn)表面硬化。
復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂滴點高于鈣基脂;極壓性優(yōu)于復(fù)合鋰基月旨;抗水性優(yōu)于鋰基脂;改善了復(fù)合鋰基脂的抗剪切性能,不存在復(fù)合鈣基脂的表面硬化現(xiàn)象。
系?,F(xiàn)從事潤滑脂研究工作,已公開發(fā)表論文數(shù)篇。
由表1可以分析,復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂兼有單一金屬復(fù)合皂基潤滑脂的一些優(yōu)點,又能克服單一金屬復(fù)合皂基潤滑脂的某些缺點。
正因為復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂兼具幾種單一金屬復(fù)合皂基潤滑脂的性能優(yōu)點,從而成為未來一段時期內(nèi)潤滑脂發(fā)展方向和趨勢。
現(xiàn)代研究證明,復(fù)合皂基潤滑脂并不是在單一的金屬原子上連接著兩個不同酸根,而是單獨的脂肪酸皂同單獨的低分子鹽通過共結(jié)晶而形成的一種膠體結(jié)構(gòu)。由此推斷,某一脂肪酸皂同另一種不同金屬的低分子有機酸鹽,只要采用適當?shù)闹苽涔に?,是可以制備出高滴點潤滑脂的。
2試驗制備脂工藝實驗室采用常壓兩步皂化法生產(chǎn)復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂,即首先使氫氧化鋰和氫氧化鈣先與羥基硬脂酸進行皂化反應(yīng),升溫脫水后升至某一指定溫度,再加入第二、第三種低分子酸(復(fù)合劑)進行皂化復(fù)合反應(yīng)。
其試驗過程為:向制脂簽中加人部分基礎(chǔ)油、羥基硬脂酸,升溫溶化后慢慢加入皂化所需的氫氧化鋰和氫氧化鈣水溶液,進行皂化反應(yīng),皂化溫度為90~110t:。皂化結(jié)束后,迅速升溫使皂基脫水完全,物料在快速冷至90:左右,加人復(fù)合劑,攪拌lOnn,緩慢加人反應(yīng)所需的氫氧化鋰和氫氧化鈣水溶液,升溫至130T左右,進行皂化復(fù)合反應(yīng),反應(yīng)結(jié)束后,迅速升溫至最高煉制溫度,并保持20min,加人剩余基礎(chǔ)油,繼續(xù)攪拌冷卻至70后,進行研磨即得成品。
3羥基硬脂酸與癸二酸、冰乙酸復(fù)配在復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂的應(yīng)用效果考察要得到性能優(yōu)異的復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂,需要用合理科學(xué)的試驗方法安排3種酸的比例。將性能優(yōu)異的配方篩選出來后,進一步用標準試驗評價考察其使用性能是否優(yōu)異。
為了便于考察,我們在潤滑脂2種正皂比例32相同、不添加任何極壓抗磨劑的情況下進行試驗。
3.1羥基硬脂酸與癸二酸相匹配的復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂的應(yīng)用效果考察羥基硬脂酸與癸二酸摩爾比是影響復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂性能的重要因素,主要影響指標為滴點和錐入度,不同比例下復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂性質(zhì)變化見表2.表212-羥基硬脂酸與癸二酸摩爾比對復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂性質(zhì)的影響錐人度/O.lrmn、鋼網(wǎng)分油從表2中可以看出,隨著羥基硬脂酸與癸二酸摩爾比的增大,制備的復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂的滴點也相應(yīng)的提高,只有當摩爾比增大到一定程度后,潤滑脂的滴點才能滿足指標要求。同時可以看出,復(fù)合劑摩爾比對潤滑脂稠度也有一定的影響,隨著復(fù)合劑摩爾比的增大,潤滑脂稠度下降,錐入度增大,而且鋼網(wǎng)分油量也有所增大。
綜合復(fù)合劑摩爾比、滴點、錐入度、經(jīng)濟性等多種因素,我們選用羥基硬脂酸與癸二酸摩爾比為1:0.5時制備復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂。其性能見表3,同時我們在表中也列出了2極壓復(fù)合鋰基潤滑脂的部分指標要求。
表31:0.5復(fù)合劑摩爾比時復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂性質(zhì)復(fù)合鈣基2*極壓復(fù)合i:潤滑脂:基潤滑脂標準稠化劑量/%復(fù)合劑摩爾比工作錐人度/0.1mm 10萬次差值滴點鋼網(wǎng)分油(1,2仙)/%水淋流失量(38尤,1/%四球機極壓試驗?zāi)ズ壑睆?mm從表3中可以看出,在無需添加任何極壓抗磨添加劑的情況下,復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂即可滿足極壓復(fù)合鋰基潤滑脂的部分指標要求。說明在12-羥基硬脂酸與癸二酸摩爾比為1:0.5時制備的復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂具有高滴點、優(yōu)良的抗水淋流失性以及優(yōu)良的極壓抗磨性等性質(zhì)。
3.2羥基硬脂酸與冰乙酸相匹配的復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂的應(yīng)用效果考察12-羥基硬脂酸與冰乙酸以不同摩爾比復(fù)配制備復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂的性質(zhì)變化,見表4. -羥基硬脂酸與冰乙酸摩爾比的增大,制備的復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂的滴點也相應(yīng)的提高,只有當摩爾比增大到一定程度后,潤滑脂的滴點才能滿足指標要求。同時可以看出,復(fù)合劑摩爾比對潤滑脂稠度影響比較大,特別是復(fù)合劑摩爾比大于1:。5后,潤滑脂稠度下降很快,而且鋼網(wǎng)分油量也相應(yīng)增大。
為了橫向比較12-羥基硬脂酸-癸二酸復(fù)合劑與12-羥基硬脂酸-冰乙酸復(fù)合劑對潤滑脂錐人度、滴點的影響,結(jié)合表2給出錐人度、滴點隨復(fù)合劑摩爾比變化趨勢示意圖,見、。
復(fù)合劑摩爾比對潤滑脂錐入度的影響(系列1癸二酸系列2?冰乙酸)從中可以看出,隨著復(fù)合劑摩爾比的增大,羥基硬脂酸與癸二酸復(fù)合制備的復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂的稠度降低幅度小于羥基硬脂酸與冰乙酸復(fù)合制備的復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂的稠度降低幅度。
表412-羥基硬脂酸與冰乙酸摩爾比對復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂性質(zhì)的影響摩爾比滴點/t錐人度/0.1r60次10萬次nm鋼網(wǎng)分油復(fù)合劑摩爾比對潤滑脂滴點的影響(系列1?癸二酸系列2?冰乙酸>從中可以看出,隨著復(fù)合劑摩爾比的增大,羥基硬脂酸與癸二酸復(fù)合制備的復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂的滴點提高幅度大于羥基硬脂酸與冰乙酸復(fù)合制備的復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂的滴點提高幅度。
鑒于羥基硬脂酸與冰乙酸復(fù)合制備復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂對滴點的提高幅度未達到預(yù)計目標,并且對潤滑脂稠度影響偏大,所以在試驗中我們未對其性質(zhì)進行詳細考察。
3.3羥基硬脂酸與癸二酸、冰乙酸相匹配的復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂的應(yīng)用效果考察在試驗中,我們又考察了羥基硬脂酸與癸二酸、冰乙酸制備的三元組分復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂,表5列出了羥基硬脂酸與癸二酸、冰乙酸以不同摩爾比制備的三元組分復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂的性質(zhì)。
表5三元組分復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂性質(zhì)。目三元組分復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂銅化劑量/%復(fù)合劑摩爾比工作錐人度/0.1mm 10萬次差值滴點四球機極壓試驗PB值/N磨痕直徑/mm綜合表2、表4、表5的數(shù)據(jù),我們可以看出,隨著羥基硬脂酸與癸二酸、冰乙酸摩爾比的增大,制備的復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂的滴點隨之提高,而且高于二元組分復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂。同時可以看出,三元組分復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂的稠度隨著羥基硬脂酸與癸二酸、冰乙酸摩爾比的增大而降低,而且在相同皂量的條件下,三元組分復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂的稠度低于二元組分復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂。
比較二元組分和三元組分復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂的抗水淋流失性可以看出,二元組分復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂的抗水性優(yōu)于三元組分復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂。
從表5中可以看出,隨著羥基硬脂酸與癸二酸、冰乙酸摩爾比的增大,制備的復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂的極壓抗磨性能提高,并且高于二元組分復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂。
4結(jié)論利用羥基硬脂酸與癸二酸復(fù)配,在適合的工藝條件下,可以制備高滴點、性能優(yōu)良的復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂。其復(fù)配摩爾比最好大于1:利用羥基硬脂酸與癸二酸、冰乙酸制備的三元組分復(fù)合鋰-鈣基潤滑脂,潤滑脂在滴點、極壓抗磨性能上均優(yōu)于二元組分的復(fù)合鋰-鈣基潤(上接第39頁)的供應(yīng)狀況見表2.表22008-2012年按地區(qū)分環(huán)烷基油的供應(yīng)狀況,t 2012年過剩/(短缺)美洲歐洲、中東和非洲亞太地區(qū)合計Ergon公司地區(qū)總裁PerKlintstam表不,當前面臨著一些最大的挑戰(zhàn),包括適用的不含蠟原油總體上減少,環(huán)烷基油生產(chǎn)商將采取脫蠟措施,有針對性正確應(yīng)用的產(chǎn)品矛盾突出,另外,歐盟來發(fā)展障礙和挑戰(zhàn)。
作者:佚名 來源:中國潤滑油網(wǎng)