潤(rùn)滑脂和潤(rùn)滑油是最常用的兩種潤(rùn)滑劑,潤(rùn)滑脂成脂狀,是稠化劑分散在潤(rùn)滑油里,使油變稠后形成一定稠度的脂狀物,根據(jù)稠化劑的不同,潤(rùn)滑脂有很多品種,復(fù)合磺酸鈣脂就是其中的一種。潤(rùn)滑脂根據(jù)稠化劑種類命名,因此復(fù)合磺酸鈣潤(rùn)滑脂就是使用了復(fù)合磺酸鈣稠化劑的潤(rùn)滑脂。
復(fù)合磺酸鈣稠化劑已經(jīng)有大約半個(gè)世紀(jì)的歷史,與普通的稠化劑相比,它的優(yōu)點(diǎn)是本身就具有極壓性能,哪怕不使用極壓添加劑,這種稠化劑稠化出來(lái)的潤(rùn)滑脂也具有極壓、抗磨性能,能承載較重負(fù)荷,另外還能用于制造食品級(jí)潤(rùn)滑脂,適用于可以直接接觸食物的潤(rùn)滑脂(H-1類食品級(jí))。
復(fù)合磺酸鈣潤(rùn)滑脂的泵送性和抗水性值得我們注意,泵送性是指潤(rùn)滑脂在低溫下是否易于冷啟動(dòng)輸送,通過(guò)選擇合適的基礎(chǔ)油,這個(gè)問(wèn)題可以得到解決。在抗水性方面,復(fù)合磺酸鈣潤(rùn)滑脂的抗水性能總體來(lái)說(shuō)不錯(cuò),但是由于原材料和生產(chǎn)工藝的區(qū)別,復(fù)合磺酸鈣潤(rùn)滑脂的抗水性可能有所區(qū)別,購(gòu)買中應(yīng)注意查看相關(guān)參數(shù)。例如在檢測(cè)潤(rùn)滑脂抗水性的實(shí)驗(yàn)中(ASTMD4049),用水噴濺到一定量的潤(rùn)滑脂薄層上,在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,記錄流失的潤(rùn)滑脂(%),某些復(fù)合磺酸鈣潤(rùn)滑脂在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后流失較多,在選用中應(yīng)關(guān)注抗水性檢測(cè),流失率越低越好。
復(fù)合磺酸鈣潤(rùn)滑脂的優(yōu)點(diǎn)和用途
復(fù)合磺酸鈣潤(rùn)滑脂的主要優(yōu)點(diǎn)是極壓抗磨性和出色的防銹性,某些品種還能適應(yīng)有金屬鹽霧的工況,防止金屬銹蝕、腐蝕。
剪切穩(wěn)定性(shearstability)
復(fù)合磺酸鈣潤(rùn)滑脂的剪切穩(wěn)定性/機(jī)械穩(wěn)定性很好,這意味著在機(jī)械擠壓、剪切碾壓的過(guò)程中,復(fù)合磺酸鈣潤(rùn)滑脂能保持較為穩(wěn)定的稠度性能,不容易因?yàn)榧羟卸l(fā)生稠度變化、漏油,復(fù)合磺酸鈣潤(rùn)滑脂的剪切穩(wěn)定性優(yōu)于復(fù)合鋰基脂和聚脲脂。
高溫性能
復(fù)合磺酸鈣潤(rùn)滑脂的滴點(diǎn)很高,可以達(dá)到300攝氏度以上,高溫下的使用壽命也較長(zhǎng),性質(zhì)穩(wěn)定,因此可以用作高溫潤(rùn)滑脂。以下是常見的高溫潤(rùn)滑脂性能比較:
極壓抗磨性能
極壓抗磨性是復(fù)合磺酸鈣潤(rùn)滑脂的一大優(yōu)點(diǎn),復(fù)合鋰基脂需要加入添加劑來(lái)改善極壓性能和抗磨性能,而復(fù)合磺酸鈣稠化出來(lái)的潤(rùn)滑脂,就算沒有使用添加劑本身就已經(jīng)具有抗磨、極壓性能,能承受重負(fù)載,另外磺酸鹽天然具有防銹性,而復(fù)合鋰基則不具有這種性質(zhì),需要加入防銹劑來(lái)改善。
抗水性
在工業(yè)運(yùn)用中,抗水性是一項(xiàng)重要指標(biāo),檢測(cè)抗水性的測(cè)試主要有水噴濺實(shí)驗(yàn)(ASTMD4049)、水沖洗試驗(yàn)(ASTMD1264)、濕滾筒試驗(yàn)(updatedASTMD1831),要注意潤(rùn)滑脂相關(guān)的性能檢測(cè)項(xiàng)目和流失的百分比,越低越好。
抗氧化性
復(fù)合磺酸鈣稠化劑具有良好的抗氧化能力,在高溫下也比較穩(wěn)定。不過(guò),抗氧化能力還要看基礎(chǔ)油的性能,氧化會(huì)引起潤(rùn)滑脂變質(zhì),高溫下氧化會(huì)加速,因此抗氧化能力會(huì)影響潤(rùn)滑脂的使用時(shí)間和高溫下的使用性能。
復(fù)合磺酸鈣脂的用途
由于出色的性能,復(fù)合磺酸鈣潤(rùn)滑脂用途廣泛,可用于汽車(汽車底盤、懸架系統(tǒng)、萬(wàn)向節(jié)、輪轂的潤(rùn)滑)、農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械、食品機(jī)械、鋼鐵冶金、礦山、造紙、船舶航運(yùn)、鐵路、發(fā)電等行業(yè),如連鑄機(jī)、球磨機(jī)、破碎機(jī)、海上和水下設(shè)施的潤(rùn)滑。
復(fù)合磺酸鈣基潤(rùn)滑脂的制備工藝可參考以下幾個(gè)方面:
一、向混合中性磺酸鈣、氧化鈣或氫氧化鈣、基礎(chǔ)油、轉(zhuǎn)化劑和促進(jìn)劑的體系中引入C鷗,直到碳化過(guò)程結(jié)束,得到非牛頓體高堿性磺酸鈣,然后加入基礎(chǔ)油、硼酸與熱水的混合物(硼酸全溶或部分溶解在水中)、石灰或氫氧化鈣的懸浮液和含12。24個(gè)碳原子的脂肪酸,反應(yīng)得到復(fù)合磺酸鈣基潤(rùn)滑脂。
二、以高堿性磺酸鈣為原料,先將牛頓體高堿性磺酸鈣在轉(zhuǎn)化劑的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)榉桥nD體高堿性磺酸鈣,然后加入硼酸與熱水的混合物(硼酸全溶或部分溶解在水中)、石灰或氫氧化鈣的懸浮液和含12~24個(gè)碳原子的脂肪酸反應(yīng),得到復(fù)合磺酸鈣基潤(rùn)滑脂。
市售的磺酸鈣已經(jīng)包括牛頓體高堿性磺酸鈣,所以在制備復(fù)合磺酸鈣基脂時(shí),常常省去磺酸鈣的高堿化步驟,直接從高堿性磺酸鈣由牛頓體轉(zhuǎn)化為非牛頓體開始,也就是采納兩步法生產(chǎn)工藝制備復(fù)合磺酸鈣基潤(rùn)滑脂。
在轉(zhuǎn)化過(guò)程中,可以在常壓開口釜或壓力釜中進(jìn)行。如果在常壓開口釜中轉(zhuǎn)化,反應(yīng)溫度維持在80~100℃,如果在壓力釜中轉(zhuǎn)化,由反應(yīng)自身提供壓力,反應(yīng)溫度相應(yīng)提高到130℃左右,可以減少反應(yīng)時(shí)間。當(dāng)轉(zhuǎn)化劑中含有毒蒸氣(如甲醇)時(shí),最好采用壓力釜。轉(zhuǎn)化得到非牛頓體高堿性磺酸鈣,然后升溫,加入脂肪酸、無(wú)機(jī)酸和堿進(jìn)行皂化反應(yīng),進(jìn)一步復(fù)合成脂,然后降溫并加入添加劑和基礎(chǔ)油調(diào)整潤(rùn)滑脂稠度。
為了降低成本,以較少比例的高堿性磺酸鈣生產(chǎn)出同樣稠度的復(fù)合磺酸鈣基潤(rùn)滑脂,可以對(duì)制備工藝進(jìn)行改進(jìn),將40%~75%的脂肪酸用于轉(zhuǎn)化過(guò)程中,或者在轉(zhuǎn)化時(shí)額外加入氫氧化鈣,但是這樣會(huì)影響所制備的潤(rùn)滑脂的某些性能,如高溫性能,極壓抗磨性等。
為了改善復(fù)合磺酸鈣基潤(rùn)滑脂的軸承潤(rùn)滑壽命,可以在制備過(guò)程中引入有機(jī)脲化合物。因?yàn)榻饘僭沓砘瘎┖袑?duì)氧化有催化作用的金屬元素,與不含金屬元素的有機(jī)脲稠化劑相比,潤(rùn)滑壽命較短,對(duì)同樣基礎(chǔ)油來(lái)講,有機(jī)脲具有較長(zhǎng)的軸承潤(rùn)滑壽命。具體方法是在脂肪酸和硼酸皂化完成后,繼續(xù)在反應(yīng)體系中加入C6~C20胺或它們的混合物和二異氰酸酯,反應(yīng)得到占潤(rùn)滑脂總質(zhì)量0.5%~5%的有機(jī)脲化合物。
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