20112511032李德靜《通用鋰基脂潤滑脂生產(chǎn)》-改2解析

1、重慶能源職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）論文（設(shè)計）題目：通用鋰基脂潤滑脂生產(chǎn)班級：20112511姓名：李徳靜學(xué)號：20112511032指導(dǎo)教師： 趙 杰2014 年 5 月 28 日重慶能源職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）成績表石油化工系石油化工生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)_20112511_班評審意見：指導(dǎo)教師對學(xué)生李德靜所完成的課題為通用鋰基脂潤滑脂生產(chǎn)的畢業(yè)設(shè)計（論文）進(jìn)行的情況，完成情況的意見： _評分：平時成績（百分制） _論文成績（百分制）_指導(dǎo)教師_年 月 日總成績（平時成績30%+論文成績70%）： _簽字：_重慶能源職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書石油化工系20112511班 學(xué)生李德靜學(xué)號_201125110

2、32畢業(yè)設(shè)計（論文）課題_通用鋰基脂潤滑脂生產(chǎn)_畢業(yè)設(shè)計（論文）工作自2013年11月起至2014年6月止畢業(yè)設(shè)計（論文）進(jìn)行地點：_中石化重慶分公司_課題的背景、意義及培養(yǎng)目標(biāo)隨著潤滑脂的不斷發(fā)展，現(xiàn)在上到航天下到深海，對潤滑脂的要求越來越高。通用鋰基脂，一種非常普遍及好用的潤滑脂，在市場上已經(jīng)有很好的聲譽。為了進(jìn)一步加強對鋰基脂的生產(chǎn)要求,所以對生產(chǎn)工藝要了解，從工藝和技術(shù)上來改善，從而做到更好更快的解決問題。設(shè)計（論文）的原始數(shù)據(jù)與資料中石化重慶分公司潤滑脂廠潤滑脂作業(yè)指導(dǎo)書 B 版油品應(yīng)用及管理（第二版）熊云 許世海 劉曉 范林君 編著幾種添加劑對鋰基脂性能的影響蔣明俊 董浚修 郭小川

3、 編著課題的基本要求（含技能技術(shù)指標(biāo)）課題要求：（1）了解整個潤滑脂牛產(chǎn)過程。（2）鋰基脂牛產(chǎn)中所產(chǎn)牛的問題及解決辦法。（3）性能指標(biāo)要求和標(biāo)準(zhǔn)。（4）原料組成。完成任務(wù)后提交的書面材料要求（圖紙規(guī)格、數(shù)量，論文字?jǐn)?shù)等）論文字?jǐn)?shù)不少干 5000 字論證所需圖表主要參考資料1中石化重慶分公司潤滑脂廠潤滑脂作業(yè)指導(dǎo)書 B 版2油品應(yīng)用及管理（第二版）熊云許世海劉曉范林君編著3幾種添加劑對鋰基脂性能的影響蔣明俊董浚修郭小川編著指導(dǎo)教師 _ 接受設(shè)計（論文）任務(wù)日期 _（注：由指導(dǎo)教師填寫）學(xué)生簽名： _畢業(yè)設(shè)計（論文）進(jìn)度計劃表起止日期工作內(nèi)容完成情況備注13/1113/12崗前培訓(xùn)，HSE教育完成

4、2013年11月18日到公司。13/1214/01到崗學(xué)習(xí)，定崗觀摩完成14/0114/02收集各方面素材，準(zhǔn)備寫論文完成14/0214/03開始寫論文，訂初稿完成14/0314/04完成初稿、上交老師完成14/0414/05修改論文、排版 打印論文、交予校方完成指導(dǎo)教師：趙杰系：石油化工2014 年 月 日2014 年 月日備注：進(jìn)度計劃以周為單位I摘要隨著社會的不斷發(fā)展與進(jìn)步，各種機械突增，為了延長機械的使用壽命，減少機 械摩擦增加動力，潤滑脂起著不可替代的作用。從傳統(tǒng)的鈉、鈣、鋁基質(zhì)到后來的鋰 基脂，一直都是人們長期依賴的潤滑脂，所以生產(chǎn)潤滑脂成為一大工業(yè)巨頭，上到航 天下到小機械都離不

5、開它的潤滑。在人們?nèi)找嫠璧奈镔|(zhì)時代下，每年鋰基脂盈利額 度就將近20億人民幣，鋰基脂需求量越來越大，對生產(chǎn)工藝的要求也越來越嚴(yán)格。所 以，從原料到成品這個生產(chǎn)工藝相當(dāng)重要，不斷的完善和改進(jìn)工藝對生產(chǎn)質(zhì)量提高和 生產(chǎn)成本降低有著很大改觀；從不同的生產(chǎn)影響因素去改良工藝，可以有效的節(jié)約能 源和原料。關(guān)鍵詞：通用鋰基脂；潤滑脂；生產(chǎn)工藝；2目錄摘要 .I目錄 .II第一章 緒論 .111潤滑脂 .11.2通用鋰基脂潤滑脂 .2第二章 通用鋰基脂的生產(chǎn)工藝 .32.1生產(chǎn)原料及添加劑 .32.2生產(chǎn)工藝流程 .42.3生產(chǎn)工藝條件影響 .52.3.1皂化反應(yīng)時間的影響. . 52.3.2最高溫度的影

6、響. . 62.3.3脂肪酸材料的影響. . 72.3.4基礎(chǔ)油的影響. . 72.3.5添加劑的影響. . 82.3.6冷卻方式及條件的影響. . 92.3.7研磨條件對產(chǎn)品性質(zhì)的影響. . 10第三章 性質(zhì)特點及主要指標(biāo) .11鋰基潤滑脂的特點 .11鋰基潤滑脂作用及選用 .11作用. . 11選用. . 123.3主要技術(shù)指標(biāo)1. 12錐入度. . 12滴點. . 12低溫相似粘度和低溫轉(zhuǎn)矩. . 133常溫壓力分油和高溫鋼網(wǎng)分油壓力分油. . 13延長工作錐入度. . 13潤滑脂四球試驗. . 13氧化性. . 14防腐蝕性能. . 14防銹性能. . 14潤滑脂其它評價方法. . 1

7、5第四章 結(jié)論與展望 .16致謝 .17參考文獻(xiàn) .18附錄19重慶能源職業(yè)學(xué)院1第一章緒論目前，我國正處于蓬勃發(fā)展的階段，不管是經(jīng)濟(jì)還是產(chǎn)業(yè)都在壯大，隨著這些產(chǎn) 業(yè)的發(fā)展也帶動了機械的自動化以及各個領(lǐng)域的機械化。由于機械化的生產(chǎn)逐步取代 了人工操作，變向的改善了勞動力，但是機械的磨損也出現(xiàn)了新的問題，所以需要潤 滑。從近幾年的一些調(diào)查數(shù)據(jù)來看，我國對潤滑脂的需求量是逐年增長的趨勢，單從 中石化長城潤滑油一年都要銷售20億人民幣左右。由于對潤滑脂的需求量增大，進(jìn)而對潤滑脂的生產(chǎn)工藝也要改進(jìn)以提升產(chǎn)量與質(zhì) 量，從傳統(tǒng)的工藝過渡到現(xiàn)在的機械制造，從鈉、鈣、鋁基質(zhì)等到現(xiàn)在的鋰基脂和復(fù) 合基質(zhì)，都是由

8、前人的不斷探索與發(fā)現(xiàn)。所以，現(xiàn)在我們對這個工藝有必要探索與改 善，從而更好的生產(chǎn)處更好的潤滑脂，讓機器的使用壽命更長，摩擦更少，從物理和 化學(xué)性質(zhì)上來根本的保護(hù)和潤滑機械。1. 1 潤滑脂NLGI（National Lubricating Grease Institute美國國家潤滑脂協(xié)會）最新定義：潤滑脂是將一種或幾種稠化劑分散到一種（或幾種）液體潤滑油中形成的一種固體或半 固體的產(chǎn)物。為了改善某些性能，加入一些其它組分（添加劑或填料）。最古老的潤滑脂一一考古證明公元前1400年的古埃及就有采用石灰混合植物油的 膏狀物來潤滑馬車的木制輪軸?，F(xiàn)代意義的潤滑脂一一伴隨著工業(yè)革命的開始和發(fā)展187

9、2年一一鈉基脂1882年一一鈣基脂、鋁基脂1940年一一復(fù)合鈣基脂重慶能源職業(yè)學(xué)院21942年鋰基脂1952年一一鋁基脂、復(fù)合鋰鋇5之后一一復(fù)合鋰、復(fù)合鋁、染料、酰胺、聚脲、硅膠、膨潤土等大量不同類型稠 化劑的潤滑脂問世，同時基礎(chǔ)油也隨著各種新型合成基礎(chǔ)油的問世和在民用上的推廣，PAO、酯、硅油、聚醚、含氟基礎(chǔ)油等被廣泛應(yīng)用在新型潤滑脂的配方中，潤滑脂的 性能（高低溫、耐介質(zhì)、重負(fù)荷、高速等）也隨之大大提高。1.2 通用鋰基脂潤滑脂原理：12-羥基硬脂酸和硬脂酸天然脂肪酸鋰皂稠化礦物潤滑油或者合成潤滑油。通用鋰基脂潤滑脂是潤滑脂中最為常用普遍的一種，它是由1,2-羥基硬脂肪酸鋰 皂稠化中等粘度

10、礦物油，加人抗氧防銹添加劑制成，按GB7324-1994錐入度（稠度） 分為I#、2#、3#三個牌號。其有良好的抗水、防銹性能，可以在潮濕和與水接觸的機械部件上使用。良好的 帆械安定性和膠體安定性，在高速運轉(zhuǎn)的機械剪切作用下，潤滑脂不會變稀或流失， 耐熱性好，滴點高，可在較高溫度條件下使用。重慶能源職業(yè)學(xué)院3第二章 通用鋰基脂的生產(chǎn)工藝2.1 生產(chǎn)原料及添加劑鋰基潤滑脂生產(chǎn)用的基本原料包括動植物脂肪和脂肪酸（硬脂酸、12-羥基硬脂酸）、氫氧化鋰、基礎(chǔ)油和為改善潤滑脂某些性質(zhì)所加入的各種添加劑（二苯胺、T706苯并三氮唑）。12-羥基硬脂酸：鋰基潤滑脂所用脂肪酸的質(zhì)量好壞，對鋰基潤滑脂的質(zhì)量有著

11、直接的影響。許多不同的脂肪和脂肪酸都可用來制造鋰基潤滑脂，但脂肪和脂肪酸的碳 鏈長短與成品鋰基潤滑脂的性質(zhì)有密切關(guān)系，對于正構(gòu)碳?xì)滏溨舅醽碚f，用短鏈脂 肪酸所制備的產(chǎn)品析油量大；用長鏈脂肪酸所制備的產(chǎn)品析油量雖小，但稠化能力很 低。一般認(rèn)為用十八碳和十六碳的混合酸以及十八碳為主的12-羥基硬脂酸作為生產(chǎn)鋰基潤滑脂的主要脂肪原料，其中還可以少量的添加硬脂酸。氫氧化鋰：制備鋰基潤滑脂工藝過程中，氫氧化鋰和脂肪酸反應(yīng)，可以使用氫氧化鋰的水溶液，在配制氫氧化鋰水溶液時，一般用6.7份水溶解1份氫氧化鋰，然后加 熱至7080C，并攪拌直到氫氧化鋰完全溶解為止。基礎(chǔ)油：鋰基潤滑脂與基礎(chǔ)油的配伍性好，可使

12、用的基礎(chǔ)油種類比較多，有礦物 基礎(chǔ)油、合成烴基礎(chǔ)油、硅油、酯類油等。這是因為鋰皂較其他皂基對基礎(chǔ)油中芳烴、 烷烴和環(huán)烷烴含量的變化具有較大的寬容性，并且能夠形成潤滑脂的結(jié)構(gòu)。一般鋰基 脂系列基礎(chǔ)油都用MVI500低粘度油。二苯胺：分子量為169.2,這是鋰基潤滑脂常用的抗氧添加劑，純品為白色單斜針狀結(jié)晶，工業(yè)品為淺黃色至褐色的結(jié)晶。熔點529C,沸點302C。不溶于水能溶于醇、 醚、苯等有機溶劑。工業(yè)品可用乙醇行精制，見光逐漸變色，存放時要注意避光和密 封。試驗表明，二苯胺在礦物油鋰基脂中的抗氧化效果優(yōu)于苯基-a萘胺。最佳用量為重慶能源職業(yè)學(xué)院40.1%1.0%。T706苯并三氮唑：常用的鋰基

13、潤滑脂防銹劑，對銅的防銹都具有良好的效果，衍 生物苯并三氮唑十八胺鹽對防銹也有良好的效果。2.2 生產(chǎn)工藝流程下面以3#通用鋰基脂潤滑脂為例：接觸器，提供原料反應(yīng)的容器。在向接觸器投料時，應(yīng)先檢查確認(rèn)底閥和泄壓閥是否關(guān)閉，然后啟動接觸器系統(tǒng)打入MVI500反應(yīng)油1800Kg。待反應(yīng)油打完后，在升 溫到70T但是不超過， 依次投入12-羥基硬脂酸350Kg、 硬脂酸100Kg、 環(huán)烷酸15Kg、氫氧化鋰68.92Kg、水8Kg。關(guān)閉投料口，放空氣試壓（0.2Mpa保持2分鐘），確認(rèn)無 泄漏后通過空氣閥放掉空氣，關(guān)閉空氣閥升溫升壓。工藝流程如下:重慶能源職業(yè)學(xué)院5當(dāng)接觸器升溫到90C時關(guān)閉熱油閥，

14、 恒溫20分鐘后繼續(xù)加熱升溫， 當(dāng)接觸器升壓 至0.5Mpa時關(guān)閉熱油閥停止加熱。讓夾套內(nèi)的熱油余溫令接觸器內(nèi)壓力升到0.6Mpa并且恒壓10分鐘，恒壓完成后，開啟泄壓閥泄壓到0.5Mpa,然后開啟熱油閥供熱升 溫，在接觸器不跑料的前提下持續(xù)升溫快速泄壓，這個過程中接觸器內(nèi)壓力不超過0.6Mpa，這期間可以用冷油釜里的冷油來控制溫度的升降。升溫至最高溫度205r（最高溫度應(yīng)由接觸器的型號和實際情況決定）時關(guān)閉熱油 閥停止加熱，同時保證接觸器泄壓到0Mpa恒溫13分鐘進(jìn)入極冷階段。在極冷時， 溫度控制在165175C，啟動流量計和接觸器齒輪泵將反應(yīng)物料（真溶液）和冷油導(dǎo) 入到中轉(zhuǎn)釜，再由冷油洗接

15、觸器掃線進(jìn)入中轉(zhuǎn)釜，接觸器內(nèi)所有油料轉(zhuǎn)出后，將接觸 器切換為冷卻。真溶液在中轉(zhuǎn)釜內(nèi)攪拌直通循環(huán)，加入二苯胺12Kg繼續(xù)攪拌并降溫。待直通循環(huán)30分鐘后，降溫到110120C時，開始均質(zhì)（均化器，是將真溶液加壓混勻增稠的機器， 均質(zhì)壓力為2022Mpa），循環(huán)均質(zhì)30分鐘后，再均質(zhì)到出料釜。轉(zhuǎn)到出料釜隨時要 注意溫度，在100105C時加入T706防銹劑循環(huán)攪拌。循環(huán)直通1個小時，取樣測定錐入度，根據(jù)錐入度結(jié)果進(jìn)行調(diào)配，直至調(diào)配錐入 度到220250/25C，記錄錐入度，過濾30分鐘，調(diào)試釜底閥進(jìn)行脫氣。當(dāng)外觀合格，溫度降到98C以下，出料包裝封存。接觸器高壓均質(zhì)器重慶能源職業(yè)學(xué)院62.3 生產(chǎn)

16、工藝條件影響在常壓釜生產(chǎn)潤滑脂的過程中，影響皂化反應(yīng)效果的因素很多，如反應(yīng)溫度、反 應(yīng)物的濃度、反應(yīng)時間、投料順序、反應(yīng)物相互間接觸的情況、機械攪拌的速度、堿 類物質(zhì)的濃度、脂肪或脂肪酸的組成以及基礎(chǔ)油的組成等。2.3.1 皂化反應(yīng)時間的影響由于常壓制脂工藝條件的局限性，皂化反應(yīng)幾乎總是不完全的，轉(zhuǎn)化率最高也不 超過98%, 般采用延長反應(yīng)時間來提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率， 采用壓力皂化釜進(jìn)行皂化反 應(yīng)， 皂化轉(zhuǎn)化率可達(dá)到99.5%以上。皂化反應(yīng)時間對生產(chǎn)出來的鋰基脂外觀和產(chǎn)量有 絕對的影響。232 最高溫度的影響如果說皂化反應(yīng)是制造潤滑脂最基本的條件， 則最高煉制溫度就是制造潤滑脂最 關(guān)鍵的條件。潤滑

17、脂在煉制過程中纖維結(jié)構(gòu)發(fā)生幾次相轉(zhuǎn)變過程，特別是在最高煉制 溫度下皂纖維處于熔融狀態(tài)，熔融狀態(tài)的皂纖維基本形成了皂與油的溶膠狀態(tài)。在此 狀態(tài)下可采取不同的急冷方式來實現(xiàn)產(chǎn)品不同的性能要求，如果最高煉制溫度偏低， 則難以實現(xiàn)上述目的；最高煉制溫度偏高，雖可實現(xiàn)各種性能要求，但釜內(nèi)基礎(chǔ)油輕 組分會大量揮發(fā)，而且急劇氧化，影響脂的外觀和潤滑脂產(chǎn)品質(zhì)量，同時抗氧劑也易 因揮發(fā)變質(zhì)而失去作用。因此應(yīng)注意在生產(chǎn)過程中，一方面加快升溫速率，以便盡快達(dá)到最高煉制溫度， 同時又要求在達(dá)到最高煉制溫度后，迅急進(jìn)入冷卻調(diào)和工序，使釜內(nèi)物在最高煉制溫 度下停留時間盡可能地短。在鋰基潤滑脂生產(chǎn)過程中，當(dāng)溫度達(dá)到1551

18、75C時，制脂釜內(nèi)混合物即由開始 加熱皂化至熔融，基本上形成了皂與油的溶膠狀態(tài)。有些生產(chǎn)廠在此溫度下即加急冷 油，同時用齒輪泵通過剪切閥打循環(huán)使其冷卻。這種工藝所制備的鋰基潤滑脂的性能 較差。正確的方法是繼續(xù)升溫至最高煉制溫度205210C左右，使制脂釜內(nèi)皂一油體 系完全呈真溶液狀態(tài)。然后進(jìn)入冷卻工序，通過控制冷卻速率和方式，以獲得最佳鋰 基潤滑脂的皂纖維結(jié)構(gòu)，從而生產(chǎn)出性能優(yōu)良的鋰基潤滑脂產(chǎn)品。重慶能源職業(yè)學(xué)院7為了制備性能優(yōu)良的鋰基潤滑脂產(chǎn)品，在生產(chǎn)工藝條件上，采用預(yù)留30%一50%的基礎(chǔ)油作急冷混合油，使制脂釜內(nèi)物的溫度由最高煉制溫度205210C降至150160C，然后經(jīng)循環(huán)剪切或研磨

19、處理。這種工藝與常規(guī)的操作方法相比，可節(jié)省脂肪酸 原料。例如，生產(chǎn)3號鋰基潤滑脂，含皂量只需要8%10%，而且產(chǎn)品的機械安定性好，十萬次剪切試驗的錐入度變化值在25個單位左右233 脂肪酸材料的影響生產(chǎn)鋰基潤滑脂時，對脂肪材料的要求比生產(chǎn)其他皂基潤滑脂更為嚴(yán)格。雖然各 種脂肪或脂肪酸都可以用來制造鋰基潤滑脂，但脂肪或脂肪酸的碳鏈長度與鋰基潤滑 脂的性質(zhì)（如鋰基潤滑脂的稠度和膠體安定性）有著密切的關(guān)系。對于正構(gòu)碳鏈脂肪酸來 說，用短鏈脂肪酸制備的鋰基脂所得的產(chǎn)品析油量大，過長鏈的脂肪酸制備的鋰基脂 析油量雖小，但稠化能力很低。一般認(rèn)為用十八碳和十六碳的混合酸以及以十八碳為 主的12-羥基硬脂酸作

20、為鋰基潤滑脂的脂肪原料最為適宜。單獨使用硬脂酸生產(chǎn)鋰基潤滑脂時，硬脂酸的質(zhì)量對成品鋰基潤滑脂性質(zhì)有很大 影響。當(dāng)硬脂酸的碘值（脂肪酸飽和程度?。┰龃髸r，鋰基潤滑脂的色澤加深；當(dāng)硬 脂酸內(nèi)含油酸量較多時，制備的鋰皂稠化能力較低，潤滑脂的機械安定性較差。但微 量不飽和酸的存在，可使成品潤滑脂氧化安定性和膠體安定性稍好。單獨使用12毛基硬脂酸鋰皂生產(chǎn)鋰基潤滑脂時， 鋰皂的稠化能力較強，其機械安 定性要比單獨用硬脂酸的制品好得多，但膠體安定性較差。試驗證明，用12-羥基硬脂酸和硬脂酸按一定比例（如& 2至6：4）混合生產(chǎn)的鋰 基潤滑脂，則能兼顧到稠化能力、膠體安定性和機械安定性。2.3.4 基

21、礎(chǔ)油的影響基礎(chǔ)油的粘度對成品鋰基潤滑脂的性質(zhì)影響較大。用硬脂酸鋰皂制備的鋰基潤滑 脂，如采用石蠟基潤滑油作基礎(chǔ)油時，產(chǎn)品安定性較好；當(dāng)采用環(huán)烷基潤滑油作基礎(chǔ) 油時，產(chǎn)品的稠度大于9重慶能源職業(yè)學(xué)院8石蠟基基礎(chǔ)油制備的產(chǎn)品，膠體安定性也較好。如若采用環(huán)烷 基和石蠟基按一定比例混合的潤滑油作基礎(chǔ)油，制備的鋰基潤滑脂的理化性質(zhì)更為滿 意。一般來說，鋰皂的稠化能力對于基礎(chǔ)油的粘度有最佳值（一般落在中粘度范圍）。低 于或高于此粘度最佳值時，所得潤滑脂的稠度較小，滴點降低。此外，低粘度基礎(chǔ)油 制備的鋰基潤滑脂容易分油。與其他類型皂基潤滑脂一樣，鋰皂是以皂纖維結(jié)構(gòu)的形態(tài)分散在基礎(chǔ)油內(nèi)，隨著 生產(chǎn)工藝的不同，

22、各種不同脂肪酸的鋰基潤滑脂皂纖維結(jié)構(gòu)的形狀和大小會發(fā)生改變。 通常，如采用不飽和脂肪酸為原料時（如油酸等），則得到長纖維結(jié)構(gòu)的鋰基潤滑脂；當(dāng) 采用飽和脂肪酸（如硬脂酸）時，即得到短纖維結(jié)構(gòu)鋰基潤滑脂；采用12-羥基硬脂酸時， 鋰基潤滑脂的結(jié)構(gòu)是扭帶狀纖維結(jié)構(gòu)。如將硬脂酸1.2%、12-羥基硬脂酸4.8%、氫氧化鋰0.96%、二苯胺0.3%和10號汽油機油92.7%制成的鋰基潤滑脂，用電 子顯微鏡觀察，可以看到鋰基潤滑脂是一種扭帶狀纖維結(jié)構(gòu)。235 添加劑的影響由于鋰皂對基礎(chǔ)油具有氧化催化作用，故生產(chǎn)鋰基潤滑脂時要選擇合適的原料。 例如脂肪酸內(nèi)的不飽和組分要越少越好，金屬鋰鹽的純度要高等。如果鋰

23、鹽內(nèi)含鐵， 即使是痕跡，其氧化催化作用仍很明顯，能加速基礎(chǔ)油的氧化。若含不純物，如Na、K、s、Cl等離子，會加速分油、降低鋰基潤滑脂稠度及抗水性。潤滑油的過度精制會 減少天然抗氧組分，也是不利的。由于上述原因，在生產(chǎn)鋰基潤滑脂時，必須添加抗 氧劑，如苯二胺、二苯胺、苯基、萘胺等，用量在0.1%0.5%之間。這些抗氧劑 一般均為極性物質(zhì)，加在潤滑脂內(nèi)均能起正或負(fù)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定劑作用。在選擇添加劑的 種類和確定用量時，應(yīng)考慮到對潤滑脂膠體結(jié)構(gòu)的影響。為了提高鋰基潤滑脂的抗氧化性和防銹性，可添加防銹劑石油磺酸鋇和亞硝酸鈉 以及抗氧劑苯基-a、萘胺0.5%和環(huán)烷酸2%。制成的鋰基潤滑脂對黑色金屬和有色金

24、 屬都具有防銹性。鋰基潤滑脂中加入防銹劑石油磺酸鋇，會使稠化能力下降，但機械 安定性較好。若加入亞硝酸鈉，易使鋰基潤滑脂的膠體安定性下降，分油增大。當(dāng)采 用石蠟基原油生產(chǎn)的基礎(chǔ)油制備鋰基潤滑脂時，重慶能源職業(yè)學(xué)院9在組成中添加少量環(huán)烷酸（一般為潤滑脂的1.5%2%）。對其結(jié)構(gòu)有明顯改善作用，尤其對改善潤滑脂的膠體安定性更有 效果。這是由于生成的環(huán)烷酸鋰皂本身也有稠化劑作用，同時賦予基礎(chǔ)油具有類似環(huán) 烷基原油基礎(chǔ)油那樣的皂-油分散特性，除此以外，采用其他皂類作為結(jié)構(gòu)改善劑（如添加硬脂酸鉛皂）后，可增加稠化能力，這可能是由于鋰皂和鉛皂生成共晶體之故。3236 冷卻方式及條件的影響鋰基潤滑脂生產(chǎn)過程

25、中的冷卻方式及條件對鋰基潤滑脂性質(zhì)的影響非常明顯。 冷 卻條件不同，鋰基潤滑脂的皂纖維結(jié)構(gòu)（皂纖維的形狀及長徑比）也不同，制備的潤滑脂 產(chǎn)品性質(zhì)也會有所差異，因此，可以通過控制冷卻方式和條件生產(chǎn)稠化能力高、膠體 安定性和機械安定性都好的鋰基潤滑脂?？偟恼f來，當(dāng)鋰基潤滑脂配方組成確定后，鋰基潤滑脂皂纖維的長寬比及形狀決 定了鋰基潤滑脂的某些性質(zhì)。具有較長纖維結(jié)構(gòu)的鋰基潤滑脂，具有好的機械安定性 能；較短纖維結(jié)構(gòu)的鋰基潤滑脂，貝U具有好的膠體安定性能。因此，除非增加皂量， 否則要使?jié)櫥瑫r具有上述兩種性能，是有一定矛盾的。實際上，同時含有粗、細(xì) 兩種纖維結(jié)構(gòu)的鋰基潤滑脂，其剪切安定性和膠體安定性

26、大體上相當(dāng)于二者的平均值。 關(guān)于這方面的研究已有報道，先分別取兩種鋰基潤滑脂，一種是皂結(jié)晶處于安定狀態(tài) 的短纖維脂（纖維長度I10um，長寬比17:26）;另一種是皂結(jié)晶處于介安狀態(tài)的微纖 維脂（纖維長度小于lum，長寬比5:15）。然后將二者混合，所得產(chǎn)品的機械安定性可 優(yōu)于混合前的二者，而膠體安定性幾乎等于微纖維脂的產(chǎn)品。上述兩種脂在相狀態(tài)方 面的差別用顯微鏡不易發(fā)現(xiàn)，但用熱差分析法是容易分辨出來的。為了制取短纖維結(jié)構(gòu)鋰基潤滑脂，可將I/3量的基礎(chǔ)油與氫化蓖麻油混合。再用 當(dāng)量氫氧化鋰皂化后升溫脫水，使皂完全溶解。然后在相轉(zhuǎn)變溫度（182205E）下保持1h以上（最好23h），再加入剩余的

27、2/3基礎(chǔ)油。同時，慢慢冷卻至約94135C時 進(jìn)行研磨。為了制備微細(xì)纖維結(jié)構(gòu)的鋰基潤滑脂，將1/3量的基礎(chǔ)油與12-羥基硬脂酸混合，與當(dāng)量氫氧化鋰皂化后升溫脫水，當(dāng)溫度升至150C后，再加入其剩余的2/重慶能源職業(yè)學(xué)院103的基礎(chǔ)油，然后升溫到193C（最好205C）,使皂全部溶解，最后，使之快冷，最好 在幾秒鐘內(nèi)通過相轉(zhuǎn)變溫度而降至3865C，為此目的可采用冷卻鼓。然后經(jīng)研磨均 化、脫氣得產(chǎn)品。將制備的兩種鋰基潤滑脂按1:3到3:I之間比例混合。混合后，在6593C下慢慢攪拌約0.5h或更長時間。再經(jīng)研磨即得最終產(chǎn)品。該產(chǎn)品具有較好 的機械安定性和較好的膠體安定性。此方法的優(yōu)點是，僅用一般

28、設(shè)備就可以進(jìn)行生產(chǎn)。由此可見，鋰基潤滑脂的膠體安定性及機械安定性不僅受皂含量的影響，而且也 受鋰皂纖維的形狀和大小的影響。這種皂纖維形狀和大小的生成條件，是受制脂工藝 中冷卻速率控制的。靜置快速冷卻，生成的皂纖維較小，比表面積大，因此潤滑脂的 稠度大，分油少，但機械安定性較差。反之，慢冷則生成的皂纖維較大，比表面積小， 潤滑脂的稠度較小，分油量較大，而機械安定性較好。所以，要獲得膠體安定性和機 械安定性都滿意的產(chǎn)品，除了調(diào)節(jié)皂含量外，還應(yīng)嚴(yán)格控制冷卻條件。237 研磨條件對產(chǎn)品性質(zhì)的影響研磨是潤滑脂生產(chǎn)的最后加工工序，也是非常關(guān)鍵的工序。潤滑脂生產(chǎn)，特別是 鋰基潤滑脂生產(chǎn)，不經(jīng)研磨是不能直接使

29、用的。研磨不僅可以改善潤滑脂的外觀，更 主要的是可以將膠體安定性和機械安定性穩(wěn)定在最適宜程度上，使其具有理想的使用 性能。重慶能源職業(yè)學(xué)院11第三章性質(zhì)特點及主要指標(biāo)3.1 鋰基潤滑脂的特點743e9-Numbered_bc04de0a-2bf4-453a-9ad7-821a28ba6f42-Num鋰基潤滑脂，特別是12-羥基硬脂酸鋰稠化的潤滑脂，只有兩個相交溫度，第一個相交溫度(即從偽凝膠態(tài)到凝膠態(tài))一般在170C以上，第二個相變溫度(即從凝膠態(tài)到 溶膠態(tài))一般在200C以上，因此，當(dāng)選用適宜的礦油時，可以長期使用在120C或短期使用到150C。743e9-Numbered_bc04de0a

30、-2bf4-453a-9ad7-821a28ba6f42-Num鋰基潤滑脂，特別是12-羥基硬脂酸鋰稠化的潤滑脂，通過電子顯微鏡可見其 皂纖維形成雙股的、纏結(jié)在一起的扭帶狀，因此，具有良好的機械安定性。743e9-Numbered_bc04de0a-2bf4-453a-9ad7-821a28ba6f42-Num通過氣相色譜法測定，12-羥基硬脂酸鋰和硬脂酸鋰對烷烴的吸附熱，發(fā)現(xiàn)12-羥基頂脂酸鋰和硬脂酸鋰，對皂纖維表面液相的結(jié)合強度，及對晶格內(nèi)液相結(jié)合強度都是較大的，因此，鋰基潤滑脂具有較好的膠體安定性。743e9-Numbered_bc04de0a-2bf4-453a-9ad7-821a28

31、ba6f42-Num堿金屬中的程對水的镕解度較小，因此，鋰基潤滑脂具有較好的抗水性，可以 便用于潮濕和與水接觸的機械部位。3.2 鋰基潤滑脂作用及選用3.2.1 作用鋰皂，特別是12-羥基硬脂酸鋰皂，對礦油或合成油的稠化能力都比較強，因此， 鋰基潤滑脂與鈣鈉基潤滑脂相比，稠化劑量可以降低約1/3，而使用壽命可以延長一倍以上。重慶能源職業(yè)學(xué)院1212-羥基硬脂酸鋰皂稠化的調(diào)滑脂，在加有抗氧化劑、防銹劑和極壓劑之后，就成 為多效長壽命通用潤滑脂，可以代替鈣基消滑脂和鈉基潤滑脂，用于飛機、汽車、坦 応機床和各種機械設(shè)備的軸承潤滑。具有良好的抗水性、機械安定性、防腐蝕性和氧化安定性，適用于工作溫度-2

32、0120C內(nèi)各種機械設(shè)備的滾動軸承和和滑動軸承及 其他摩擦部位的潤滑。3.2.2 選用一般情況下，選用潤滑脂的目的減少摩擦、防護(hù)、密封，在不同的工作溫度、負(fù) 荷、速度、環(huán)境、介質(zhì)下選用的牌號：l號適用于集中給脂系統(tǒng)；2號適用于中轉(zhuǎn)速、中負(fù)荷的機械設(shè)備。如汽車，拖拉機輪轂軸承，中小型電動機、 水泵和鼓風(fēng)機等；3號適用于礦山機械、汽車、拖拉機輪轂軸承，大中型電動機等設(shè)備。53.3 主要技術(shù)指標(biāo)通過不同的試驗，可以測定潤滑脂的不同技術(shù)指標(biāo)，這些技術(shù)指標(biāo)可以在一定程 度上預(yù)示潤滑脂的實際工作性能，因此這些技術(shù)指標(biāo)也成為潤滑脂選用的重要參考。3.3.1 錐入度在規(guī)定重量、時間和溫度的條件下，標(biāo)準(zhǔn)錐體利用

33、自重刺入潤滑脂樣品的深度， 單位為0.1mm；錐入度反映潤滑脂的軟硬程度，是設(shè)備潤滑選擇潤滑脂的重要指標(biāo)之。重慶能源職業(yè)學(xué)院133.3.2 滴點滴點是指潤滑脂從固態(tài)變成液態(tài)的溫度點，單位C；是用以反映潤滑脂高溫使用 性能的指標(biāo)之一，但是滴點并不能單獨決定潤滑脂的使用溫度，不同種類基礎(chǔ)油的抗 氧化能力的差異、稠化劑類型對基礎(chǔ)油的氧化催化作用和抗氧化添加劑的選擇也是潤 滑脂使用溫度的決定因素。333 低溫相似粘度和低溫轉(zhuǎn)矩低溫相似粘度：是潤滑脂剪切應(yīng)力和用泊肅葉方程計算的剪速之比，單位泊或者Pas（1泊=0.1 Pas-）；用以反映潤滑脂低溫流動性能，是選擇低溫潤滑脂要參考的重 要指標(biāo)；相同溫度下

34、，粘度數(shù)值越小則低溫性越好。低溫轉(zhuǎn)矩:低溫轉(zhuǎn)矩是指低溫條件下，裝填潤滑脂的標(biāo)準(zhǔn)開式204滾珠軸承在1rpm轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)動時為阻滯軸承外環(huán)所需要的力矩， 測量得到的力矩可以得到啟動力矩和轉(zhuǎn) 動力矩兩種。 單位gem;用以反應(yīng)潤滑脂低溫狀態(tài)下的工作能力。同理，力矩越小， 潤滑脂的低溫性能越佳。3.3.4 常溫壓力分油和高溫鋼網(wǎng)分油壓力分油常溫下潤滑脂在一定壓力和時間析出基礎(chǔ)油量的多少，單位w/w%；用以反映潤滑脂常溫條件下的膠體安定性能。高溫鋼網(wǎng)分油：在高溫條件下，其自重將潤滑脂中的基礎(chǔ)油壓出量的多少，單位w/w%；用以反映潤滑脂高溫條件下的膠體安定性能。有研究表明，潤滑脂膠體安定性 差，可以導(dǎo)致潤滑

35、脂在運轉(zhuǎn)過程中分油流失，從而影響軸承的運轉(zhuǎn)壽。3.3.5 延長工作錐入度延長工作錐入度是指潤滑脂在工作器中經(jīng)過10萬次剪切之后的錐入度測定值，單位0.1mm; 般情況下潤滑脂經(jīng)剪切會變稀。其與60次工作錐入度的差值反映潤滑脂 的剪切安定性。有研究證明，剪切安定性差的潤滑脂在高速長期運轉(zhuǎn)軸承中的流失嚴(yán) 重，會影響到潤滑脂的使用壽命。重慶能源職業(yè)學(xué)院143.3.6 潤滑脂四球試驗四球試驗原理：將試驗頭下方的三個標(biāo)準(zhǔn)鋼球固定作為承重部件，并將潤滑脂填 充在承重球固定杯內(nèi)、上方的標(biāo)準(zhǔn)鋼球通過傳動裝置施加負(fù)荷，在設(shè)定的溫度、轉(zhuǎn)速 和負(fù)荷下進(jìn)行運轉(zhuǎn)，通過鋼球的運轉(zhuǎn)狀態(tài)來確定潤滑脂潤滑、極壓性能。最大無卡咬

36、負(fù)荷PB:在一定溫度、轉(zhuǎn)速下，鋼球在潤滑狀態(tài)下不發(fā)生卡咬的最大 負(fù)荷，此指標(biāo)測量值越高，說明潤滑脂潤滑性能越好。燒結(jié)負(fù)荷PD：在一定溫度、轉(zhuǎn)速下逐級增大負(fù)荷，當(dāng)上方鋼球和下方鋼球因負(fù)荷 過重而發(fā)生高溫?zé)Y(jié)，設(shè)備不得不停止運轉(zhuǎn)的負(fù)荷即燒結(jié)負(fù)荷，燒結(jié)負(fù)荷越高，說明 潤滑脂的極壓潤滑性能越好。磨跡d:在一定溫度、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷和運轉(zhuǎn)時間下，承重鋼球表面因摩擦導(dǎo)致磨損斑 痕直徑的大小即磨跡，磨跡越小，說明潤滑脂的抗磨損能力、潤滑性越好。337 氧化性潤滑脂在貯存和使用過程中抵抗空氣（氧氣）的作用而保持其性質(zhì)不發(fā)生永久性 變化的能力，叫氧化安定性。潤滑脂氧化的結(jié)果導(dǎo)致酸性物質(zhì)的產(chǎn)生，對金屬產(chǎn)生腐 蝕。常用氧

37、化實驗方法有氧彈法，即SH/T0325。它是將一定量的潤滑脂裝入充有氧壓 的氧彈中，在99C溫度下經(jīng)受氧化，在規(guī)定的時間后（一般為100小時）由相應(yīng)的氧氣壓力降來確定潤滑脂的氧化安定性。3.3.8 防腐蝕性能腐蝕性試驗是檢查潤滑脂對金屬是否產(chǎn)生腐蝕的指標(biāo)。脂的抗腐蝕性能對防護(hù)性 潤滑脂尤為重要。測定潤滑脂腐蝕性能常用的方法有GB/T7326銅片腐蝕試驗法，GB/T0331潤滑脂腐蝕試驗法（T3銅片、45#鋼片）。它們都是將試驗金屬片插入潤滑 脂中，在規(guī)定的時間、溫度后取出金屬片，觀察金屬片顏色的變化，并與標(biāo)準(zhǔn)色板比 較，判斷潤滑脂的腐蝕級別或合格與否。重慶能源職業(yè)學(xué)院153.3.9 防銹性能防銹性能是用來評價潤滑脂在有水或水蒸氣的條件下對軸承的防護(hù)性。對于在潮 濕環(huán)境中使用的潤滑脂有重要的意義。 常用的方法有GB/T5218軸承靜態(tài)防銹試驗：將 潤滑脂裝入軸承，并將軸承置于52C，相對濕度100%的烘箱中，48小時后觀察軸承 是否有腐蝕點，以判斷潤滑脂的防銹