20112511032李德靜《通用鋰基脂潤(rùn)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(jì)（論文）論文（設(shè)計(jì)）題目：通用鋰基脂潤(rùn)滑脂生產(chǎn)班級(jí)：20112511姓名：李徳靜學(xué)號(hào)：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(jì)（論文）成績(jī)表石油化工系石油化工生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)_20112511_班評(píng)審意見：指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生李德靜所完成的課題為通用鋰基脂潤(rùn)滑脂生產(chǎn)的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)行的情況，完成情況的意見： _評(píng)分：平時(shí)成績(jī)（百分制） _論文成績(jī)（百分制）_指導(dǎo)教師_年 月 日總成績(jī)（平時(shí)成績(jī)30%+論文成績(jī)70%）： _簽字：_重慶能源職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書石油化工系20112511班 學(xué)生李德靜學(xué)號(hào)_201125110

2、32畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題_通用鋰基脂潤(rùn)滑脂生產(chǎn)_畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作自2013年11月起至2014年6月止畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)行地點(diǎn)：_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(rùn)滑脂的不斷發(fā)展，現(xiàn)在上到航天下到深海，對(duì)潤(rùn)滑脂的要求越來(lái)越高。通用鋰基脂，一種非常普遍及好用的潤(rùn)滑脂，在市場(chǎng)上已經(jīng)有很好的聲譽(yù)。為了進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)鋰基脂的生產(chǎn)要求,所以對(duì)生產(chǎn)工藝要了解，從工藝和技術(shù)上來(lái)改善，從而做到更好更快的解決問題。設(shè)計(jì)（論文）的原始數(shù)據(jù)與資料中石化重慶分公司潤(rùn)滑脂廠潤(rùn)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(duì)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(gè)潤(rùn)滑脂牛產(chǎn)過(guò)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(rùn)滑脂廠潤(rùn)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(duì)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(jì)（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(jì)（論文）進(jìn)度計(jì)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(jì)劃以周為單位I摘要隨著社會(huì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，各種機(jī)械突增，為了延長(zhǎng)機(jī)械的使用壽命，減少機(jī) 械摩擦增加動(dòng)力，潤(rùn)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(lái)的鋰 基脂，一直都是人們長(zhǎng)期依賴的潤(rùn)滑脂，所以生產(chǎn)潤(rùn)滑脂成為一大工業(yè)巨頭，上到航 天下到小機(jī)械都離不

5、開它的潤(rùn)滑。在人們?nèi)找嫠璧奈镔|(zhì)時(shí)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(lái)越大，對(duì)生產(chǎn)工藝的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。所 以，從原料到成品這個(gè)生產(chǎn)工藝相當(dāng)重要，不斷的完善和改進(jìn)工藝對(duì)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(rùn)滑脂；生產(chǎn)工藝；2目錄摘要 .I目錄 .II第一章 緒論 .111潤(rùn)滑脂 .11.2通用鋰基脂潤(rùn)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(shí)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(duì)產(chǎn)品性質(zhì)的影響. . 10第三章 性質(zhì)特點(diǎn)及主要指標(biāo) .11鋰基潤(rùn)滑脂的特點(diǎn) .11鋰基潤(rùn)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(diǎn). . 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(zhǎng)工作錐入度. . 13潤(rùn)滑脂四球試驗(yàn). . 13氧化性. . 14防腐蝕性能. . 14防銹性能. . 14潤(rùn)滑脂其它評(píng)價(jià)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(guó)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(dòng)了機(jī)械的自動(dòng)化以及各個(gè)領(lǐng)域的機(jī)械化。由于機(jī)械化的生產(chǎn)逐步取代 了人工操作，變向的改善了勞動(dòng)力，但是機(jī)械的磨損也出現(xiàn)了新的問題，所以需要潤(rùn) 滑。從近幾年的一些調(diào)查數(shù)據(jù)來(lái)看，我國(guó)對(duì)潤(rùn)滑脂的需求量是逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)，單從 中石化長(zhǎng)城潤(rùn)滑油一年都要銷售20億人民幣左右。由于對(duì)潤(rùn)滑脂的需求量增大，進(jìn)而對(duì)潤(rùn)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(guò)渡到現(xiàn)在的機(jī)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(duì)這個(gè)工藝有必要探索與改 善，從而更好的生產(chǎn)處更好的潤(rùn)滑脂，讓機(jī)器的使用壽命更長(zhǎng)，摩擦更少，從物理和 化學(xué)性質(zhì)上來(lái)根本的保護(hù)和潤(rùn)滑機(jī)械。1. 1 潤(rùn)滑脂NLGI（National Lubricating Grease Institute美國(guó)國(guó)家潤(rùn)滑脂協(xié)會(huì)）最新定義：潤(rùn)滑脂是將一種或幾種稠化劑分散到一種（或幾種）液體潤(rùn)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(rùn)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(lái)潤(rùn)滑馬車的木制輪軸?，F(xiàn)代意義的潤(rùn)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(rùn)土等大量不同類型稠 化劑的潤(rùn)滑脂問世，同時(shí)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(rùn)滑脂的配方中，潤(rùn)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(rùn)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(rùn)滑油或者合成潤(rùn)滑油。通用鋰基脂潤(rùn)滑脂是潤(rùn)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(gè)牌號(hào)。其有良好的抗水、防銹性能，可以在潮濕和與水接觸的機(jī)械部件上使用。良好的 帆械安定性和膠體安定性，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械剪切作用下，潤(rùn)滑脂不會(huì)變稀或流失， 耐熱性好，滴點(diǎn)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(rùn)滑脂生產(chǎn)用的基本原料包括動(dòng)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(rùn)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(rùn)滑脂所用脂肪酸的質(zhì)量好壞，對(duì)鋰基潤(rùn)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(lái)制造鋰基潤(rùn)滑脂，但脂肪和脂肪酸的碳 鏈長(zhǎng)短與成品鋰基潤(rùn)滑脂的性質(zhì)有密切關(guān)系，對(duì)于正構(gòu)碳?xì)滏溨舅醽?lái)說(shuō)，用短鏈脂 肪酸所制備的產(chǎn)品析油量大；用長(zhǎng)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(rùn)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(rùn)滑脂工藝過(guò)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(shí)，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?；A(chǔ)油：鋰基潤(rùn)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?yàn)殇囋磔^其他皂基對(duì)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(rùn)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(rùn)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(diǎn)529C,沸點(diǎn)302C。不溶于水能溶于醇、 醚、苯等有機(jī)溶劑。工業(yè)品可用乙醇行精制，見光逐漸變色，存放時(shí)要注意避光和密 封。試驗(yàn)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(rùn)滑脂防銹劑，對(duì)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(duì)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(rùn)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(shí)，應(yīng)先檢查確認(rèn)底閥和泄壓閥是否關(guān)閉，然后啟動(dòng)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(guò)， 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(wú) 泄漏后通過(guò)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(shí)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(shí)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(gè)過(guò)程中接觸器內(nèi)壓力不超過(guò)0.6Mpa，這期間可以用冷油釜里的冷油來(lái)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(hào)和實(shí)際情況決定）時(shí)關(guān)閉熱油 閥停止加熱，同時(shí)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(shí)， 溫度控制在165175C，啟動(dòng)流量計(jì)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(shí)，開始均質(zhì)（均化器，是將真溶液加壓混勻增稠的機(jī)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(shí)要 注意溫度，在100105C時(shí)加入T706防銹劑循環(huán)攪拌。循環(huán)直通1個(gè)小時(shí)，取樣測(cè)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(guò)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(rùn)滑脂的過(guò)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(shí)間、投料順序、反應(yīng)物相互間接觸的情況、機(jī)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(shí)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(guò)98%, 般采用延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間來(lái)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(shí)間對(duì)生產(chǎn)出來(lái)的鋰基脂外觀和產(chǎn)量有 絕對(duì)的影響。232 最高溫度的影響如果說(shuō)皂化反應(yīng)是制造潤(rùn)滑脂最基本的條件， 則最高煉制溫度就是制造潤(rùn)滑脂最 關(guān)鍵的條件。潤(rùn)滑

17、脂在煉制過(guò)程中纖維結(jié)構(gòu)發(fā)生幾次相轉(zhuǎn)變過(guò)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(lái)實(shí)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(shí)現(xiàn)上述目的；最高煉制溫度偏高，雖可實(shí)現(xiàn)各種性能要求，但釜內(nèi)基礎(chǔ)油輕 組分會(huì)大量揮發(fā)，而且急劇氧化，影響脂的外觀和潤(rùn)滑脂產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)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(guò)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(shí)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(shí)間盡可能地短。在鋰基潤(rùn)滑脂生產(chǎn)過(guò)程中，當(dāng)溫度達(dá)到1551

18、75C時(shí)，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(shí)用齒輪泵通過(guò)剪切閥打循環(huán)使其冷卻。這種工藝所制備的鋰基潤(rùn)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(guò)控制冷卻速率和方式，以獲得最佳鋰 基潤(rùn)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(rùn)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(rùn)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(hào)鋰基潤(rùn)滑脂，含皂量只需要8%10%，而且產(chǎn)品的機(jī)械安定性好，十萬(wàn)次剪切試驗(yàn)的錐入度變化值在25個(gè)單位左右233 脂肪酸材料的影響生產(chǎn)鋰基潤(rùn)滑脂時(shí)，對(duì)脂肪材料的要求比生產(chǎn)其他皂基潤(rùn)滑脂更為嚴(yán)格。雖然各 種脂肪或脂肪酸都可以用來(lái)制造鋰基潤(rùn)滑脂，但脂肪或脂肪酸的碳鏈長(zhǎng)度與鋰基潤(rùn)滑 脂的性質(zhì)（如鋰基潤(rùn)滑脂的稠度和膠體安定性）有著密切的關(guān)系。對(duì)于正構(gòu)碳鏈脂肪酸來(lái) 說(shuō)，用短鏈脂肪酸制備的鋰基脂所得的產(chǎn)品析油量大，過(guò)長(zhǎng)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(rùn)滑脂的脂肪原料最為適宜。單獨(dú)使用硬脂酸生產(chǎn)鋰基潤(rùn)滑脂時(shí)，硬脂酸的質(zhì)量對(duì)成品鋰基潤(rùn)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(shí)，鋰基潤(rùn)滑脂的色澤加深；當(dāng)硬 脂酸內(nèi)含油酸量較多時(shí)，制備的鋰皂稠化能力較低，潤(rùn)滑脂的機(jī)械安定性較差。但微 量不飽和酸的存在，可使成品潤(rùn)滑脂氧化安定性和膠體安定性稍好。單獨(dú)使用12毛基硬脂酸鋰皂生產(chǎn)鋰基潤(rùn)滑脂時(shí)， 鋰皂的稠化能力較強(qiáng)，其機(jī)械安 定性要比單獨(dú)用硬脂酸的制品好得多，但膠體安定性較差。試驗(yàn)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(rùn)滑脂，則能兼顧到稠化能力、膠體安定性和機(jī)械安定性。2.3.4 基

21、礎(chǔ)油的影響基礎(chǔ)油的粘度對(duì)成品鋰基潤(rùn)滑脂的性質(zhì)影響較大。用硬脂酸鋰皂制備的鋰基潤(rùn)滑 脂，如采用石蠟基潤(rùn)滑油作基礎(chǔ)油時(shí)，產(chǎn)品安定性較好；當(dāng)采用環(huán)烷基潤(rùn)滑油作基礎(chǔ) 油時(shí)，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(rùn)滑油作基礎(chǔ)油，制備的鋰基潤(rùn)滑脂的理化性質(zhì)更為滿 意。一般來(lái)說(shuō)，鋰皂的稠化能力對(duì)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(shí)，所得潤(rùn)滑脂的稠度較小，滴點(diǎn)降低。此外，低粘度基礎(chǔ)油 制備的鋰基潤(rùn)滑脂容易分油。與其他類型皂基潤(rùn)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(rùn)滑脂皂纖維結(jié)構(gòu)的形狀和大小會(huì)發(fā)生改變。 通常，如采用不飽和脂肪酸為原料時(shí)（如油酸等），則得到長(zhǎng)纖維結(jié)構(gòu)的鋰基潤(rùn)滑脂；當(dāng) 采用飽和脂肪酸（如硬脂酸）時(shí)，即得到短纖維結(jié)構(gòu)鋰基潤(rùn)滑脂；采用12-羥基硬脂酸時(shí)， 鋰基潤(rùn)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(hào)汽油機(jī)油92.7%制成的鋰基潤(rùn)滑脂，用電 子顯微鏡觀察，可以看到鋰基潤(rùn)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(duì)基礎(chǔ)油具有氧化催化作用，故生產(chǎn)鋰基潤(rùn)滑脂時(shí)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(huì)加速分油、降低鋰基潤(rùn)滑脂稠度及抗水性。潤(rùn)滑油的過(guò)度精制會(huì) 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(rùn)滑脂時(shí)，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(rùn)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(shí)，應(yīng)考慮到對(duì)潤(rùn)滑脂膠體結(jié)構(gòu)的影響。為了提高鋰基潤(rùn)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(rùn)滑脂對(duì)黑色金屬和有色金

24、 屬都具有防銹性。鋰基潤(rùn)滑脂中加入防銹劑石油磺酸鋇，會(huì)使稠化能力下降，但機(jī)械 安定性較好。若加入亞硝酸鈉，易使鋰基潤(rùn)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(rùn)滑脂時(shí)，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(rùn)滑脂的1.5%2%）。對(duì)其結(jié)構(gòu)有明顯改善作用，尤其對(duì)改善潤(rùn)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(shí)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(rùn)滑脂生產(chǎn)過(guò)程

25、中的冷卻方式及條件對(duì)鋰基潤(rùn)滑脂性質(zhì)的影響非常明顯。 冷 卻條件不同，鋰基潤(rùn)滑脂的皂纖維結(jié)構(gòu)（皂纖維的形狀及長(zhǎng)徑比）也不同，制備的潤(rùn)滑脂 產(chǎn)品性質(zhì)也會(huì)有所差異，因此，可以通過(guò)控制冷卻方式和條件生產(chǎn)稠化能力高、膠體 安定性和機(jī)械安定性都好的鋰基潤(rùn)滑脂?？偟恼f(shuō)來(lái)，當(dāng)鋰基潤(rùn)滑脂配方組成確定后，鋰基潤(rùn)滑脂皂纖維的長(zhǎng)寬比及形狀決 定了鋰基潤(rùn)滑脂的某些性質(zhì)。具有較長(zhǎng)纖維結(jié)構(gòu)的鋰基潤(rùn)滑脂，具有好的機(jī)械安定性 能；較短纖維結(jié)構(gòu)的鋰基潤(rùn)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(shí)具有上述兩種性能，是有一定矛盾的。實(shí)際上，同時(shí)含有粗、細(xì) 兩種纖維結(jié)構(gòu)的鋰基潤(rùn)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(bào)道，先分別取兩種鋰基潤(rùn)滑脂，一種是皂結(jié)晶處于安定狀態(tài) 的短纖維脂（纖維長(zhǎng)度I10um，長(zhǎng)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(zhǎng)度小于lum，長(zhǎng)寬比5:15）。然后將二者混合，所得產(chǎn)品的機(jī)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(lái)的。為了制取短纖維結(jié)構(gòu)鋰基潤(rùn)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(shí)，慢慢冷卻至約94135C時(shí) 進(jìn)行研磨。為了制備微細(xì)纖維結(jié)構(gòu)的鋰基潤(rùn)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(guò)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(rùn)滑脂按1:3到3:I之間比例混合?；旌虾?，在6593C下慢慢攪拌約0.5h或更長(zhǎng)時(shí)間。再經(jīng)研磨即得最終產(chǎn)品。該產(chǎn)品具有較好 的機(jī)械安定性和較好的膠體安定性。此方法的優(yōu)點(diǎn)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(rùn)滑脂的膠體安定性及機(jī)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(rùn)滑脂的 稠度大，分油少，但機(jī)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(rùn)滑脂的稠度較小，分油量較大，而機(jī)械安定性較好。所以，要獲得膠體安定性和機(jī) 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(duì)產(chǎn)品性質(zhì)的影響研磨是潤(rùn)滑脂生產(chǎn)的最后加工工序，也是非常關(guān)鍵的工序。潤(rùn)滑脂生產(chǎn)，特別是 鋰基潤(rùn)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(rùn)滑脂的外觀，更 主要的是可以將膠體安定性和機(jī)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(diǎn)及主要指標(biāo)3.1 鋰基潤(rùn)滑脂的特點(diǎn)743e9-Numbered_bc04de0a-2bf4-453a-9ad7-821a28ba6f42-Num鋰基潤(rùn)滑脂，特別是12-羥基硬脂酸鋰稠化的潤(rùn)滑脂，只有兩個(gè)相交溫度，第一個(gè)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(gè)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(shí)，可以長(zhǎng)期使用在120C或短期使用到150C。743e9-Numbered_bc04de0a

30、-2bf4-453a-9ad7-821a28ba6f42-Num鋰基潤(rùn)滑脂，特別是12-羥基硬脂酸鋰稠化的潤(rùn)滑脂，通過(guò)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(jī)械安定性。743e9-Numbered_bc04de0a-2bf4-453a-9ad7-821a28ba6f42-Num通過(guò)氣相色譜法測(cè)定，12-羥基硬脂酸鋰和硬脂酸鋰對(duì)烷烴的吸附熱，發(fā)現(xiàn)12-羥基頂脂酸鋰和硬脂酸鋰，對(duì)皂纖維表面液相的結(jié)合強(qiáng)度，及對(duì)晶格內(nèi)液相結(jié)合強(qiáng)度都是較大的，因此，鋰基潤(rùn)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(duì)水的镕解度較小，因此，鋰基潤(rùn)滑脂具有較好的抗水性，可以 便用于潮濕和與水接觸的機(jī)械部位。3.2 鋰基潤(rùn)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(duì)礦油或合成油的稠化能力都比較強(qiáng)，因此， 鋰基潤(rùn)滑脂與鈣鈉基潤(rùn)滑脂相比，稠化劑量可以降低約1/3，而使用壽命可以延長(zhǎng)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(zhǎng)壽命通用潤(rùn)滑脂，可以代替鈣基消滑脂和鈉基潤(rùn)滑脂，用于飛機(jī)、汽車、坦 応機(jī)床和各種機(jī)械設(shè)備的軸承潤(rùn)滑。具有良好的抗水性、機(jī)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(jī)械設(shè)備的滾動(dòng)軸承和和滑動(dòng)軸承及 其他摩擦部位的潤(rùn)滑。3.2.2 選用一般情況下，選用潤(rùn)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(hào)：l號(hào)適用于集中給脂系統(tǒng)；2號(hào)適用于中轉(zhuǎn)速、中負(fù)荷的機(jī)械設(shè)備。如汽車，拖拉機(jī)輪轂軸承，中小型電動(dòng)機(jī)、 水泵和鼓風(fēng)機(jī)等；3號(hào)適用于礦山機(jī)械、汽車、拖拉機(jī)輪轂軸承，大中型電動(dòng)機(jī)等設(shè)備。53.3 主要技術(shù)指標(biāo)通過(guò)不同的試驗(yàn)，可以測(cè)定潤(rùn)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(rùn)滑脂的實(shí)際工作性能，因此這些技術(shù)指標(biāo)也成為潤(rùn)滑脂選用的重要參考。3.3.1 錐入度在規(guī)定重量、時(shí)間和溫度的條件下，標(biāo)準(zhǔn)錐體利用

33、自重刺入潤(rùn)滑脂樣品的深度， 單位為0.1mm；錐入度反映潤(rùn)滑脂的軟硬程度，是設(shè)備潤(rùn)滑選擇潤(rùn)滑脂的重要指標(biāo)之。重慶能源職業(yè)學(xué)院133.3.2 滴點(diǎn)滴點(diǎn)是指潤(rùn)滑脂從固態(tài)變成液態(tài)的溫度點(diǎn)，單位C；是用以反映潤(rùn)滑脂高溫使用 性能的指標(biāo)之一，但是滴點(diǎn)并不能單獨(dú)決定潤(rùn)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(duì)基礎(chǔ)油的氧化催化作用和抗氧化添加劑的選擇也是潤(rùn) 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(rùn)滑脂剪切應(yīng)力和用泊肅葉方程計(jì)算的剪速之比，單位泊或者Pas（1泊=0.1 Pas-）；用以反映潤(rùn)滑脂低溫流動(dòng)性能，是選擇低溫潤(rùn)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(rùn)滑脂的標(biāo)準(zhǔn)開式204滾珠軸承在1rpm轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)為阻滯軸承外環(huán)所需要的力矩， 測(cè)量得到的力矩可以得到啟動(dòng)力矩和轉(zhuǎn) 動(dòng)力矩兩種。 單位gem;用以反應(yīng)潤(rùn)滑脂低溫狀態(tài)下的工作能力。同理，力矩越小， 潤(rùn)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(rùn)滑脂在一定壓力和時(shí)間析出基礎(chǔ)油量的多少，單位w/w%；用以反映潤(rùn)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(rùn)滑脂中的基礎(chǔ)油壓出量的多少，單位w/w%；用以反映潤(rùn)滑脂高溫條件下的膠體安定性能。有研究表明，潤(rùn)滑脂膠體安定性 差，可以導(dǎo)致潤(rùn)滑

35、脂在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中分油流失，從而影響軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)壽。3.3.5 延長(zhǎng)工作錐入度延長(zhǎng)工作錐入度是指潤(rùn)滑脂在工作器中經(jīng)過(guò)10萬(wàn)次剪切之后的錐入度測(cè)定值，單位0.1mm; 般情況下潤(rùn)滑脂經(jīng)剪切會(huì)變稀。其與60次工作錐入度的差值反映潤(rùn)滑脂 的剪切安定性。有研究證明，剪切安定性差的潤(rùn)滑脂在高速長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)軸承中的流失嚴(yán) 重，會(huì)影響到潤(rùn)滑脂的使用壽命。重慶能源職業(yè)學(xué)院143.3.6 潤(rùn)滑脂四球試驗(yàn)四球試驗(yàn)原理：將試驗(yàn)頭下方的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)鋼球固定作為承重部件，并將潤(rùn)滑脂填 充在承重球固定杯內(nèi)、上方的標(biāo)準(zhǔn)鋼球通過(guò)傳動(dòng)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(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)鋼球的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來(lái)確定潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑、極壓性能。最大無(wú)卡咬

36、負(fù)荷PB:在一定溫度、轉(zhuǎn)速下，鋼球在潤(rùn)滑狀態(tài)下不發(fā)生卡咬的最大 負(fù)荷，此指標(biāo)測(cè)量值越高，說(shuō)明潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑性能越好。燒結(jié)負(fù)荷PD：在一定溫度、轉(zhuǎn)速下逐級(jí)增大負(fù)荷，當(dāng)上方鋼球和下方鋼球因負(fù)荷 過(guò)重而發(fā)生高溫?zé)Y(jié)，設(shè)備不得不停止運(yùn)轉(zhuǎn)的負(fù)荷即燒結(jié)負(fù)荷，燒結(jié)負(fù)荷越高，說(shuō)明 潤(rùn)滑脂的極壓潤(rùn)滑性能越好。磨跡d:在一定溫度、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)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(shuō)明潤(rùn)滑脂的抗磨損能力、潤(rùn)滑性越好。337 氧化性潤(rùn)滑脂在貯存和使用過(guò)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(rùn)滑脂氧化的結(jié)果導(dǎo)致酸性物質(zhì)的產(chǎn)生，對(duì)金屬產(chǎn)生腐 蝕。常用氧

37、化實(shí)驗(yàn)方法有氧彈法，即SH/T0325。它是將一定量的潤(rùn)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(shí)間后（一般為100小時(shí)）由相應(yīng)的氧氣壓力降來(lái)確定潤(rùn)滑脂的氧化安定性。3.3.8 防腐蝕性能腐蝕性試驗(yàn)是檢查潤(rùn)滑脂對(duì)金屬是否產(chǎn)生腐蝕的指標(biāo)。脂的抗腐蝕性能對(duì)防護(hù)性 潤(rùn)滑脂尤為重要。測(cè)定潤(rùn)滑脂腐蝕性能常用的方法有GB/T7326銅片腐蝕試驗(yàn)法，GB/T0331潤(rùn)滑脂腐蝕試驗(yàn)法（T3銅片、45#鋼片）。它們都是將試驗(yàn)金屬片插入潤(rùn)滑 脂中，在規(guī)定的時(shí)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(rùn)滑脂的腐蝕級(jí)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(lái)評(píng)價(jià)潤(rùn)滑脂在有水或水蒸氣的條件下對(duì)軸承的防護(hù)性。對(duì)于在潮 濕環(huán)境中使用的潤(rùn)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(yàn)：將 潤(rùn)滑脂裝入軸承，并將軸承置于52C，相對(duì)濕度100%的烘箱中，48小時(shí)后觀察軸承 是否有腐蝕點(diǎn)，以判斷潤(rùn)滑脂的防銹