基本介紹
- 中文名：多效潤滑油脂
- 外文名：Multi-effect lubricating grease
研究背景,行業標準,關鍵組分,基礎油,稠化劑,抗氧劑,前景展望,
研究背景
潤滑脂產品品種、質量水平，從一個側面可反映一個國家的工業發展及機械潤滑套用技術的水平。現代機械向著高速、高負荷及節能的方向發展，世界各國為保持可持續發展及對環境生態保護日益重視，這兩大推動力促進了潤滑脂產品向著提高性能及保護環境的方向發展。有人提出了對未來潤滑脂產生影響的12種現象和相應的潤滑脂應具備的24種特性，見表1。
表1 多效潤滑脂應具有的性能
現象 | 特性 |
髙溫 | 最好的熱穩定性、最小的蒸發損失、高的粘度 |
低溫 | 無（有規則）結晶、低的粘度 |
老化 | 抗氧化性、無結構變化 |
相容性 | 非鐵重金屬的鈍化、最大限度抑制腐蝕、優良的合成橡膠相容性 與周圍液體不溶混性、不受外來固體物質的影響 |
油損失 | 適度的油損失（根據套用） |
毒性 | 無毒性、生物降解能力 |
粘性 | 合適的粘附性（根據套用） |
流動性 | 合適的松馳性（根據套用）、好的泵送性 |
承載能力 | 合適的彈塑性（根據套用）、最大的潤滑膜厚度、優良的應急運轉特性 |
剪下性 | 優良的機械安定性或最適宜的松馳時間（根據套用） |
摩擦特性 | 最小的或適宜的摩擦 |
磨損特性 | 最小的磨損 |
近20年來，世界潤滑脂的發展動向是：生產工藝、設備沒有重大的技術突破；產品產量增長不大；產品品種與性能卻在不斷更新發展。潤滑脂品種在大力改進和提高現有產品質量、性能使其具有多效通用性的同時，積極開發和推廣套用高性能的複合皂基脂和非皂基脂，尤其是複合鋰基脂、聚脲脂和生物降解潤滑脂，這是近年來乃至今後相當長時期內潤滑脂品種發展的主要方向。
行業標準
由於汽車多效潤滑脂暫時沒有國家和行業標準。國內大多數生產廠家均依據各自的企業標準組織生產，沒有現成的標準規範。為規範該產品的各項出廠指標，使煉油生產、化驗及銷售等各項工作有標準可依，對產品質量進行有效的監督檢查，參照汽車通用鋰基潤滑脂指標，可以參考如下企業標準（見表2）。
表2 汽車多效潤滑脂暫定企業標準
項目 | 質量指標 | 實驗方法 |
外觀 | 黃色至褐色均勻膏體 | 目測 |
滴點/℃不低於 | 190 | GB/T4929 |
工作錐入度/（0.1mm） | 265~295 | GB/T269 |
剪下安定性（10萬次60次差值）/0.1mm | -25~+60 | GB/T269 |
水安定性（如水10%，10萬次與60次差值）/0.1mm | -25~+60 | GB/T269 |
鋼網分油（100℃，30h）/%不大於 | 5.0 | SH/T0324 |
相似粘度（-20℃，10s）/(Pa·S)不大於 | 1300 | SH/T0048 |
腐蝕(T2銅片，100℃，24h） | 銅片無綠色或黑色變化 | GB/T7326 |
防腐蝕性（52℃，48h）/級不大於 | 1 | GB/T50I8 |
抗磨性能（室溫，392N，60min，1200r/min） 不大於 | 1.0 | SH/T0204 |
綜合磨損值ZMZ/N不小於 | 294 | SH/T0202 |
氧化安定性（100℃，100h）壓力降/MPa不大於 | 0.0345 | SH/T0325 |
雜質（顯微鏡法）/（個·cm） | SH/T0336 | |
10μm以上不大於 | 5000 | |
25μm以上不大於 | 3000 | |
75μm以上不大於 | 500 | |
125μm以上不大於 | 0 |
註：ZMZ為綜合磨損值，表示潤滑脂在所加負荷下抗極壓能力的一個指數。試驗時負荷按0.1對數單位的間隔逐級加到三個靜止的鋼球上，取燒結負荷前十次試驗結果，計算而得。
關鍵組分
根據潤滑脂的低溫要求對基礎油進行選擇，然後根據潤滑脂的機械安定性和膠體安定性確定稠化劑的種類及用量；通過工作錐入度和水安定性確定了氫氧化鋰和氫氧化鈣的加入順序及比例;在確定上述條件的過程中，根據成品潤滑脂的顏色、光澤、工作錐入度和滴點的變化確定皂化溫度、時間和工藝條件；最後，確定抗氧劑和極壓劑等添加劑的用量。
基礎油
汽車多效潤滑脂的基礎油是潤滑脂的主要組成部分，決定了潤滑脂的各種性能，一般常用的基礎油有常壓裝置減三、減四線潤滑油，有的特殊潤滑脂基礎油還使用工業白油、合成油等。根據汽車多效潤滑脂的質量特點，-20℃時的相似粘度不大於1300 Pa·S，這個性質需要適度精製的凝點低於-10℃的減四線基礎油。
稠化劑
稠化劑對潤滑脂的性能影響很大。實驗室分別考察了12-羥基硬脂酸、硬脂酸和氫化蓖麻油這三種稠化劑。用12-羥基硬脂酸鋰鈣皂實驗時，鋰鈣皂的稠化能力較強，機械安定性好，稠化劑的用量少。用純硬脂酸做稠化劑時，稠化能力低，機械安定性差。單用氫化蓖麻油做稠化劑時，稠化能力低，製得的成品脂滴點較低、膠體安定性和防護性較差，實驗時容易溢鍋。最終選取12-羥基硬脂酸為稠化劑。確定稠化劑的種類後，根據基礎油的粘度與生成脂的工作錐入度大小，確定稠化劑的用量為9.5%~11.0%(w)。
抗氧劑
對於金屬皂基潤滑脂，特別是鋰基潤滑脂而言，比潤滑油更易氧化變質。潤滑脂中的基礎油會發生自由基的氧化反應，金屬皂在使用的過程中，以腐蝕、磨損等方式產生的金屬離子會加速氧化進程。在潤滑脂中加入一定量的抗氧劑，會破壞自由基的鏈反應進程，從而減緩氧化。常用的抗氧劑有胺類和酚類。
前景展望
控制產量適度增長，強化質量管理，大力提髙現有產品的質量，爭創中國潤滑脂產品名牌，迎接未來激烈的市場競爭。繼續努力提高鋰基脂及高滴點複合皂基脂、非皂基脂的占有率，進一步最佳化品種結構，重點研究開發複合鋰基脂和聚脲潤滑脂。我國是以複合鋰基脂為重點還是以聚脲脂為主方向，要根據今後市場需求、原料供應、產品成本等而定。目前這兩大類產品在我國都還處於初始發展階段，我認為應採取兩者並重發展的方針。綠色工程潤滑脂是適應世界環境保護大潮流而發展起來的，具有發展的潛力，雖然近期內在我國不太可能獲得大量套用，但從我國環保長遠發展出發，應及早開發生物降解潤滑脂的研究工作，作好技術儲備。
加快新一代國產汽車系列潤滑脂包括底盤脂，輪轂脂及等速萬向節（CVJ）脂的開發，以適應作為我國支柱產業之一的汽車工業發展的需要。要重視具有優良高低溫性能及熱氧化安定性的合成油潤滑脂，特別是聚a-烯烴油潤滑脂的研究。提高性能，降低成本，開發滿足國防軍工、精密軸承及各類特殊設備所需各種特種潤滑脂，促進引進設備進口脂的國產化。
加強產品開發的基礎研究和產品套用技術研究，探索新型稠化劑體系、合成潤滑脂用的新型多效低毒性添加劑，不斷開發新產品，並縮短新產品從研製到工業套用的周期，以利於提高經濟效益及產品升級換代。加快潤滑脂產品及分析方法標準化與國際接軌的步伐，對老標準進行複審、修改，對開發的已定型並獲工業套用新產品作好標準化配套，提高我國潤滑脂產品標準化水平。
