润滑脂知识精解

•内容分解•第一章润滑脂的基础知识•第一节润滑脂的定义•第二节润滑脂的组成•一、基础油•二、稠化剂•第三节润滑脂的分类•一、按组成分类•二、按应用分类•三、按性能分类•第二章润滑脂的生产原料•第一节基础油•一、矿物润滑油•二、合成润滑油•三、硅油•第二节稠化剂•一、皂基稠化剂•二、非皂基稠化剂•第三节添加剂•一、抗氧剂•二、油性剂和抗磨极压剂•三、防锈剂和防腐剂•四、拉丝剂（粘附剂）•五、结构稳定剂•六、着色剂•七、固体添加剂••第三章润滑脂的生产设备•一、常压皂化釜与调合釜•二、压力釜•三、接触器•四、混合及冷却设备•五、过滤设备•六、研磨均化设备•七、脱气设备•第四章润滑脂的生产工艺•第一节皂化中用碱量的计算•第二节生产工艺•一、钙基润滑脂的生产•二、钠基润滑脂的生产•三、锂基润滑脂的生产•四、复合皂基润滑脂的生产•五、聚脲润滑脂的生产•六、膨润土润滑脂的生•第五章润滑脂的性能及评定方法•第一节润滑脂的流变性能及低温性能•一、锥入度•二、机械安定性•三、强度极限•四、相似粘度•五、低温转矩•第二节润滑脂的高温性能及轴承性能•一、滴点•二、蒸发损失•三、润滑脂的氧化安定性•四、润滑脂的胶体安定性•五、润滑脂的轴承寿命•六、润滑脂的轴承漏失量•七、润滑脂的降低噪音特性•八、润滑脂的抗磨极压性•第三节润滑脂的防护性能及其它性能•一、防护性能•二、抗水性能•三、润滑脂的机械杂质和水分•第四节润滑脂与橡胶的相容性•一、润滑脂与橡胶的相容性的意义•二、润滑脂与合成橡胶相容性试验方法•第五节贮存安定性第六章润滑脂的选用一、考虑使用润滑脂的应用场合和用途二、考虑润滑部位的工作温度三、考虑润滑脂润滑部位的负荷四、考虑润滑脂润滑部位的速度五、考虑润滑部位的环境和所接触的介质六、考虑润滑脂的加注方法七、经济性方面考虑第七章国内润滑脂替代国外高档润滑脂技术一、组成对比法二、使用性能对比法三、使用部位类比法四、特种产品的替代第八章润滑脂生产线的设计规划第一节场地环境的设计第二节制脂釜的设计第三节调和釜的设计第四节均化设备第五节其他设备第六节润滑脂生产线实例第一章润滑脂的基础知识•第一节润滑脂的定义•润滑脂是将稠化剂分散于液体润滑剂中所组成的一种稳定的固体或半固体产品。这种产品可以加入脂在改善某种特性的添加剂。•稠化剂、基础油和添加剂是润滑脂的三大主要组分。润滑脂不是一个新的化合物，但也不是简单的物理混合物，而是通过稠化剂和基础油的化学特性形成的稳定、分散均匀的体系。•并非任何物质都能轻易分散到任何液体而获得高粘度的体系。要获得物理安定的二元分散体系，决定于分散体和分散介质的性质和分散的程度。制脂技术在很大程度上涉及到如何经济、有效地把稠化剂分散在液体润滑剂中。第二节润滑脂的组成•基础油（70%--90%）•稠化剂（10%--30%）•添加剂及填料（5%以下）一、基础油•（一）基础油的作用•基础油本身是液体润滑剂，它对润滑脂的润滑性能有重要影响。（蒸发性、对橡胶密封材料、低温性能、高温性能）•润滑脂的粘度和泵送性受基础油粘度的影响。润滑脂的胶体安定性与基础油的种类和粘度有关，基础油的粘度愈小，润滑脂愈易分油•对于某些特殊条件下使用的润滑脂，其基础油还要求具有一些特殊性能，如抗辐射、耐化学介质等。（二）基础油知识基础油主要分矿物基础油及合成基础油两大类。矿物基础油应用广泛，用量很大（约90%以上）。矿油基础油由原油提炼而成。润滑油基础油主要生产过程有：常减压蒸馏、溶剂脱沥青、溶剂精制、溶剂脱蜡、白土或加氢补充精制。基础油分类（1）美国石油协会对基础油的分类作了规定：类别饱和烃含量/%黏度指数VI硫含量/%(质量分数)Ⅰ90%80~1200.3Ⅱ＞90%80~1200.3Ⅲ＞90%80~1200.3Ⅳ聚α-烯烃(PAO)Ⅴ所有非I、II、III或IV类基础油•I类基础油通常是由传统的“老三套”工艺生产制得，从生产工艺来看，I类基础油的生产过程基本以物理过程为主，不改变烃类结构，生产的基础油质量取决于原料中理想组分的含量和性质。因此，该类基础油在性能上受到限制。;II类基础油是通过组合工艺（溶剂工艺和加氢工艺结合）制得，工艺主要以化学过程为主，不受原料限制，可以改变原来的烃类结构。因而II类基础油杂质少（芳烃含量小于10％），饱和烃含量高，热安定性和抗氧性好，低温和烟炱分散性能均优于I类基础油。III类基础油是用全加氢工艺制得，与II类基础油相比，属高黏度指数的加氢基础油，又称作非常规基础油（UCBO）。III类基础油在性能上远远超过I类基础油和II类基础油，尤其是具有很高的黏度指数和很低的挥发性。某些III类油的性能可与聚α-烯烃（PAO）相媲美，其价格却比合成油便宜得多。IV类基础油指的是聚α-烯烃（PAO）合成油。常用的生产方法有石蜡分解法和乙烯聚合法。PAO依聚合度不同可分为低聚合度、中聚合度、高聚合度，分别用来调制不同的油品。这类基础油与矿物油相比，无S、P和金属，由于不含蜡，所以倾点极低，通常在－40℃以下，黏度指数一般超过140。但PAO边界润滑性差。另外，由于它本身的极性小，对溶解极性添加剂的能力差，且对橡胶密封有一定的收缩性，但这些问题都可通过添加一定量的酯类得以克服。•V类：除I～IV类基础油之外的其他合成油（合成烃类、酯类、硅油等）、植物油、再生基础油等统称V类基础油。（2）润滑油基础油按其粘度指数（VI）进行分类项目超高粘度指数VI140很高粘度指数VI120高粘度指数VI90中高粘度指数VI40低高粘度指数VI40通用基础油UHVIVHVIHVIMVILVI专用基础油低凝深度精制UHVIWUHVISVHVIWVHVISHVIWHVISMVIWMVIWSLVIWLVIS基础油分类（3）根据原油性质分：分为石蜡基润滑油基础油（SN）大庆原油、中间基润滑油基础油（DN）（兰州石化）和环烷基润滑油基础（ZN）新疆原油。（4）根据馏分划分：馏分中性油与光亮油；A：馏分中性油以40℃赛氏粘度划分牌号：75、100、150、200、300、350、400、500、600、750、900。•B：光亮油以100℃赛氏粘度划分牌号：90、120、125/140、150。三、我国基础油厂家生产情况•（１）大庆石化公司基础油生产采用大庆原油，应用“老三套正序流程”工艺，即糠醛精制一溶剂脱蜡一白土补充精制。HVI150、400、650和HVIW400.•（２）大庆炼化公司润滑油是加氢异构脱蜡装置采用Ｃｈｅｖｒｏｎ公司的异构脱蜡专利技术。采用：加氢处理一异构脱蜡一加氢精制—常减压蒸馏工艺路线（2、5、10cst），•（３）大连石化公司以加工大庆原油为主，采用“老三套”、反序加工工艺，即糠醛精制一白土补充精制一溶剂脱蜡。HVI150、400、650•（4）兰州石化公司的基础油采用加氢处理装置，一段加氢处理一常减压蒸馏一二段加氢精制一溶剂脱蜡工艺路线，生产减三线、减四线、脱沥青油等。•（５）辽河石化公司采用辽河超稠油混大庆原油生产橡胶填充科、变压器油等产品，基础油相对加工路线短，成本低。•（６）抚顺石化一厂，润滑油基础油生产采用传统的润滑油生产“老三套”加工工艺（酮苯一糠醛一白土精制），ＨＶｌｌ５０、ＩｔＶｌ２００、ＨＶｌ３５０、ＨＶｌ４００四个品种的Ｉ类润滑油基础•（7）玉门石化公司应用“老三套正序流程”工艺，即糠醛精制一溶剂脱蜡一白土补充精制，生产HVI油。•（8）独山子石化主要采用老三套加工Ⅰ类基础油，2004年生产Ⅱ、Ⅲ基础油。•（9）克拉玛依石化公司采用加氢处理一临氢降凝一加氢精制—常减压蒸馏工艺主要生产橡胶填充油和BS光亮基础油。•（10）上海高桥石化公司采用雪佛龙异构脱蜡技术生产Ⅱ、Ⅲ基础油。矿物油•矿物油作润滑脂基础油的优点：润滑性能好、粘度范围宽，不同粘度的基础油适合制备不同用途的润滑脂。•矿物油作为润滑脂基础油的主要缺点是对高温和低温性能不能同时兼顾，适于低温用的基础油，高温时易蒸发和氧化，相反适于高温使用的基础油，低温流动性差。•润滑脂制造中用得较多的是环烷基油，也有用石蜡基或中间基油的。脂肪酸金属皂在环烷基油中的稠化能力比在石蜡基油中强，但石蜡基油的粘温好、粘度指数高，制备的润滑脂的粘温性也好。不同来源的矿物油由于在化学组成上的差异，对不同稠化剂的稠化能力和润滑脂的性能都有影响，所以，研制新产品时先考察稠化剂与基础油的配伍性。在润滑脂的制备中可以使用一种基础油，也可以将几种基础油调和后使用。合成油•α-烯烃油•烷基苯•酯类油•聚醚•硅油等•聚α-烯烃油•优良特性：•粘度范围宽，粘温性好；•凝点低，低温流动性好；•热氧化安定性好；•润滑性好；•与矿物油和其它合成油的相容性好；•抗水性好；•对添加剂感受性好。•现在，聚α-烯烃油作为润滑脂基础油主要用于生产低温润滑脂和通用润滑脂•烷基苯•烷基苯是由烷基化剂（如卤代烷、烯烃等）和苯缩合而成，属于合成烃的一类，常用的是重烷基苯。重烷基苯的主要特点是凝点低、粘温性好，主要用于制备寒区润滑脂•酯类油•酯类油是目前合成润滑脂中使用较多的一类基础油，它具有良好的润滑性能和高低温性能，对添加剂具有良好的感受性，凝点低、粘温性好。作为润滑脂基础油使用的酯类油有双酯和新戊基多元醇酯。•双酯的凝点、低温性好，但热安定性不太好，受热分解成酸和烯烃，生成的酸会腐蚀金属，生成的烯烃易氧化产生淤渣。在双酯中加入抗氧剂后可改善其氧化安定性。•新戊基多元醇酯的热安定性比双酯好。在合成润滑脂中使用的新戊基多元醇酯有：三羟甲基丙烷酯、季戊四醇酯、双季戊四醇酯。•硅油•硅油的主要优点是：①极好的粘温特性；②良好的低温性，凝点很低；③高温性好，蒸发性小、热安定性好、氧化安定性较好；④绝缘性能好；⑤剪切安定性好；⑥无毒、无腐蚀、憎水、抗燃。•硅油的主要缺点是：①边界润滑性差，对润滑性添加剂的感受性差；②甲基硅油与矿物油的混溶性较差；③硅油在高温下也能被氧化。•硅油的种类很多，有甲基硅油、乙基硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、烷基甲基硅油、氟硅油等。硅油分类•甲基硅油•乙基硅油（32#仪表脂）•甲基苯基硅油（抗辐射润滑脂的基础油）•甲基氯苯基硅油•烷基甲基硅油（长寿命的高负荷轴承润滑脂，能在-62~204℃范围内作用。）•氟硅油（航天用基础油，神七中航天导轨受力仓用脂）含氟油•全氟碳油•（1）氟氯碳油：氟氯碳油可作为抗化学密封脂的基础油。•（2）全氟烷基聚醚：全氟烷基聚醚可用作航天润滑脂、真空润滑脂、抗化学介质润滑脂的基础油（航天液压系统用超高温、超高压脂）聚醚•聚醚（烷撑聚醚）是由环氧乙烷（或环氧丙烷）聚合而成的。聚醚的主要优点是：①粘温性好、凝点低；②剪切安定性好；③对橡胶、塑料的侵蚀性小；④润滑性好。聚醚的主要缺点是：氧化安定性、热安定性差，与矿物油的混溶性差。•聚苯醚是一类较新的高温润滑液，可作为润滑脂的基础油，但价格贵。聚苯醚的突出优点是抗辐射性好，但粘温性差、低温性差，凝点高。各种润滑脂基础油的性能比较•种类矿物油聚α-烯烃双酯新戊基多元醇酯粘温性一般到良优优优高温性一般良一般到良良低温流动性一般到良优优优氧化安定性一般良差良润滑性优优优优抗辐射性一般差差差抗燃性差差差差种类聚乙二醇醚聚苯醚硅油全氟烷基聚醚粘温性优差优良高温性一般优优优低温流动性优差优良氧化安定性一般优一般优润滑性良良差优抗辐射性差优一般优抗燃性差良良优二、稠化剂•烃基稠化剂•皂基稠化剂•有机稠化剂•氟碳稠化剂•无机稠化剂烃基稠化剂•常用的烃基稠化剂有石蜡、地蜡、石油脂三种•种类组成碳数熔点分子量性状石蜡主要为正构烷烃C20～C3045～60℃300-500白色至黄色的片状结晶体地蜡主要为带长烷基侧链的环状烃C35～C5070～95℃500-700黄色至褐色的针状结晶体石油脂石蜡、地蜡和高粘度润滑油的混合物不低于55℃淡褐色•烃基稠化剂在温度高时能分散在基础油中，温度低时则能形成网状结构骨架，使基础油被稠化而失去流动性，成为油膏状。•用烃基稠化剂制成的润滑脂，抗水性好，不分油，防护性能强，但耐温性很差，使用温度一般在60