复合磺酸钙基脂
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复合磺酸钙润滑脂的性能及相关因素探讨刘鹏(鞍山海华油脂化学有限公司,鞍山114229)复合磺酸钙润滑脂的性能及相关因素探讨刘鹏(鞍山海华油脂化学有限公司,鞍山114229)摘要:介绍了国产复合磺酸钙润滑脂与国外某公司产品的性能(特别是高温性能及综合抗水性能),复合磺酸钙润滑脂的成脂机理,以及原料、工艺对复合磺酸钙润滑脂的影响。
关键词:复合磺酸钙;润滑脂;性能;原料;工艺复合磺酸钙润滑脂是一类新型润滑脂,与其他高温润滑脂相比,性能十分全面,本身就具有优异的高温性能、抗水性能、极压抗磨性能和防锈性能,其泵送性能也能够满足集中润滑的需要。
在同时具备高温、多水、重负荷等苛刻条件下的润滑效果要明显优于其他润滑脂,特别适用于钢厂连铸机、连轧机组及类似条件下设备的润滑,有利于简化润滑脂品种,方便用油管理。
具体适用部位有:矿用汽车轴承;选矿厂球磨机的主传动轴承;烧结厂振动筛轴承;炼铁厂焦车轴承;各种连铸机大包回转台齿圈;连铸机二冷区、扇形段、拉矫机、输送辊道轴承;各种带钢厂出坯辊道、粗轧机工作辊、精轧机工作辊、卷取机轴承、齿形接手、水泵轴承;无缝钢管厂轧管机定型辊;中厚板厂轧机工作辊、热处理炉的炉底辊道轴承;型材、线材厂轧机工作辊、冷床轴承等。
还适用于其他高温、重负荷、多水场合,如船舶、耐火、化工、汽车等行业设备的润滑。
1 复合磺酸钙润滑脂的性能及评述1.1复合磺酸钙润滑脂的性能国产复合磺酸钙润滑脂与国外某公司产品的对比见下表:1.2复合磺酸钙润滑脂的性能评述1.2.1高温性能如上表所示,两种复合磺酸钙润滑脂的滴点均大于300℃,分油为2%左右,高温可逆性不工作1/4锥入度差值较小。
而其他高温润滑脂,如复合锂、脲基脂在常规生产工艺下,相同试验条件下均有变稠倾向,表明在高温条件下复合磺酸钙润滑脂的稠度是最稳定的。
具体比较见下表:两种复合磺酸钙润滑脂的防护性能(铜与钢)均较好。
1.2.3泵送性能两种复合磺酸钙润滑脂的相似粘度接近(500 Pa.S以上),能够满足钢厂集中润滑要求。
XG/C4复合磺酸钙基润滑脂
概述
本产品系新一代复合磺酸皂稠化深精制高粘度矿物油,根据日本专利技术配方,
通过对化学键的有机改造,油脂具有极好的抗水性能和长期稳定性。
主要技术指标
主要性能
具有极佳的机械安定性及长的轴承寿命。
因钙盐本身就是一种非活性极压抗磨剂,所以具有优异的极压抗磨性。
本身比重比水大,遇水在较长时间均不乳化变质,在潮湿和水淋环境具有无与伦比的抗水性能。
用途
用于接触水的轴承(如:潮湿和水淋环境里的纺织机械或造纸机械等),钢厂热轧辊轴承、砑光轴承,高温环境里的低高速轴承(如:拉伸挖掘机、热熔风机、热定型机、高温染缸等),汽车轮毂轴承,重型机械、拖车转向轮,各种荷刻或重负荷工况条件下的工业设备。
适用温度:-20℃~+250℃,短期可达280℃。
包装规格
本产品采用1kg 塑桶包装、18kg 塑桶、180kg 铁桶包装。
杭州新港石油化工有限公司
XINGANG PETRO CHEMICAL CO., L TD HANGZHOU 地 址:中国浙江省建德市新安江望江路22号 邮 编:311600。
复合磺酸钙基脂20世纪60年代,这些早期磺酸钙基脂,制配过程中,引入了高碱化技术,制成了高碱性磺钙,当时非常粘稠,低温泵送性差,再加上生产成本高,影响广泛应用。
80年代中期人们又将脂肪酸和硼酸盐放进去,制成高碱性磺酸盐复合钙,不但克服了低温泵送性差,而且有优良的高低温性能,机械安定性,胶体安定性,氧化安定性,抗水抗腐、防锈、抗压抗磨,被称为“新一代高效润滑脂”。
改进后的复合磺酸钙在很多方面超过了其他高温脂如复合锂基脂,复合铝基脂和聚脲脂的性能。
20世纪80年代已在钢铁、冶炼、造纸、海洋运输、铁路、发电、汽车、建筑、食品、特别是高温、潮湿、水流(包括海水),腐蚀、重载冲击负荷下都表现优秀性能,更好地是本品,不含重金属,和有害环境的其他添加剂,复合磺酸钙及占润滑脂总量百分比逐年上升,在4年里共上升178.10%,特别是北美,欧洲几乎囊括了复合磺酸钙基脂全部生产量。
美国和加拿大他们的产量占到约95%中国目前还属起步阶段,2002年前中国还没有这种脂,现在产量只占脂总量0.08%,占全球0.99%。
(一)高温性能复合磺酸钙基润滑脂的滴点大于300 C,甚至可达到340 C ;在烘箱中经受100C烘烤24h后不变色、无裂纹、不软化;具有良好的温度一稠度关系和热可逆性,稠度随温度变化较小,加热至318 C也不变成流体,冷至室温仍能恢复原来的润滑脂结构(而普通复合钙、复合锂、聚脲润滑脂不具有热可逆性)。
在163 C轮轴承漏失量试验(ASTM D1263)中,复合磺酸钙基润滑脂无漏失、硬化或失效的迹象。
在寿命试验(ASTM D 3336)中,复合磺酸钙基润滑脂的性能远超过其他高温润滑脂的性能。
几种高温润滑脂的高温性能测试结果见下表。
表复合磺酸钙基润滑脂与其他高温润滑脂的高温性能比较)试验和低温转矩用的优质高温润滑脂一复合锂基润滑脂、 复合铝丛润滑脂和聚脲润滑脂, 环境中也能发挥出色的润滑作用,这已被工业应用所证实。
文章编号 :1672-4364(2010 01-0010-02红外光谱分析在复合磺酸钙润滑脂研制中的应用李春秀(中国石油化工股份有限公司润滑油重庆分公司 , 重庆 400039摘要 :高性能复合磺酸钙基润滑脂的制备过程中需要将碳酸钙的晶型转变为方解石晶型 , 介绍了利用红外光谱来选择转化剂和确定转化条件制备高性能复合磺酸钙基润滑脂的方法。
低碳醇是合适的转化剂。
关键词 :红外光谱 ; 复合磺酸钙润滑脂 ; 碳酸钙 ; 醇 ; 方解石晶体中图分类号 :TE 626. 4 文献标识码 :A收稿日期 :2009-05-05作者简介 :李春秀 , 女 , 高级工程师 , 1985年毕业于原成都科技大学 (现四川大学 , 现任职于中国石化润滑油重庆分公司 , 主要从, 。
高性能复合磺酸钙基润滑脂具有优异的氧化安定性、防锈蚀性、抗水性和抗磨极压性 , 是一种综合性能优良的润滑脂 , 具有良好的发展前景。
高性能复合磺酸钙基润滑脂在制备过程中 , 碳酸钙晶型的变化是获得高性能产品的关键。
根据物质晶型不同 , 其红外特征峰的位置和形状也要发生相应变化的缘故 , 采用红外光谱分析研究了高碱性复合磺酸钙从透明胶状液体向润滑脂转化过程中碳酸钙晶型的变化 , 为确定转化剂 , 反应温度和反应时间提供参考依据。
1 实验部分 1. 1 实验仪器美国尼高力公司产 N ico letM agna I R 550傅里叶变换红外光谱仪 , 分辨率 4c m -1, 扫描次数为 32次 ; OMN I C 操作软件。
1. 2 实验方法高碱性复合磺酸钙 (即碳酸钙高碱磺酸钙的油溶液在含有活性氢化合物的参与下 , 通过一定工艺条件进行处理可制成高性能复合磺酸钙基润滑脂。
在制备过程中 , 胶体状的牛顿型高碱性复合磺酸钙转变成非牛顿型的润滑脂。
牛顿型复合磺酸钙流体的颗粒大小为 2nm -15n m, 其中的碳酸钙是非晶型的 (即无定型碳酸钙 ; 而在脂状复合磺酸钙中 , 碳酸钙以方解石晶型的含量居多 , 其颗粒大小为 15nm -500n m 。
稠化剂是润滑脂不可缺少的固体部分,占润滑脂总重量的5%~30%。
稠化剂将基础油增稠至半固态,它和基础油一样决定了润滑脂的性质。
稠化剂种类可分4大类,即皂基、烃基、有机和无机稠化剂。
烃基稠化剂一般使用温度很低(小于80℃),高温稠化剂以皂基、有机和无机为主。
1、皂基稠化剂皂基润滑脂是目前最常用的润滑脂,单金属皂润滑脂使用温度不高(小于120℃),不能满足高温条件,目前使用的高温皂基脂主要是复合皂基脂,主要有复合锂、复合钙、复合铝,其中以复合锂使用最多。
①复合锂复合锂基脂的高温性能优越,滴点可达283℃,比锂基润滑脂的滴点提高100℃左右,使用温度可达160℃。
同时还具有较好的机械安定性和高温轴承性能。
复合锂是由锂皂和其它锂盐一起共结晶组成的。
研究表明,二元酸或硼酸与l2-羟基硬脂酸制成的复合锂基脂性能较好,三组分锂基脂性能优于二组分,尤其以l2-羟基硬脂酸、硼酸、二元酸三组分复合效果最好,成脂滴点高,热安定性好。
②复合钙复合磺酸钙基脂具有高的滴点(大于260℃),其使用温度可以提高到177℃。
复合磺酸钙基脂的稠化体系,主要由两部分组成,一部分是非牛顿体的磺酸钙,另一部分是复合钙皂,它们在体系中既有物理混合,又有化学缔合,是一个较复杂的化合物体系。
高碱性磺酸盐复合钙基脂不仅具有良好的高温性、胶体安定性、抗水抗腐性,而且具有突出的极压抗磨性和机械安定性,其低温性能也有很大改善。
③复合铝复合铝基润滑脂具有较高滴点、优良的抗水性、良好的热稳定性和氧化稳定性。
它较复合锂基脂突出的优点是良好的泵送行和独特的热可逆性,受热后再冷却短时间就能恢复原来的结构,特别适合集中润滑系统使用。
④复合钛复合钛基润滑脂是一种较新的高温润滑脂,目前我国还没有工业化生产。
复合钛基润滑脂具有很好的高温性能,滴点可达294℃,在高温下有较长的使用寿命。
此外还有较好的极压抗磨性和抗水淋性,性能超过了复合锂基脂和铝基脂。
2、有机稠化剂有机稠化剂是指金属皂和固体烃以外的有稠化作用的有机物,如芳基脲、酰胺、酞青颜料和阴丹士林染料等。
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201780079833.3(22)申请日 2017.12.21(30)优先权数据102016125289.1 2016.12.21 DE(85)PCT国际申请进入国家阶段日2019.06.21(86)PCT国际申请的申请数据PCT/DE2017/101100 2017.12.21(87)PCT国际申请的公布数据WO2018/113850 DE 2018.06.28(71)申请人 福斯油品集团地址 德国曼海姆(72)发明人 罗马·穆勒 斯蒂芬·穆勒 (74)专利代理机构 北京律和信知识产权代理事务所(普通合伙) 11446代理人 冷文燕 王月春(51)Int.Cl.C10M 169/02(2006.01)(54)发明名称复合钙基润滑脂和复合磺酸钙基润滑脂在钢丝绳润滑中的应用(57)摘要本发明涉及复合钙基和复合磺酸钙基润滑脂组合物作为钢丝绳润滑剂的应用。
此外,本发明还涉及用于生产钢丝绳的方法和设有润滑脂组合物的钢丝绳。
权利要求书2页 说明书19页 附图3页CN 110234745 A 2019.09.13C N 110234745A1.润滑脂组合物作为钢丝绳润滑剂的应用,其中所述润滑脂组合物是(i)复合磺酸钙基润滑脂组合物,所述复合磺酸钙基润滑脂组合物包括方解石结构的碳酸钙,(ii)复合钙基润滑脂组合物,所述复合钙基润滑脂组合物进一步包括至少一种凝固点高于70℃的蜡,或(iii)由(i)和(ii)组成的混合物。
2.根据权利要求1所述的应用,其中所述复合磺酸钙基润滑脂组合物(i)还包括至少一种凝固点高于70℃的蜡。
3.根据权利要求1或2所述的应用,其中在制造所述钢丝绳时,将所述润滑脂组合物引入所述钢丝绳中,优选在将多根绞线和/或金属线绞成钢丝绳之前引入。
4.根据权利要求1、2或3所述的应用,其中所述复合磺酸钙基润滑脂组合物(i)包括:(a)基础油,所述基础油的重量百分比为5%-80%,优选20%-55%;(b)磺酸钙,所述磺酸钙的重量百分比为10%-80%,其中还具有碳酸钙并至少部分地或完全地以方解石结构存在;(c)另一种磺酸;并且所述润滑脂组合物是高碱性的。
蜀光复合磺酸钙基润滑脂产品性能特点:本产品以复合磺酸钙皂稠化优质润滑油,采用行业先进技术经特殊工艺精制而成。
产品具有优良的耐高温性、极压抗磨性、机械安定性、抗水性、抗氧化安定性和胶体安定性。
为耐高温、高负荷、高转速的多用途高级润滑脂。
* 产品的主要成分为复合磺酸钙皂,其特性就是一种优异的非活性极压抗磨剂,因而它具有优异的抗磨极压性能,耐载荷性能。
不含铅等重金属极压添加剂或其它对人体健康和环境有毒害的物质,对环境友好,能用在食品粗加工等机械设备上。
* 出众的耐水性能,与大量水接触也没有显著的乳化现象,长期使用稠度变化不大,在潮湿、水淋环境中,具有优异的性能。
*热稳定性良好,产品的滴点在300摄氏度以上,能经受200摄氏度的高温工况考验,产品在使用时受热后降温至常温,可基本恢复原来的结构而不会发生润滑失效。
* 磺酸钙基脂的天然特殊性能使其具有优良的抗氧化和抗腐蚀性能,因此防护性能优势明显,可作为绝大多数需防护的设备防护脂广泛使用在多个领域。
* 我公司可以根据用户的使用需求,为客户“量身定做”生产专用的复合磺酸钙基润滑脂,满足设备不同工况的润滑需求。
如可以生产水下设备专用的复合磺酸钙基润滑脂;有特殊粘附要求的特种复合磺酸钙基脂;集中润滑用的复合磺酸钙基润滑脂等。
产品推荐应用示例* 接触到水的轴承(在潮湿、水淋环境里的纺织机械、造纸机械)* 高温环境里的低速至高速轴承(如拉伸拉幅机、热熔风机、热定型机、高温染色缸等)* 钢厂热轧辊轴承、烧结机滑道轴承、连铸机轴承、砑光辊轴承* 重型机械、拖车转向与底盘的润滑与防护* 各种苛刻工况或重负荷工况条件下的工业设备润滑与防护* 全气候高档车辆轮毂及高速行驶时润滑部位易产生高温的车辆* 各种电机轴承使用保管注意事项:* 适用温度范围:-30℃~ +200℃,短期可达+250℃。
* 置阴凉、通风、干燥的库内存放。
* 容器盖严,避免混入水份和杂质。
* 使用中避免混入其它不同类型的产品。
复合磺酸钙基脂
20世纪60年代,这些早期磺酸钙基脂,制配过程中,引入了高碱化技术,制成了高碱性磺钙,当时非常粘稠,低温泵送性差,再加上生产成本高,影响广泛应用。
80年代中期人们又将脂肪酸和硼酸盐放进去,制成高碱性磺酸盐复合钙,不但克服了低温泵送性差,而且有优良的高低温性能,机械安定性,胶体安定性,氧化安定性,抗水抗腐、防锈、抗压抗磨,被称为“新一代高效润滑脂”。
改进后的复合磺酸钙在很多方面超过了其他高温脂如复合锂基脂,复合铝基脂和聚脲脂的性能。
20世纪80年代已在钢铁、冶炼、造纸、海洋运输、铁路、发电、汽车、建筑、食品、特别是高温、潮湿、水流(包括海水),腐蚀、重载冲击负荷下都表现优秀性能,更好地是本品,不含重金属,和有害环境的其他添加剂,复合磺酸钙及占润滑脂总量百分比逐年上升,在4年里共上升178.10%,特别是北美,欧洲几乎囊括了复合磺酸钙基脂全部生产量。
美国和加拿大他们的产量占到约95%,中国目前还属起步阶段,2002年前中国还没有这种脂,现在产量只占脂总量0.08%,占全球0.99%。
(一)高温性能
复合磺酸钙基润滑脂的滴点大于300℃,甚至可达到340℃;在烘箱中经受100℃烘烤24h后不变色、无裂纹、不软化;具有良好的温度—稠度关系和热可逆性,稠度随温度变化较小,加热至318℃也不变成流体,冷至室温仍能恢复原来的润滑脂结构(而普通复合钙、复合锂、聚脲润滑脂不具有热可逆性)。
在163℃轮轴承漏失量试验(ASTM D1263)中,复合磺酸钙基润滑脂无漏失、硬化或失效的迹象。
在寿命试验(ASTM D 3336)中,复合磺酸钙基润滑脂的性能远超过其他高温润滑脂的性能。
几种高温润滑脂的高温性能测试结果见下表。
表复合磺酸钙基润滑脂与其他高温润滑脂的高温性能比较
用的优质高温润滑脂一复合锂基润滑脂、复合铝丛润滑脂和聚脲润滑脂,在非常苛刻的高温环境中也能发挥出色的润滑作用,这已被工业应用所证实。
(二)低温特性
用来测定润滑脂低温性能的方法是美钢流动性(US Steel mobility)试验和低温转矩试验(ASTM D 178)。
美钢流动性试验是测试润滑脂在指定温度和压力下的流动阻力,在这一试验中,磺酸钙基润滑脂在17.8℃下的泵送能力为0.12g/s;低温转矩试验中,磺酸钙基润滑脂在4.4℃下的启动转矩小于10000kgf·cm。
根据低温试验和寿命试验结果,复合磺酸钙基润滑脂的使用范围可定为-7.8~176℃。
对比试验数据见下表。
能可以适应大多数低温流动和转矩的要求,但仍然还是不能与复合锂基脂相媲美,这归因于复合碘酸钙基润滑脂含有比其他类型润滑脂较高比例的皂含量。
三、机械安定性
为了检测润滑脂的机械安定性,采用了工作后的稳定性试验(ASTM D 217)和滚筒稳定性试验(ASTM D 1931)从表中数据可看出磺酸钙基润滑脂的机械安定性很好,经10万次剪切后锥入度基本不变;滚筒稳定性测试中脂膜不破损,在高温滚筒稳定性试验中也能运行较长时间。
四、抗水性
市场上大部分润滑脂产品的密度小于950kg /m
3
,而调整高碱性磺酸钙(密度大于1000kg /m 3
,在润滑脂中的含量并且选择适当的基础油,可以使复合磺酸钙基润滑脂的密度大于水的密度,抑制由于密度小而浮于水分子表面、脱离润滑点的趋势,因此,该类脂用在潮湿、浸水和有水流的场合具有无与伦比的优势。
由表可知,加水50%的磺酸钙基经10万次剪切后的锥入度基本无变化。
润滑脂的抗水淋试验和加水50%后的2h 滚筒稳定性试验都表明,磺酸钙基脂有良好的抗水性。
表 复合磺酸钙基脂的抗水性
从慨述中已经了解到磺酸钙本身就是一种防锈剂,含有磺酸钙稠化剂的复合磺酸钙基脂 的基础脂就有防锈和抗腐蚀性能,因此在防锈性能上没有其他润滑脂可与之相比。
不加防腐剂的该类润滑脂基础脂在轴承防锈试验中可达一级,铜片、钢片腐蚀试验均合格。
因此很容易通过去离子水和合成海水的防锈试验(ASTM D 1743),而其他多效润滑脂要通过试验必须额外添加防腐剂。
另外,从几种多效润滑脂的盐雾试验(ASTM B 11773)结果比中可以明显的看出复合磺酸钙基脂优异的防锈抗腐蚀性,见下表。
六、极压抗磨性
评定润滑脂极压性能的台架试验是梯姆肯试验OK 负荷试验(ASTM D 2509)和四球机极
压特性试验(ASTM D 2596)。
复合磺酸钙丛脂的梯姆肯试验OK值为289N;四球负荷—磨损指数LWI为638N;四球烧结负荷为4905N,甚至可以达到7840N,这说明复合磺酸钙基脂具有优异的极压性能。
润滑脂的抗磨性用四球机法(ASTM D 2266)以一定负荷和时间下的磨迹直径来评定。
复合磺酸钙基脂的平均磨迹直径为0.39mm,体现了该脂优异的抗磨性能。
相应的评定结果以及同其他几种极压润滑脂的极压抗磨评定数据对比见下表。
需要指出的是,复合磺酸钙基润滑脂的极压抗磨性能数据是在不加有任何极压抗磨添加剂的基础上得到的,而其他几种极压润滑脂的极压抗磨性能需要加相应的添加剂才能达到。
表复合磺酸钙基润滑脂和其他高温润滑脂极压抗磨性对比数据
七、氧化安定性
在氧弹法测定润滑脂的氧化安定性试验(ASTMD 942)中,复合磺酸钙基润滑脂试验500h 后的压力降为13795Pa;1000h后的压力降仅为62077Pa。
这说明复合磺酸钙基润滑脂具有良好的氧化安定性,其性能远超过其他高级润滑脂。
在改进的CM9075P试验中,涂有薄层润滑脂的铁片放在148.9℃的烘箱中保持100h。
在试验中,其他多效脂炭化、变硬或变成胶质状物质,而复合磺酸钙基润滑脂仍保持柔软的油脂状结构。
这说明此润滑脂具有良好的抗氧化能力。
相应的评定结果以及同其他几种润滑脂的评定数据对比下表。
表复合磺酸钙基润滑脂和其他高温润滑脂氧化安定性对比数据
八、集中润滑系统的稳定性
在各种润滑系统中,润滑脂集中润滑是供给大量润滑点润滑的最有效、最经济的方法。
润滑脂的低析油性、老化倾向小和良好的泵送性是判断润滑脂能够集中润滑的重要依据。
复合磺酸钙基润滑脂在贮存期间具有低析油性(ASTM D 1742)、低温流动性和抗老化能力,这证明该类润滑脂适合于润滑脂集中润滑系统。
综上所述,复合磺酸钙基润滑脂的内在性能非常好,尤其是应用于高温、潮湿、水流(包括海水)、腐蚀、重载、冲击负荷存在时表现出优秀脂的性能。
下表给出了复合磺酸钙基润滑脂同其他复合润滑脂、皂基润滑脂的大致性能对比,显而易见磺酸钙基润滑脂的综合性能非常好。
表复合磺酸钙基润滑脂和其他高温润滑脂性能对比。