第一節(jié) 鋰基潤滑脂的定義
鋰基潤滑脂是由天然脂肪酸(硬脂酸或12-羥基硬脂酸)鋰皂,稠化中等粘度的礦物潤滑油或合成潤滑油制成,而合成鋰基潤滑脂是由合成脂肪酸鋰皂,稠化中等粘度的礦物潤滑油制成。(可行性 研究 報告)
第二節(jié) 鋰基潤滑脂的特點
(1)鋰基潤滑脂,特別是12一羥基硬脂酸鋰基脂。只有兩個相變溫度。第一個相變溫度(即從偽凝膠態(tài)到凝膠態(tài))一般在170℃以上。第二個相變溫l度(即從凝膠態(tài)到溶膠態(tài))一般在200℃以上,因此基脂有較高的滴點(一般大干180℃),當(dāng)選用適宜的基礎(chǔ)油時,可以在120℃長期使用。短期可使用到150℃。
(2)鋰基潤滑脂,特別是12-羥基硬脂酸鋰基脂,通過電子顯微鏡可見其他纖維成雙股的、纏結(jié)在一起的紐帶狀,因此具有良好機(jī)械安定性。
(3)通過氣相色譜法測定12一羥基硬脂酸鋰和硬脂酸鋰對烷烴的吸附熱,發(fā)現(xiàn)12一羥基硬脂酸鋰和硬脂i酸鋰對皂纖維表面液相的結(jié)合強度及對晶體內(nèi)液相結(jié)合強度都是較大的。因此。鋰基脂具有較好的膠體安定性。
(4)鋰皂在水中的溶解度小。因此鋰基潤滑脂具有較好的抗水性,可以使用于潮濕和與水接觸的機(jī)械部位。
(5)鋰皂。特別是12一羥基硬脂酸鋰,對礦物油或合成油的稠化能力都比較強,鋰基脂與鈣基。鈉基脂相比,稠化劑量可以降低約1/3,而在較高溫度下使用壽命可以延長一倍以上。
(6)鋰基潤滑脂具有較小的摩擦系數(shù)。摩擦系敷為O。040基礎(chǔ)油用鋰皂稠化成脂,摩擦系數(shù)變?yōu)镺。008。而鈉皂制成的脂是0。012。
第三節(jié) 鋰基潤滑脂的背景技術(shù)
鋰基(包括復(fù)合鋰基)潤滑脂自問世以來,以其優(yōu)良的性能在世界各國得到廣泛的應(yīng)用,其產(chǎn)量為各類潤滑脂之首。它具有良好的抗水性、耐熱性、機(jī)械安定性和氧化安定性,使用周期長,范圍寬,是一種較理想的多用途、長壽命潤滑脂。
鋰基潤滑脂制備方法可根據(jù)使用制脂設(shè)備分為常壓法、壓力法和接觸器法,其中常壓法由于對設(shè)備要求不高是簡單易實現(xiàn)的工藝方法,在各個潤滑脂工廠廣泛使用。普遍的制備方法是將部分基礎(chǔ)油和12-羥基硬脂酸或硬脂酸或它們的混合物(復(fù)合鋰基脂還含有二元酸或多元酸)一起升溫至80 120°C,然后加入的單水氫氧化鋰飽和溶液,溶解度為 2。 3g/100g水(10°C ),工業(yè)一般用4 5倍的熱水溶解單水氫氧化鋰晶體,如US3,988,248實例I。 5kg單水氫氧化鋰用IOL沸水溶解;如果是冷水需用量更多,如CN101481637提出水量最多是氫氧化鋰總量的8倍水。然后待酸堿皂化反應(yīng)后再升溫脫水,直至升溫200 220°C,加入急冷油,后處理成脂出釜罐裝。如US4597881公開了一種鋰基潤滑脂的制備工藝,該工藝制備潤滑脂在反應(yīng)釜中加入基礎(chǔ)油(I)和脂肪酸和二元酸,然后100°C以下加入氫氧化鋰飽和溶液,反應(yīng)完全后脫水升溫至195 210°C,加入急冷油降溫160°C以上,最后用基礎(chǔ)油(II)調(diào)合。再如CN101705141公開了一種復(fù)合鋰基潤滑脂的制備方法,將部分基礎(chǔ)油與脂肪酸和二元酸混合加熱80 115°C時加入單水氫氧化鋰水溶液,進(jìn)行皂化反應(yīng),然后脫水,提高溫度至130 180°C進(jìn)行恒溫?zé)捴?,再升溫?00 220°C進(jìn)行最高溫度煉制,加入余量基礎(chǔ)油及添加劑降溫,研磨成脂。上述專利均需要使用大量的水以達(dá)到飽和或全溶解單水氫氧化鋰晶體,而這些水要在后續(xù)的脫水過程中全部蒸發(fā),這必然使脫水時間和能耗上大大增加,造成浪費。
第四節(jié) 鋰基潤滑脂的生產(chǎn)原料
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。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。
我國具有豐富的生產(chǎn)鋰基潤滑脂的原料,我國鋰儲藏量占世界第一位,占世界儲藏量的47%;我國蓖麻油的產(chǎn)量占世界第二位,僅次于巴西,與印度相當(dāng),因此我國發(fā)展鋰基潤滑脂生產(chǎn)具有非常有利的條件。
脂肪材料:鋰基潤滑脂所用脂肪材料的質(zhì)量好壞,對鋰基潤滑脂的質(zhì)量有著直接的影響。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)鋰基潤滑脂的脂肪原料最為適宜。
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)時,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70~80℃,并攪拌直到氫氧化鋰完全溶解為止。
常用的添加劑:鋰基潤滑脂常用的添加劑和其他潤滑脂相類似,但鋰基潤滑脂使用的添加劑更廣泛,它對于許多添加劑有著良好的配伍性。常用的添加劑主要有抗氧劑、金屬表面鈍化劑、防腐劑、結(jié)構(gòu)改善劑、極壓抗磨劑、色澤穩(wěn)定劑、拉絲性增強劑。
基礎(chǔ)油:鋰基潤滑脂與基礎(chǔ)油的配伍性好,可使用的基礎(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)。
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