林漪齊

中國石化潤滑油有限公司上海研究院

本文以普通軸承潤滑防銹油的添加劑配方體系為基礎(chǔ)，對(duì)基礎(chǔ)油、降凝劑及油性劑進(jìn)行了篩選，開發(fā)了一種具有良好的低溫性、抗磨性、抗氧抗腐性和防銹性的低溫型軸承潤滑防銹油。

近年來，軸承市場需求總量增長較快，國內(nèi)主機(jī)配套、機(jī)械設(shè)備維修和產(chǎn)品出口的飛速發(fā)展帶動(dòng)了我國汽車軸承、紡機(jī)軸承、鐵路軸承、家電用軸承等軸承行業(yè)的快速發(fā)展。軸承廣泛應(yīng)用于各類機(jī)械的標(biāo)準(zhǔn)件中。為了延長軸承的使用壽命、降低損耗、減少噪音，必須使用合適的軸承潤滑防銹油來有效降低摩擦、減少磨損并起到冷卻、防銹的作用。在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，普通軸承潤滑防銹油冬季在北方地區(qū)使用時(shí)，存在低溫流動(dòng)性不好、設(shè)備啟動(dòng)困難等問題。為解決這個(gè)問題，開展了低溫型軸承潤滑防銹油的研制工作，以滿足低溫環(huán)境下的軸承潤滑防銹要求。

低溫型軸承潤滑防銹油質(zhì)量指標(biāo)

考慮到軸承潤滑防銹油需要具備良好的抗磨性、抗氧抗腐性和防銹性能，同時(shí)基于客戶對(duì)低溫性能的要求，制定了低溫型軸承潤滑防銹油產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)，見表1。

與普通軸承潤滑防銹油相比，研制產(chǎn)品的傾點(diǎn)降低到不高于-25 ℃，降低傾點(diǎn)是為了使產(chǎn)品在低溫環(huán)境下有更好的流動(dòng)性，防止產(chǎn)生設(shè)備啟動(dòng)困難的問題。

研制過程

為滿足客戶在低溫環(huán)境下使用的要求，需選擇低溫性能良好的基礎(chǔ)油，并以普通軸承潤滑防銹油的添加劑配方體系為基礎(chǔ)，增加合適的降凝劑進(jìn)行復(fù)配以降低產(chǎn)品的傾點(diǎn)，另外為提升產(chǎn)品的儲(chǔ)存穩(wěn)定性能，對(duì)油性劑進(jìn)行了調(diào)整。

基礎(chǔ)油的選擇

按照研制產(chǎn)品的40 ℃運(yùn)動(dòng)黏度選擇基礎(chǔ)油A和傾點(diǎn)較低的基礎(chǔ)油B進(jìn)行調(diào)配。同時(shí)，考慮到基礎(chǔ)油對(duì)降凝劑的感受性不同，還選擇與基礎(chǔ)油A黏度相近但對(duì)降凝劑感受性較好的基礎(chǔ)油C來和基礎(chǔ)油B進(jìn)行調(diào)配，并進(jìn)行2組性能比對(duì)。基礎(chǔ)油A、B、C的典型數(shù)據(jù)見表2。

降凝劑的選擇

降凝劑的作用機(jī)理是通過在油中蠟的表面吸附或共晶，對(duì)蠟晶的生長方向和形狀產(chǎn)生作用，防止油品失去流動(dòng)性，從而降低油品的傾點(diǎn)。它的品種有烷基萘、聚酯類和聚烯烴等。

由于該產(chǎn)品只要求降低傾點(diǎn)，其他指標(biāo)不變，選擇加入常用的聚酯類降凝劑D進(jìn)行傾點(diǎn)的考察，以確定加劑量。由于添加降凝劑對(duì)產(chǎn)品其他性能影響較小，因此其他添加劑組成分不變。傾點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果見表3。

從表3可以看出：

☆對(duì)于使用基礎(chǔ)油A和基礎(chǔ)油B的配方1～配方4，當(dāng)降凝劑D加劑量在0.1%～0.3%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)，研制配方傾點(diǎn)雖能滿足質(zhì)量指標(biāo)要求，但為了留有余量需增加降凝劑D的加劑量繼續(xù)降低傾點(diǎn)；將降凝劑D加劑量增至0.5%～0.8%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)，研制配方傾點(diǎn)滿足質(zhì)量指標(biāo)要求。

☆對(duì)于使用基礎(chǔ)油C與基礎(chǔ)油B的配方5～配方8，降凝劑D加劑量僅為0.1%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的配方5就可以滿足質(zhì)量指標(biāo)要求，而配方6～配方8由于降凝劑D加劑量的增加也增加了產(chǎn)品的成本，雖能滿足指標(biāo)要求，但從降本增效的角度考慮選擇配方5較為合適。

綜合考慮，選擇配方3和配方5，可以在控制成本的前提下，滿足低溫型軸承潤滑防銹油傾點(diǎn)指標(biāo)要求。

油性劑的選擇

油性劑是通過極性基團(tuán)吸附在摩擦面上，形成分子定向吸附膜，阻止金屬互相間的接觸，從而減少摩擦和磨損的。普通軸承潤滑防銹油使用的油性劑是油性劑E，它可以有效降低油品的磨斑直徑且成本較低，但在使用過程中發(fā)現(xiàn)它的油溶性較差。為此選擇油溶性較好的油性劑1、2、3、4在不含降凝劑的配方中考察并進(jìn)行了磨斑直徑考察和摩擦系數(shù)試驗(yàn)，從中選出油性劑E的替代品。試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表1 低溫型軸承潤滑防銹油質(zhì)量指標(biāo)

從表4可以看出，添加4種油性劑的配方的磨斑直徑試驗(yàn)結(jié)果均滿足質(zhì)量指標(biāo)要求，其中油性劑1的摩擦系數(shù)最小。因此，初步確定在配方中使用油性劑1，加劑量為a%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

表2 基礎(chǔ)油典型數(shù)據(jù)

表3 研制配方傾點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果

表4 油性劑考察試驗(yàn)結(jié)果

為考察油性劑1對(duì)油品氧化安定性的影響，在配方3、配方5中加入a%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）油性劑1，進(jìn)行了氧化安定性試驗(yàn)，結(jié)果見表5。

表5 改進(jìn)配方氧化試驗(yàn)結(jié)果

從表5可以看出，改進(jìn)配方的氧化安定性試驗(yàn)結(jié)果也滿足產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)要求。

經(jīng)濟(jì)性分析

由于配方5選用了成本較高的基礎(chǔ)油C，使得產(chǎn)品成本高于配方3，因此選用配方3作為低溫型軸承潤滑防銹油的最終配方。

研制產(chǎn)品全性能分析

對(duì)研制產(chǎn)品進(jìn)行了全性能分析，結(jié)果見表6。

表6 低溫型軸承潤滑防銹油全性能分析數(shù)據(jù)

從表6可以看出，研制配方完全滿足產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)要求。

結(jié)論

☆通過實(shí)驗(yàn)室考察，確定了低溫型軸承潤滑防銹油的產(chǎn)品配方。分析測試結(jié)果表明，研制產(chǎn)品滿足質(zhì)量指標(biāo)要求；能有效降低摩擦、減少磨損、起到冷卻、防銹的作用，并且有著良好的低溫流動(dòng)性能，可解決設(shè)備在低溫環(huán)境下啟動(dòng)困難的問題。

☆生產(chǎn)過程無新增污染源，研制的產(chǎn)品符合HSE要求。