血脂稠【影响膨润土脂稠度的因素】

　　摘要：研究了影响膨润土脂的稠度的几个因素，试验表明：膨润土脂的稠度与膨润土含量、助分散剂种类、助分散剂量、后处理的工艺等密切相关。采用合适的助分散剂并严格控制工艺条件，可以得到高滴点的膨润土脂。
　　关键词：膨润土脂；助分散剂；润滑脂稠度
　　中图分类号：TE624.4 文献标识码：A
　　
　　0 前言
　　
　　膨润土脂具有高滴点、稠温性好、耐潮湿、化学稳定性好等优点［1］，而且有机膨润土是具有良好的生物降解性能润滑脂的稠化剂，所以膨润土脂的用途被广泛的关注。但由于其在稠化成脂的过程中受很多因素的影响，很难生产出性能优良的膨润土脂，所以在我国国内膨润土脂的产量很小，几乎是空白市场，所以研究膨润土稠化成脂的影响因素是开发膨润土脂的关键步骤之一。
　　
　　1 膨润土脂的特性
　　
　　膨润土脂是非皂基脂，没有纤维结构，其稠化成脂是由于膨润土颗粒在基础油中形成三维骨架结构，基础油均匀地填充在三维骨架空隙中，从而形成非牛顿体的润滑脂［2］，所以膨润土脂稠度的稳定性取决于三维结构骨架的形成和稳定。而影响膨润土脂结构骨架形成的主要因素有：（1）稠化剂的加入量；（2）助分散剂种类；（3）助分散剂的加入量；（4）后处理工艺的影响。由于膨润土加入量的影响是可以控制的，所以固定膨润土的加入量，分别考察助分散剂的加入量及后处理工艺对膨润土脂的稠度影响，并根据考察结果进行了讨论。
　　
　　2 试验部分
　　
　　试验原料：膨润土（二甲基十八烷基苄基胺化膨润土）；
　　助分散剂；
　　基础油（500SN）；
　　抗氧剂(胺类抗氧剂)；
　　防锈剂（石油磺酸类防锈剂）；
　　工艺：将膨润土与基础油按一定比例混合搅拌均匀，加入助分散剂，快速搅拌成脂，加热至一定温度，恒温一定时间将过量的助分散剂排出，同时使润滑脂结构更加稳定。加入抗氧剂、防锈剂冷却后处理，得到膨润土润滑脂。
　　
　　3 试验过程
　　
　　膨润土稠化基础油主要是由于膨润土颗粒形成的三维骨架结构，基础油吸附在三维骨架结构中，从而形成触变型的膨润土润滑脂。润滑脂的稠度受四方面的影响：①助分散剂的种类；②助分散剂的用量；③稠化工艺；④后处理的时间。
　　3.1 助分散剂种类对润滑脂稠度的影响
　　助分散剂的作用是帮助膨润土颗粒均匀的分散到基础油中，并通过氢键形成稳定的三维骨架结构。膨润土的种类不同，助分散剂对其稠度的影响也不尽相同。通过改变助分散剂的种类（固定稠化剂的含量），考察润滑脂的稠度变化来找出与该种类膨润土相适应的助分散剂，其结果如表1。
　　
　　从表1中的数据可以看出对于同一型号的有机膨润土，在相同稠化剂含量的情况下，使用不同的助分散剂，得到的润滑脂稠度相差较大，所以对于有机膨润土在稠化成脂时，要考虑进行助分散剂的筛选过程。筛选出与所使用的有机膨润土相匹配的助分散剂的类型。
　　3.2 助分散剂用量对润滑脂稠度的影响
　　膨润土将基础油稠化成脂的过程中，由于其很难形成三维立体骨架结构而将基础油吸附在其结构中形成触变型的润滑脂。需加入一定量的助分散剂帮助膨润土粒子之间形成氢键结构从而在基础油中形成稳定的骨架结构。所以助分散剂的加入量对润滑脂的稠度有明显的影响。考察结果如图1。
　　
　　从图1的曲线趋势可以看出，助分散剂的加入量对润滑脂稠度的影响很大，而且助分散剂的加入量对润滑脂稠度的影响有一个合适的范围，加入量超出此范围将使润滑脂锥入度变大（润滑脂变软），所以在润滑脂的成脂过程中一定要严格控制助分散剂的加入量，以保证最佳稠度。
　　3.3 稠化工艺对润滑脂稠度的影响
　　相同种类数量的稠化剂稠化相同种类数量的基础油，由于稠化工艺不同导致最终润滑脂的稠度存在很大的区别。采用相同量的稠化剂、相同量的基础油，相同种类相同用量的助分散剂，只是采用四种不同的稠化工艺，稠化结果如图2。
　　
　　从图2中的稠度可以看出在稠化剂量相同、助分散剂量相同，基础油量相同的情况下，采用不同的稠化工艺，生成的最终润滑脂的稠度相差很大（产品稠度由280~420）。主要原因是由于膨润土在基础油中充分分散才能形成润滑脂，在成脂过程中助分散剂的加入起到膨润土在基础油中充分分散的化学作用，而稠化工艺起到膨润土在基础油中充分分散的机械作用，当这两种方式（化学方式和机械方式）同时作用时可使有机膨润土在基础油中充分分散，使润滑脂达到最佳稠度，生产同样稠度的润滑脂达到稠化剂含量最低，产品性能最好。
　　3.4 后处理工艺对润滑脂稠度的影响
　　膨润土脂属于非皂基脂，没有明显的皂纤维结构，其形成润滑脂主要靠膨润土颗粒的充分分散，及颗粒间通过氢键形成网络结构而将基础油吸附在网络结构中，而形成触变型的润滑脂，所以后处理工艺对成品脂稠度的影响很大。我们主要考察了四种分散方式对成品脂稠度的影响。
　　3.4.1 三辊轧油机对膨润土脂稠度的影响
　　三辊轧油机是一种通用的后处理设备，其分散程度好，产品之间的切换也容易，但由于其产量小劳动强度高，一般只是多品种小批量生产的情况下采用三辊轧油机作为后处理设备。
　　三辊轧油机对膨润土脂稠度的影响如图3。
　　
　　从图3所示的曲线图可以看出，润滑脂锥入度随轧油的次数的变化而变化，当轧油达到合适的次数后润滑脂的锥入度达到最小，即膨润土颗粒得到充分分散，润滑脂的稠度达到最佳。之后润滑脂的锥入度随轧油的次数增多而变大（润滑脂变软）。
　　3.4.2 剪切时间对膨润土脂稠度的影响
　　剪切板是润滑脂通用的后处理设备，其特点是处理量大，工艺简单，易清洗，产品之间切换容易。剪切时间对膨润土脂锥入度影响如图4。
　　
　　从图4的润滑脂锥入度变化曲线趋势可以看出，膨润土脂的锥入度随着剪切时间的延长出现拐点，即润滑脂稠度随着剪切时间的变化其锥入度先由大变小，之后又由小变大。所以在后处理的过程中一定要掌握好剪切时间使膨润土脂的稠度达到最佳状态。
　　3.4.3 均质时间对膨润土脂稠度的影响
　　均质机是目前润滑脂后处理设备中出现较晚的，其工作原理是靠强大的压力对物料进行充分地分散，其特点是物料处理量大，皂纤维分散均匀，其对皂基脂的稠度影响最大，皂分散最均匀。是目前皂基脂生产中通常采用的后处理设备之一。考察均质时间对膨润土脂稠度的影响如图5。
　　
　　从图5可以看出均质时间对润滑脂稠度的影响随时间的延长出现一个拐点，即均质处理膨润土脂也有一个合适的时间。在这个时间以内润滑脂稠度随时间的延长锥入度逐渐减小，超过这个时间润滑脂锥入度逐渐增大。
　　从三种不同的后处理方式对膨润土脂锥入度的影响可以看出，膨润土脂的稠度随时间的延长有一个最佳点，超过这个最佳点润滑脂的稠度变大，这可能是由于形成润滑脂的最佳结构之后随着时间的延长润滑脂受到机械剪切程度的不同破坏了膨润土的骨架结构，使得润滑脂变软。
　　
　　4 结论
　　
　　通过以上的试验可以看出：膨润土稠化成脂受很多因素的影响，主要因素有①稠化工艺对膨润土脂稠度影响显著。②助分散剂的种类、加入量对膨润土脂的稠度也有显著的影响。③后处理的工艺和时间对膨润土脂的稠度也有明显的影响效果。对于膨润土润滑脂的稠度，后处理的时间存在一个最佳值，大于或小于这个最佳值都引起膨润土脂锥入度的增大。④膨润土脂生产过程中，影响膨润土脂稠度的因素很多，需全面进行考察，才能生产出合适的膨润土润滑脂。由于膨润土稠化基础油形成润滑脂结构的特殊性，导致不同的膨润土对基础油的稠化能力也不一样，对于不相匹配的膨润土和基础油可能会导致稠化能力降低甚至不能稠化成脂。有机膨润土是由无机膨润土进行表面处理而成，不同的表面处理剂得到不同的有机膨润土类型，所以不同型号的有机膨润土稠化能力也不尽相同，该试验只是相对于同一型号有机膨润土稠化与之相匹配的基础油进行的。所以对于生产膨润土脂，一定要先选好有机膨润土并选择与之相匹配的基础油，对于相匹配的膨润土与基础油还必须通过以上的选择试验才能使膨润土脂的稠度达到最佳。
　　
　　参考文献：
　　［1］ 中国机械工程学会摩擦学会润滑工程编写组.润滑工程［M］.北京.机械工业出版业，1986：126-132.
　　［2］ 李云康.膨润土基润滑脂的流变性能及其影响因素［J］.西安交通大学报，2000，34（10）：108-110.