增稠劑的種類有哪些(常見增稠劑的種類及特性)
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我們知道潤滑脂是由基礎(chǔ)油、增稠劑(也稱稠化劑)、添加劑(包括固體添加劑)三部分組成。潤滑脂比潤滑油多了增稠劑。增稠劑種類多樣,導(dǎo)致潤滑脂的種類和性能要比潤滑油復(fù)雜得多,因此,選油脂前需要了解潤滑脂的各個組成,特別是增稠劑的特性,來滿足設(shè)備日益增長的長壽、高效的潤滑要求。
一、增稠劑的作用及要求
增稠劑是潤滑脂中不可缺少的固體組分,其含量約占潤滑脂質(zhì)量的5%~30%。增稠劑能在基礎(chǔ)油中分散并形成結(jié)構(gòu)骨架,使基礎(chǔ)油被吸附在結(jié)構(gòu)骨架之中,形成半固體狀的潤滑脂。
作為潤滑脂的增稠劑必須滿足以下基本要求:
01、能夠均勻地分散
02、與油形成穩(wěn)定的分散體系
03、具有一定的穩(wěn)定性,不易變質(zhì)
04、增稠劑本身及變質(zhì)后的產(chǎn)物對設(shè)備材料的腐蝕磨損小
二、增稠劑的種類
增稠劑的種類很多,大體可分為兩大類:皂基和非皂基增稠劑。潤滑脂的性能很大程度上取決于增稠劑的種類。
1、皂基增稠劑
皂基增稠劑是目前潤滑脂用得最多的一類增稠劑,它是高級脂肪酸的金屬鹽,也稱金屬皂。皂分子一端是極性的羧基,另一端是非極性的烴基。在適當(dāng)條件下,皂分子靠相互吸引力形成交錯纖維狀的網(wǎng)格骨架,使油被吸附在網(wǎng)格骨架的空隙中,從而形成潤滑脂。
常見的金屬皂有;鋰皂、鈣皂、鋁皂等,為單皂類;如果有兩種或兩種以上種類的金屬皂復(fù)合而成的增稠劑,就形成復(fù)合皂,常見的復(fù)合皂有復(fù)合鈣皂、復(fù)合鋁皂、復(fù)合鋰皂等,復(fù)合引起潤滑脂綜合性能的提升,特別是滴點的顯著上升,復(fù)合脂的用量呈逐年上升之勢。
(1) 鋰皂、復(fù)合鋰皂:鋰基或復(fù)合鋰基脂具有各種優(yōu)良性能,屬于多效潤滑脂,特別是在高速應(yīng)用中。鋰基脂已占我國潤滑脂總量的70%以上。
(2) 鈣皂、復(fù)合鈣皂:鈣皂曾是潤滑脂工業(yè)中使用最早且用量最大的增稠劑,由于生產(chǎn)成本及性能的局限,近年來已逐漸被鋰皂取代,現(xiàn)常見的復(fù)合鈣基脂具有滴點高、抗水性好、極壓性好、膠體安定性好、在高溫也能保持適宜的軟硬度,以及價廉等優(yōu)點。
(3) 鋁皂、復(fù)合鋁皂:具抗水性很好的特點,鋁基脂滴點低,使用溫度低,用量較少,常見的復(fù)合鋁基脂具有高滴點及優(yōu)良的抗水性,良好的膠體安定性、機械安定性、氧化安定性,良好的泵送性,特別適合集中潤滑系統(tǒng)使用。
(4) 混合皂:由兩種以上的不同金屬皂作增稠劑的潤滑脂稱為混合皂基脂,如鋰-鈣基脂等。混合皂基脂將綜合單一皂的優(yōu)點,鋰-鈣基脂比鈣基脂的滴點高。
2、非皂基增稠劑
非皂基增稠劑常見的有膨潤土、硅酸鹽、聚脲、聚四氟乙烯(PTFE)等
(1) 膨潤土:膨潤土系以蒙脫石(也稱微晶高嶺石)為主要成分的黏土巖。膨潤土能吸附8~15倍的水分,吸濕后膨脹,膨脹倍數(shù)從幾倍到三十多倍。膨潤土的化學(xué)組分主要是二氧化硅、三氧化二鋁和水。在制備膨潤土增稠劑時,須將膨潤土的親水表面用覆蓋劑使其變?yōu)樵魉H油,才能在非極性的油中形成穩(wěn)定的分散體系。膨潤土潤滑脂沒有滴點,具有良好的高溫性、抗水性、極壓性、膠體安定性和良好的溫稠關(guān)系。
(2) 硅酸鹽:也稱硅膠,其主要成分是二氧化硅。硅膠本身不熔化,所制成的潤滑脂無滴點。但抗水性差、機械安定性差、老化硬化及受熱失去潤滑作用。這些缺點可以通過硅膠的表面改質(zhì)得到解決。
(3) 脲基增稠劑:聚脲基增稠劑是分子中含有一個或多個脲基—NH—CO—NH—的化合物。聚脲基脂屬多效高性能潤滑脂,具有很好的高低溫性能,良好的熱安定性和氧化安定性,良好的膠體安定性、機械安定性、抗水性等優(yōu)點,能在極壓鋰基脂不能適用的條件下進行潤滑,并能延長潤滑周期。
(4) 聚四氟乙烯(PTFE):聚四氟乙烯增稠劑是一種新型增稠劑,這類增稠劑具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性,所以適合作抗化學(xué)介質(zhì)潤滑脂。PTFE本身是固體潤滑劑,具有良好的摩擦特性、良好的化學(xué)惰性、良好的熱安定性,適合在高濃度氧氣、溶劑、燃料和酸堿污染的環(huán)境,適合高溫或低溫設(shè)備,以及長壽終身潤滑的設(shè)備,目前因價格較高還僅限于極端苛刻條件下使用。
除了上述的增稠劑,在市場上少見的鈉皂、酰胺皂、炭黑皂等不再累述。
下面舉例說明奇跡(Miracle Fact)部分潤滑脂中不同增稠劑對應(yīng)的技術(shù)數(shù)據(jù):
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