润滑脂简介.pptx

1、高温润滑脂高温润滑脂高温润滑脂概述润滑脂是润滑剂中的一类，它在常温多数为油膏状(常称为半固体)，也有少数呈固态或半流体状态。NLGI（National Lubricating Grease Institute 美国国家润滑脂协会）最新定义：润滑脂是将一种或几种稠化剂分散到一种（或几种）液体润滑油中形成的一种固体或半固体的产物。为了改善某些性能，加入一些其它组分（添加剂或填料）。高温润滑脂高温润滑脂润滑脂的作用绝大多数润滑脂用于润滑，称为减摩润滑脂。有一些润滑脂主要用来防止金属生锈或腐蚀，称为保护润滑脂。润滑脂大多是半固体状的物质，具有独特的流动性。常温和静止状态时它像固体，能保持自己的形状而不

2、流动，能粘附在金属上而不滑落。在高温或受到超过一定限度的外力时，它又像液体能流动。润滑脂在机械中受到运动部件的剪切作用时，它能产生流动并进行润滑，减低运动表面间的摩擦和磨损。当剪切作用停止后它又能恢复一定的稠度。高温润滑脂高温润滑脂润滑脂的优点润滑脂的使用寿命长，供油次数少。润滑脂通常适用于苛刻条件，也适用于间歇或往复运动的部件上进行润滑。润滑脂保持能力强，密封性能好。可防止滴油和溅油污损产品，可在垂直位置下使用而不漏油。润滑脂在金属表面上粘附力强，可保护金属长期不锈蚀。润滑脂使用温度范围要比润滑油宽。高温润滑脂高温润滑脂润滑脂的缺点冷却散热作用不如润滑油。用脂润滑的设备，起动时摩擦力矩较大。

3、更换润滑脂比换润滑油复杂。高温润滑脂高温润滑脂润滑脂的组成润滑脂由基础油、稠化剂和添加物(添加剂和填料)所组成。基础油是液体润滑剂，常用的是矿物油，也有的润滑脂用合成油。稠化剂是一些有稠化作用的固体物质，常用的是脂肪酸金属皂，称皂基稠化剂。此外，现代润滑脂还使用非皂基稠化剂。高温润滑脂高温润滑脂润滑脂的结构概述润滑脂的结构是指润滑脂的稠化剂、添加剂和液体润滑剂组分颗粒的物理排列。正是这种排列的特性及稳定性决定着润滑脂的外观和物理性质等。润滑脂是由稠化剂（分散相）在一定工艺条件下稠化基础油（分散介质）构成的分散体系。分散相质点在润滑脂中存在的形态形状、大小及其分布，是关系润滑脂的胶体安定性、机械

4、安定性以及流变性能的重要因素。高温润滑脂高温润滑脂润滑脂的结构概述不同类型润滑脂制备试片后用电子显微镜观察，可以看到不同形态的稠化剂结构骨架及不同大小的纤维或颗粒。高温润滑脂高温润滑脂皂油凝胶粒分散体宏观上讲，皂基润滑脂是一个由分散相（稠化剂）和分散介质（基础油）组成的二相结构分散体系；从微观上讲，皂基润滑脂的分散相本身并不是纯的不合油的皂晶体，而是一个由皂晶体和油组成的两相结构分散体系。由皂纤维形成网状结构骨架，将基础油保持在其中，从而形成半固体状的润滑剂。高温润滑脂高温润滑脂皂油凝胶粒分散体处于皂分子晶格内部，由于受皂分子羟基端离子力场的影响，被维系在晶格内，低剪切力下很难被挤出。处于皂分

5、子二聚体的二维排列层之间，受皂分子烃链末端的范德华力场作用，被维系在结构内的力较弱。处于皂纤维（皂油凝胶粒子）的外部，即皂纤维之间的空隙处，所受维系力较小，容易从体系中析出。高温润滑脂高温润滑脂溶 胶皂分子高度分散在油中形成比油粘度稍大的单相体系。凝 胶单相体系，皂分子主要通过带负电的羧基与带正电的金属离子相互吸引形成聚集体，但聚集程度不太大。似凝胶二相分散体系，皂为不连续相油为连续相，皂晶体形成的骨架结构将大量油固定在其中。悬浮体二相分散体系，晶态的皂分散 在 油 中，皂的聚集程度大，皂分子排列紧密，油只吸附在皂晶体表面。皂油凝胶粒分散体皂油体系的相状态和凝聚过程 高温润滑脂高温润滑脂皂油凝

6、胶粒分散体皂分子基础油皂及油均为连续相皂为连续相，油为不连续相皂晶体基础油高温润滑脂高温润滑脂基础油基础油是润滑脂中不可缺少的组分，也是含量最多的组分。在大多数润滑脂中，基础油含量约占重量7090，也有一些润滑脂基础油含量高达95。润滑脂是具有结构骨架的两相分散体系，基础油是这种分散体系中的分散介质。基础油虽为液体，但在润滑脂中，它被保持在稠化剂所形成的结构骨架内，以致失去流动性，从而整个体系在常温呈半固体或固体状态。润滑脂的基础油包括矿物油、合成烃类油、酯类油、硅油、含氟油和醚型油等。高温润滑脂高温润滑脂矿物油矿物油是指一般石油润滑油，它是润滑脂生产中用量最多、使用最广而且价格最低的基础油。

7、矿物油作基础油的优点：润滑性能好、粘度范围宽、成本低，不同粘度的油品分别适于制备不同用途的润滑脂。矿物油的主要缺点是对高低温性能不能同时兼顾。适于低温用的基础油，高温时易蒸发和氧化，相反适于较高温度使用的基础油，低温流动性差。矿物油根据原油不同而有环烷基油(DN)、石蜡基油(SN)和芳香基油等类型。高温润滑脂高温润滑脂硅油硅油是一类液体聚有机硅氧烷，结构通式：式中R为烃基，当R全为甲基时，称为甲基硅油；当部分甲基被苯基取代时，则为甲基苯基硅油。另外还有乙基硅油、甲基氯苯基硅油、烷基甲基硅油和氟硅油。高温润滑脂高温润滑脂硅油的优点极好的粘温特性，在宽温度范围内粘度变化很小；具有优良的低温性能，凝

8、点很低(-60或-70以下)；高温性能好，热安定性很好，氧化安定性也较好；电绝缘性能好；剪切安定性好；无毒、无腐蚀性；憎水、抗燃；呈化学惰性。高温润滑脂高温润滑脂硅油的缺点边界润滑性差。硅油特别是甲基硅油和甲基苯基硅油，在钢-钢金属表面上滑动摩擦时的边界润滑性差，氯苯基硅油、烷基甲基硅油（烷基中碳原子数大于6）的边界润滑性比甲基硅油好，但低温性不如甲基硅油。甲基硅油对矿物油的混溶性较差；对普通的润滑性添加剂感受性较差；硅油在高温也能氧化。在高温氧化一段时间后形成凝胶，对金属粘附力差，失去润滑作用。高温润滑脂高温润滑脂甲基硅油甲基硅油的主要特点是粘温性好、凝点低（-60以下）、闪点高、高温蒸发量

9、比矿物油和双酯少。在150长期与空气接触不易变质。甲基硅油的缺点是：在钢-钢表面间润滑性差；和矿物油的混溶性差；对普通添加剂的感受性差；在204以上的高温下易氧化，生成凝胶。例如，在200经270小时才形成凝胶，而在250仅24小时就形成凝胶。高温润滑脂高温润滑脂甲基苯基硅油根据苯基含量在10以下、l0-30成30以上而分为低苯基、中苯基或高苯基甲基硅油。随着苯基含量增多，硅油的热安定性和氧化安定性提高，但粘温性有所降低。在制备润滑脂时，低苯基甲基硅油常用作低温润滑脂的基础油，中苯基申基硅油常用作高低温或高温润滑脂的基础油。高温润滑脂高温润滑脂稠化剂稠化剂是润滑脂中不可缺少的固体组分，其含量约

10、占润滑脂重量的l0-30左右。稠化剂能在基础油中分散和形成结构骨架，并使基础油被吸附和固定在结构骨架之中，从而形成具有塑性的半固体状润滑脂。稠化剂粒子或纤维是润滑脂这种肢体结构分散体系中的分散相，基础油则为体系的分散介质。高温润滑脂高温润滑脂稠化剂作为润滑脂稠化剂用的固体物质，须满足以下基本要求：在基础油中能够相对均匀地分散并达到适当的分散程度，并在长时间内不互相聚集成大颗粒；表面亲油，能与基础油形成稳定的分散体系；具有一定的稳定性，例如，在润滑脂使用条件下不因热熔化或发生化学变化而变质。本身不腐蚀磨损金属，变质后的产物也不腐蚀磨损金属。稠化剂种类包括皂基、烃基、有机和无机稠化剂。高温润滑脂高

11、温润滑脂皂基稠化剂金属皂皂基稠化剂是高级脂肪酸的各种金属盐，化学结构：金属皂的分子一段是极性的，另一端是非极性的烃基端。在适当的条件下，皂分子在基础油中能借羧基端的离子力和烃基端的分子力吸引聚结成皂纤维。皂分子的羧基端相互吸引在纤维的内部，烃基则指向纤维的表面，因而使纤维表面具有亲油性。皂纤维靠分子力和离子力互相吸引(主要靠分子力)而形成交错的网格骨架，使油被固定在结构骨架的空隙中，吸附在皂纤维的表面和熔化到皂纤的内部，从而形成润滑脂。高温润滑脂高温润滑脂皂基稠化剂金属皂单一金属皂：金属皂系高级脂肪酸的金属盐。如锂皂、钠皂、钙皂、钡皂、铝皂和锌皂等。混合皂：用二种或三种不同金属皂作稠化剂的润滑

12、脂称混合皂基润滑脂，此外，还有使用不同稠化剂的混合基脂。如果两种稠化剂用量比例适宜，则新体系中每种稠化剂的各自缺点将会减少，而增加它们的各自优点。复合皂：在这种皂中，皂的晶体或纤维是由两种或多种化合物共结晶形成的。这些化合物中包括普通皂和复合剂，由复合引起润滑脂的特性改变，通常可由滴点的增加显示。高温润滑脂高温润滑脂复合锂皂复合锂基脂是70年代发展的新产品。复合锂是由锂皂和其它锂盐一起共结晶组成的。12-羟基硬脂酸锂同壬二酸锂或癸二酸锂组成的复合锂基脂具有高滴点、良好的高低温性能、机械安定性和高速轴承性能。这种复合锂对硅油和酯类油都有较强的稠化能力。此外尚有用12-羟基硬脂酸锂和壬二酸二锂盐或

13、硼酸单锂盐的复合物制备复合理基脂。复合锂基脂既能保持锂基脂的良好的多效性，又能将其滴点曲80-210提高到250以上，而且延长了它的使用寿命。高温润滑脂高温润滑脂固体烃（烃基稠化剂）地蜡为黄色针状晶体，主要由异构烷烃和固体环状烃所组成，地蜡制成的润滑脂不易分油。石蜡为白色片状晶体，主要由正构烷烃组成，石蜡制成的润滑脂较易分油，因此常需加入一定量的地蜡。石油脂是石蜡和高粘度润滑油的混合物，是生产地蜡时的副产品。也可用来作润滑脂的稠化剂。固体烃在温度高时能溶于润滑油中，在低温时能形成晶体析出，析出的晶体也能交错形成网格，使润滑油失去流动性，从而形成润滑脂。高温润滑脂高温润滑脂有机稠化剂有机稠化剂指

14、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。它们多是一些带芳香环的、热安定性好的化合物。有机稠化剂在一定的工艺条件下，也能在基础油中形成结构骨架，从而制成润滑脂。高温润滑脂高温润滑脂脲基稠化剂分子中含有脲基（NHCONH）的化合物。脲基碉化剂是一种热安定性良好的稠化剂，它可以稠化矿物油或合成油制成脲基润滑脂。用它制成的润滑脂滴点高，热安定性好，可供高温使用。脲基润滑脂具有粘度随温度升高而加大，在室温又回复原状的独特性能，使它在轴承中有较长的高温工作寿命。脲基润滑脂还具有良好的肢体安定性、机械安定性、抗水性和抗辐射性等优点。因此，脲基稠化剂是一种有发展前途的

15、稠化剂。高温润滑脂高温润滑脂脲基复合稠化剂聚脲稠化剂在发展过程中，还出现了聚脲与皂基的复合稠化剂，如聚脲-醋酸钙、聚脲-醋酸钙-碳酸钙复合稠化剂等。在聚脲-醋酸钙-碳酸钙复合稠化剂中，碳酸钙是由氢氧化钙与二氧化碳作用生成的，使复合稠化剂成为聚脲、醋酸钙和碳酸钙的混合物。聚脲复合稠化剂能够稠化各种矿油和合成油，但不适合酯类油。聚脲复合脂属于多效润滑脂，这种润滑脂能够在极压锂基脂不能适用的条件下进行润滑，并能延长润滑周期。高温润滑脂高温润滑脂无机稠化剂无机稠化剂包括膨润土、硅胶和炭黑。膨润土系以蒙脱石为主要成分的粘土岩蒙脱石粘土岩。膨润土外观与陶土类似，呈蜡状、土状或油脂状光泽。膨润土能吸收815

16、倍体积的水分，吸湿后膨胀。膨润土的化学组分主要是：氧化硅、三氧化二铝和水。氧化镁和氧化铁含量有时也较高。此外，尚含有钙、钠、钾等。高温润滑脂高温润滑脂膨润土稠化剂蒙脱石为含水的层状铝硅酸盐矿物。蒙脱石的单位晶层由两层顶角朝里的SiO四面体和一层Al（OOH）八面体组成。O或OHSiCa2+或Na+高温润滑脂高温润滑脂膨润土稠化剂蒙脱石八面体中的Ca2+等会被其他阳离子置换，形成一些蒙脱石的化学变种。蒙脱石层间可能存在的阳离子有Mg2+、Ca2+、Na+、K+、H+、等。这些阳离子在一定条件下可以互相取代。他们的交换规律一般是：蒙脱石的悬浮液中，浓度高的阳离子可以交换浓度低的离子。在浓度相等的情

17、况下，离子键强的阳离子排挤取代离子键弱的阳离子，大致交换顺序是：Li+Na+K+Mg2+Ca2+Sr2+Ba2+高温润滑脂高温润滑脂膨润土稠化剂在制备膨润土稠化剂时，须先将原土粉碎，在水中分散并除去杂质，再经过表面改型，使其它类型膨润土改为钠型。然后再将钠型膨润土的亲水表面用覆盖剂使其变为憎水亲油，才能在非极性介质（基础油）中形成稳定的分散体系。亲油的膨润土稠化剂能与矿物油、合成润滑油制成高温润滑脂。膨润土润滑脂的特点是：没有滴点，具有较好的耐温性、抗水性、极压性和良好的温稠关系，胶体安定性也好。高温润滑脂高温润滑脂添加剂润滑脂添加剂是强加到润滑脂中以改进其使用性能的物质，它可以改进润滑剂本身

18、固有的性质或增加其原来不具有的性质。添加剂在润滑脂中改善某些性能的原理，基本上与润滑油的添加剂相同。但由于一般的润滑脂是弱碱性，并含有各种稠化剂，对添加剂的感受性与润滑油有所不同。有一些添加剂是极性化合物，对润滑脂这种胶体分散体系也有较大的影响。高温润滑脂高温润滑脂添加剂种种类作用作用性性质举例例稳定剂稳定胶体结构极性较强有机酸、甘油、醇、胺抗氧化剂抑制基础油和皂基脂肪酸的氧化常用胺类、酚类抗氧剂二苯胺、苯二胺防锈剂防止空气、水分等透过润滑脂膜有机极性化合物金属皂、有机酸、酯、胺极压抗磨剂确保受挤压时润滑脂的润滑效果含磷、氯、硫的化合物氯化石蜡、三甲苯磷酸酯高温润滑脂高温润滑脂稳定剂稳定剂在皂

19、-油体系中，它们的极性基团能吸附在皂分子极性端间，皂分子吸附稳定剂后，它纤维中皂分子的排列距离就相应地增大。平行排列的皂分子间隔增大的结果，使基础油膨化到皂纤维内的量增大。此外，皂纤维内外表面增大，皂油间的吸附也就增大。因此，有稳定剂存在时，可使皂和基础油形成较稳定的胶体结构。高温润滑脂高温润滑脂极压抗磨剂两个被润滑的相对运动金属表面承受的负荷较轻时，它们被一层弹性流体动力油膜分开。随着所受负荷的增加，油膜厚度逐渐减小。当油膜厚度接近金属表面粗糙度时，油膜就将被粗糙表面的微凸体所穿透。在这个区域内，抗磨添加剂的作用是提高油膜强度，减少金属间的接触，防止磨损。当负荷进一步增加时，整体油膜就崩溃，

20、抗磨添加剂就不足以保护金属表面。在这个区域内，极压添加剂就发生作用。极压添加剂与金属表面发生化学反应生成一层薄膜，这层薄膜的抗剪切强度比基础金属耍低，因此当油膜破裂时，防止了金属表面烧结。高温润滑脂高温润滑脂填料大部分填料本身可作固体润滑剂，加入润滑脂中可提高润滑脂的润滑能力。因为在润滑脂的润滑膜遭受短暂的冲击负荷或高热的情况下，固体添加剂可起补强作用，从广义来说起极压添加剂的作用。此外，填料加入后可使润滑脂增稠，以提高对流失的抵抗力，增强密封性和防护性并提高热安定性。常用的填料为石墨、二硫化钼、氧化锌、二氧化钛、一氧化铅、氮化硼、碘化铅、金属硫化物和硒化物及硅酸盐等。高温润滑脂高温润滑脂高温

21、润滑脂润滑脂在受热时，性质可以发生多方面的改变，例如，从不流动状态转变成流动状态；稠度发生变化；出现蒸发、分油和氧化等等。这些变化都会影响到润滑脂在高温下的使用性能。常用评定润滑脂的高温性能指标包括滴点、高温流动性等。一般情况下，滴点是润滑脂在试验条件下由半固态变为液态时的温度，或者说，从不流动态转为流动态的温度。这种状态变化表明润滑脂含有常规的皂类稠化剂。当润滑脂不是以常规皂类作稠比剂时，可以没有状态变化，而只是析出油来。高温润滑脂高温润滑脂滴点与润滑脂组成的关系基础油基础油在皂纤维骨架内被吸附的强度和密度就成为影响润滑脂滴点的因素之一。由于不同基础油分子间间隙不同，混合基础油的吸附密度较大

22、,单位表面积的纤维吸附的基础油较多,对基础油的约束力越大,基础油脱离骨架所需的能量就越多，滴点就越高。稠化剂非皂基润滑脂滴点更高。复合皂基润滑脂比一般皂基润滑脂滴点高。润滑脂的滴点和稠化剂的高温相转变有关，不同皂基润滑脂的滴点因稠化剂的高温相转变温度不同而不同。添加剂有些极压添加剂对润滑脂滴点影响较大。高温润滑脂高温润滑脂复合锂基脂复合锂基润滑脂具备了锂基润滑脂优良的机械安定性、胶体安定性和氧化安定性，还具有滴点高等高温使用性能，是获得广泛应用和极具发展前景的一类高温润滑脂产品，适应于当代许多新型设备和装备，具有负荷大、转速快、工作温度高等特点。复合锂基润滑脂是由12-羟基硬脂酸与二元酸复合锂

23、皂作稠化剂制成的。二元酸可以用壬二酸或癸二酸，如不用二元酸还可以用硼酸或同时加入第二种酸如水杨酸、乳酸或对羟基苯甲酸。高温润滑脂高温润滑脂复合锂基脂加热熔化皂化脱水高温复合剪切冷却基础油氢氧化锂高级脂肪酸二元酸和低分子酸1 31 31 3高温润滑脂高温润滑脂膨润土润滑脂膨润土润滑脂（又称粘土润滑脂）是无机润滑脂类，属于非皂基润滑脂。它是用有机阳离子化合物（如季铵盐类）或极性有机化合物（如氨基酰胺类）等表面覆盖处理的有机膨润土作为稠化剂的组分，再与润滑油混合形成稳定凝胶体。膨润土润滑脂的生产工艺流程主要包括原土处理、悬浮、变型、覆盖、喷雾、干燥、制脂等工序。覆盖又分为干法和湿法两种制造工艺。膨润

24、土经覆盖剂覆盖后，采用喷雾干燥工艺法制得的有机膨润土稠化剂可以储存。高温润滑脂高温润滑脂有机膨润土稠化剂有机改性剂改性钠型膨润土的原理：通过离子交换可以在蒙脱石结构中引进亲油性有机离子，能够提高膨润土在基础油中的分散性；有机阳离子插层膨润土能够增大膨润土层状结构之间的间距，基础油会渗入间隙之中，利于成脂。在可交换性阳离子中，Na+易被有机离子置换，所以采用钠基膨润土进行界面变性。高温润滑脂高温润滑脂极性活化物（助分散剂）在制备膨润土润滑脂时，在混合过程中需加入极性活化物（助分散剂），帮助亲油膨润土片分开。极性活化物的选择和用量是有机膨润土润滑脂配方的关键。膨润土在基础油中的分散过程高温润滑脂高

25、温润滑脂膨润土润滑脂悬浮变型覆盖分离干燥粉碎筛分制脂冷却研磨水原土砂土覆盖剂洗涤离心甩水120目润滑油添加剂成品包装高温润滑脂高温润滑脂可降解润滑脂随着人们对环境问题认识的不断提高，环境保护呼声的日益高涨，润滑脂在使用过程中及使用后对环境产生的影响逐渐引起了人们的关注。环境友好润滑剂又可称为绿色润滑剂或可生物降解润滑剂，包含有两层意思，一是其使用性能能够满足使用对象的润滑要求，也就是工况要求；二是对环境不造成危害，或者在一定程度上被环境所容许。环境友好润滑剂的友好通常体现在两个方面：生物降解和生态毒性。高温润滑脂高温润滑脂可降解润滑脂生物降解一般指微生物的分解作用，有可能是微生物的有氧呼吸，也

26、有可能是微生物的无氧呼吸。生物降解有机化合物的难易程度首先决定于生物本身的特性，同时也与有机物结构特征有关。结构简单的有机物一般先降解，结构复杂的一般后降解。润滑脂中基础油的比例占到70-95%，因此润滑脂的生物降解率主要取决于基础油。基础油的生物降解机理主要有以下三个部分：长链碳氢化合物的氧化、酯的水解、芳烃的氧化开环。高温润滑脂高温润滑脂可降解润滑脂自然界的某些微生物能够以油脂作为其生长所需的碳源。它们细胞内能够产生某些化学物质或活性酶，可以将油脂分解从中吸收能量和营养，产生二氧化碳和水等对环境无害的代谢产物。双酯基础油中酯键为微生物攻击酯分子提供了一个活化点，因而酯类具有良好的生物降解性能。高温润滑脂高温润滑脂可降解润滑脂以己二酸二异辛酯的微生物降解为例说明。高温润滑脂高温润滑脂可降解润滑脂润滑剂生物降解评定方法的原理可分为以下3种：检验降解前后组成或质量的变化，如CEC-L-33-A-93、热分解法；检测降解过程中微生物所需O2的消耗量，如MITI法；检测降解前后CO2的变化量，如ASTM D6139。高温润滑脂高温润滑脂可降解润滑脂考虑可操作性、经济性及条件限制，一般通过降解前后组成或质量的变化来计算降解率。降解率计算式如下：降解率=W0初始油品质量(g)；Wl锥形瓶的质量(g)；W2锥形瓶+样品中残油的质量(g)。高温润滑脂高温润滑脂Thanks！