機(jī)械設(shè)備用節(jié)能環(huán)保潤滑油的制備及性能評(píng)價(jià)

袁俊洲，喬 良

（山東源根石油化工有限公司，山東 濟(jì)寧，272100）

引 言

我國工業(yè)產(chǎn)值的迅速增長，為潤滑油產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了巨大的發(fā)展機(jī)會(huì)[1]。當(dāng)前中國已經(jīng)是全球潤滑油第二大消費(fèi)國，僅次于美國。國內(nèi)的潤滑油年需求量已經(jīng)突破600萬t，在潤滑油總市場份額中占據(jù)15%以上，且數(shù)值還在不斷攀升[2]。其中機(jī)械設(shè)備用潤滑油在我國總體潤滑油消費(fèi)量中占40%以上，是所有種類的潤滑油中最快升級(jí)換代的產(chǎn)品，同時(shí)也是主要的潤滑油利潤來源。當(dāng)前我國市場上的機(jī)械設(shè)備用潤滑油涵蓋了幾乎所有的質(zhì)量級(jí)別，但其中的主流產(chǎn)品還是一些較為低檔的產(chǎn)品，其基礎(chǔ)油均為礦物油[3]。在苛刻工況的滿足、機(jī)械壽命的延長、摩擦磨損的減少中礦物油發(fā)揮著很大的作用。然而對于一些特殊的場合，例如在一次性循環(huán)系統(tǒng)或開放系統(tǒng)中，由于自然更換、濺射、泄漏、運(yùn)輸?shù)仍?，這種潤滑油往往會(huì)不可避免地直接向環(huán)境中排放[4]。而在自然環(huán)境中礦物油的生物降解能力非常差，會(huì)很長時(shí)間滯留在自然環(huán)境中并積聚起來，造成生態(tài)環(huán)境的污染。因此機(jī)械設(shè)備用節(jié)能環(huán)保潤滑油成為機(jī)械設(shè)備用潤滑油領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[5]?；诖藢C(jī)械設(shè)備用節(jié)能環(huán)保潤滑油的制備及性能評(píng)價(jià)進(jìn)行研究。

對于機(jī)械設(shè)備用節(jié)能環(huán)保潤滑油的制備及性能評(píng)價(jià)，各國都相當(dāng)重視。其中國外很早就開始制備機(jī)械設(shè)備用節(jié)能環(huán)保潤滑油，并對其進(jìn)行性能評(píng)價(jià)。而國內(nèi)對機(jī)械設(shè)備用節(jié)能環(huán)保潤滑油的制備及性能評(píng)價(jià)的研究則相對起步較晚，但在近年來也相當(dāng)?shù)闹匾??；谝呀?jīng)獲得的研究成果，對機(jī)械設(shè)備用節(jié)能環(huán)保潤滑油的制備及性能評(píng)價(jià)進(jìn)行深入實(shí)驗(yàn)研究。

1 試驗(yàn)方法

1.1 試驗(yàn)儀器

試驗(yàn)中使用的主要儀器設(shè)備如表1所示[6]。

表1 試驗(yàn)中使用的儀器設(shè)備Table 1 Instruments and equipment used in the test

1.2 試驗(yàn)試劑

試驗(yàn)中使用的化學(xué)試劑如表2所示。

表2 試驗(yàn)中使用的化學(xué)試劑Table 2 Chemical reagents used in the test

1.3 合成植物油酰胺

將植物油當(dāng)作基礎(chǔ)原料，在加熱條件下，通過多胺對植物油實(shí)施改性操作，合成植物油酰胺[7]。具體步驟如下：稱取一定比例的植物油，加到裝有冷凝管、攪拌器、溫度計(jì)三孔燒瓶中，通過攪拌器進(jìn)行攪拌同時(shí)加熱[8]。當(dāng)溫度到達(dá)100℃后開始進(jìn)行1h的計(jì)時(shí)，并將溫度控制在：100～110℃。接著緩慢添加稱量并計(jì)量的無水碳酸鈉，并繼續(xù)進(jìn)行加熱[9]。當(dāng)?shù)竭_(dá)需要的溫度范圍后開始計(jì)時(shí)[10]。當(dāng)達(dá)到試驗(yàn)所需的時(shí)間后即可停止反應(yīng)，獲取褐色蠟狀、具備一定黏度的合成植物油酰胺作為實(shí)驗(yàn)樣品[11]。

1.4 制備機(jī)械設(shè)備用節(jié)能環(huán)保潤滑油

將合成的植物油酰胺當(dāng)作制備機(jī)械設(shè)備用節(jié)能環(huán)保潤滑油時(shí)的基礎(chǔ)油，選擇的乳化劑為油酸和油酸鈉，選擇的水為去離子水，選擇的添加劑為CMCHV、煤油、硅膏，制備的是乳液型機(jī)械設(shè)備用節(jié)能環(huán)保潤滑油[12～14]。

選擇的制備方式為乳化劑在油中制備的方法，制備時(shí)稱量的藥品具體如表3所示[15～16]。

表3 制備時(shí)稱量的藥品Table 3 Medicines weighed during preparation

按照表3的稱量結(jié)果，通過乳化機(jī)對三種潤滑油進(jìn)行制備。完成機(jī)械設(shè)備用節(jié)能環(huán)保潤滑油的制備[17]。

2 性能評(píng)價(jià)

對表3制備結(jié)果進(jìn)行性能測試，發(fā)現(xiàn)17號(hào)樣品潤滑效果更佳，因此從抗溫性能、抗鹽性能、潤滑性能和摩擦性能四個(gè)方面對17號(hào)樣品進(jìn)行評(píng)價(jià)討論。

2.1 評(píng)價(jià)抗溫性能

取五份制備的機(jī)械設(shè)備用節(jié)能環(huán)保潤滑油，每份300mL，在140、150、160、170℃的溫度下測試制備的機(jī)械設(shè)備用節(jié)能環(huán)保潤滑油的抗溫性能。具體結(jié)果如表4所示。

表4 抗溫性能測試結(jié)果Table 4 Test results of temperature resistance

根據(jù)表4的抗溫性能測試結(jié)果可知，制備的機(jī)械設(shè)備用節(jié)能環(huán)保潤滑油在高溫老化后，流動(dòng)性顯著變小，隨著溫度的不斷升高，密度也逐漸減小，而摩阻系數(shù)則有所增加，但其變化范圍整體較小且一直較高，說明制備的機(jī)械設(shè)備用節(jié)能環(huán)保潤滑油的抗高溫性能良好。

2.2 評(píng)價(jià)抗鹽性能

取五份制備的機(jī)械設(shè)備用節(jié)能環(huán)保潤滑油，每份300mL，分別在其中加入15%含鹽量的NaCl溶液45g，并進(jìn)行10min的高速攪拌。接著加入0.5%、1.0%、1.5%、2.0%質(zhì)量濃度制備的機(jī)械設(shè)備用節(jié)能環(huán)保潤滑油，對制備的機(jī)械設(shè)備用節(jié)能環(huán)保潤滑油的抗鹽性能進(jìn)行測試，具體結(jié)果如表5所示。

表5 抗鹽性能測試結(jié)果Table 5 Salt resistance test results

根據(jù)表5的抗鹽性能測試結(jié)果可知，制備的機(jī)械設(shè)備用節(jié)能環(huán)保潤滑油抗鹽性能良好。

2.3 評(píng)價(jià)潤滑性能

取六份制備的機(jī)械設(shè)備用節(jié)能環(huán)保潤滑油，采用加重劑對其中五份實(shí)施密度調(diào)節(jié)，使其密度變?yōu)?.1g/cm3、1.2g/cm3、1.3g/cm3、1.4g/cm3、1.5g/cm3、1.6g/cm3，接著加入0.5%質(zhì)量濃度的機(jī)械設(shè)備用節(jié)能環(huán)保潤滑油，對制備的機(jī)械設(shè)備用節(jié)能環(huán)保潤滑油的潤滑性能進(jìn)行測試，具體結(jié)果如表6所示。

表6 潤滑性能測試結(jié)果Table 6 Lubrication performance test results

根據(jù)表6的潤滑性能測試結(jié)果可知，制備的機(jī)械設(shè)備用節(jié)能環(huán)保潤滑油的潤滑性能良好，但隨著加重劑顆粒的增多，使其潤滑性能在逐漸減弱。

2.4 評(píng)價(jià)摩擦性能

通過四球摩擦試驗(yàn)機(jī)對制備的機(jī)械設(shè)備用節(jié)能環(huán)保潤滑油的摩擦學(xué)性能進(jìn)行測試，具體測試結(jié)果如表7所示。

表7 摩擦學(xué)性能測試結(jié)果Table 7 Tribological performance test results

根據(jù)表7的摩擦學(xué)性能測試結(jié)果可知，基礎(chǔ)油添加比例越高時(shí)，制備的機(jī)械設(shè)備用節(jié)能環(huán)保潤滑油的摩擦學(xué)性能越差，側(cè)面證明其潤滑性能越好。

3 結(jié)束語

通過對機(jī)械設(shè)備用節(jié)能環(huán)保潤滑油的制備及性能評(píng)價(jià)進(jìn)行研究，可以獲得各項(xiàng)性能更加良好的機(jī)械設(shè)備用節(jié)能環(huán)保潤滑油，對于機(jī)械設(shè)備用潤滑油走向更加節(jié)能環(huán)保的發(fā)展方向有很大意義。