高效圓筒針織機(jī)油的研制

張程

濱州市坤厚工貿(mào)有限責(zé)任公司

針織機(jī)油對(duì)圓筒針織機(jī)的正常運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，它不僅要保證織針與針筒、沉降片與三角以及織針與三角的冷卻與潤滑，還應(yīng)具有遇水乳化易清洗及對(duì)金屬無腐蝕的作用[1]。為了保證針織機(jī)油的冷卻和潤滑效果，往往需要在選用合適黏度基礎(chǔ)油的基礎(chǔ)上合理選配抗磨劑，為了保證乳化效果，往往需要合理地選擇乳化劑并進(jìn)行復(fù)配。此外，針織機(jī)油還要求具有良好的抗靜電效果和消泡性能。近幾年，我國針織行業(yè)發(fā)展迅速，尤其以浙江省為盛，圓筒針織機(jī)因?yàn)榫哂兴俣瓤臁a(chǎn)量大的特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。在實(shí)際使用中，國內(nèi)的圓筒針織機(jī)油經(jīng)常出現(xiàn)低溫析出、分層甚至凝固的情況，也有因高溫結(jié)焦堵塞針筒而出現(xiàn)黏針、斷針的現(xiàn)象，這些都嚴(yán)重影響了針織企業(yè)的正常生產(chǎn)[2]。目前在針織行業(yè)內(nèi)普遍反映的是國內(nèi)生產(chǎn)的性能全面的高效圓筒針織機(jī)油尚十分缺乏。

高效圓筒針織機(jī)油的研制

試驗(yàn)方法的選擇

根據(jù)圓筒針織機(jī)的實(shí)際工作條件，確立以下方法作為研制高效圓筒針織機(jī)油的測(cè)試方法。除傾點(diǎn)、極壓性、乳化性和腐蝕等試驗(yàn)采用國家標(biāo)準(zhǔn)和石化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)外，還采用了以下非標(biāo)準(zhǔn)方法：

低溫儲(chǔ)存試驗(yàn)

將試樣密封包裝后置于0 ℃冰箱中冷藏，每24 h觀察一次并記錄試樣的外觀，168 h為一個(gè)試驗(yàn)周期。

熱儲(chǔ)存試驗(yàn)

將100 mL試樣倒入150 mL燒杯中，放入一片打磨好并洗滌完畢的試驗(yàn)鋼片，然后將燒杯置于60 ℃烘箱中長(zhǎng)時(shí)間存放，每天觀察記錄試樣的變色、分層情況及鋼片的光澤變化情況，每168 h為一個(gè)周期。

平滑性試驗(yàn)

采用SH/T 0189《潤滑油抗磨損性能試驗(yàn)法》（四球機(jī)法）對(duì)針織機(jī)油的平滑性進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過多次實(shí)地考察后，參考圓筒針織機(jī)的實(shí)際工作條件，將試驗(yàn)條件修改為油溫50 ℃，載荷108 N，轉(zhuǎn)速1 500 r/min，時(shí)間60 min，平滑性能通過下面三個(gè)球的磨斑直徑的平均值來評(píng)價(jià)。

研制指標(biāo)的制定

除了采用福建、浙江、遼寧、山東等地的國內(nèi)圓筒針織機(jī)油產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)評(píng)價(jià)外，同時(shí)還搜集了國外產(chǎn)品資料，如德國Molylub、福斯公司，印度Gold Oil、Eastern Petroleum等公司產(chǎn)品的資料，國內(nèi)外匯總的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比見表1。

表1 國內(nèi)外圓筒針織機(jī)油試驗(yàn)對(duì)比

本文選用性能穩(wěn)定的工業(yè)白油作為基礎(chǔ)油，采用低溫儲(chǔ)存試驗(yàn)、傾點(diǎn)試驗(yàn)、高溫儲(chǔ)存試驗(yàn)、乳化性試驗(yàn)等試驗(yàn)方法篩選出高低溫穩(wěn)定的乳化劑組成復(fù)合乳化劑，篩選出平滑性優(yōu)異且最大無卡咬負(fù)荷PB值高的抗磨劑組成復(fù)合抗磨劑，并輔以酚型抗氧劑、抗靜電劑，研制了一款高效圓筒針織機(jī)油。研制產(chǎn)品具有好的平滑性、可清洗性、低溫穩(wěn)定性與高溫穩(wěn)定性，已在針織企業(yè)進(jìn)行了成功應(yīng)用。

在實(shí)際使用過程中，針織廠家反映以上油品有如下幾個(gè)問題：

◇要求油品在氣溫高于15 ℃時(shí)使用不出現(xiàn)任何問題。而油1在秋末冬初即開始出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，冬天時(shí)油品有大量白色沉淀落在桶底，無法正常使用；

◇油2在使用時(shí)織針會(huì)出現(xiàn)黏針現(xiàn)象，使用不到一周機(jī)器即出現(xiàn)經(jīng)常停機(jī)、斷線現(xiàn)象，維修時(shí)織針在針筒中很難拔出，且三角滑道中有大量黑色泥狀物。

◇油3在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中使用正常，但一旦停機(jī)后，時(shí)間不長(zhǎng)，再開機(jī)時(shí)針盤即很難轉(zhuǎn)動(dòng)，需要先拆卸掉三角手動(dòng)加油后才能轉(zhuǎn)動(dòng)起來。

◇油4在使用中乳化性能差，白色織物經(jīng)定型后經(jīng)常出現(xiàn)黃漬。

針對(duì)以上問題進(jìn)行了分析：

◇油1的傾點(diǎn)高達(dá)+3 ℃，所以出現(xiàn)氣溫低時(shí)先變渾濁再出現(xiàn)白色沉淀的現(xiàn)象，這是添加劑和基礎(chǔ)油的傾點(diǎn)共同決定的；

◇油2在熱儲(chǔ)存試驗(yàn)中48 h即出現(xiàn)鋼片黏在燒杯底的現(xiàn)象，且燒杯底部明顯有深色黏稠狀物質(zhì)沉淀，此時(shí)油品仍為清澈透明，最終鋼片也失去光澤變?yōu)榛疑?，表示?未使用合適的添加劑，油品在60 ℃時(shí)這種添加劑不穩(wěn)定并沉淀至燒杯底將鋼片黏在杯底，并且油2對(duì)鋼片有腐蝕性，這是因?yàn)闆]有選擇好抗磨劑、乳化劑或抗靜電劑造成的；

◇油3存在難以開機(jī)的現(xiàn)象。經(jīng)向針織廠家咨詢，同種織機(jī)之前使用更小黏度的針織機(jī)油時(shí)沒出現(xiàn)過同種問題，說明難以開機(jī)并不是油品黏度小而黏附性不夠造成的，試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，油3的磨斑直徑較大，而磨斑直徑的測(cè)試方法比較接近圓筒針織機(jī)低載荷、高轉(zhuǎn)速的實(shí)際運(yùn)行工況，磨斑的大小是油品平滑性的體現(xiàn)，說明油3的平滑性未達(dá)到圓筒針織機(jī)使用要求；

◇油4的乳化性能差，說明未選用合適的乳化劑。

綜合以上出現(xiàn)的問題，經(jīng)過分析考慮后，我們制定出研制圓筒針織機(jī)油的基本指標(biāo)，見表2。

表2 圓筒針織機(jī)油基本研制指標(biāo)

研制過程

基礎(chǔ)油的選擇

采用上海高橋石化10號(hào)與32號(hào)工業(yè)白油作為研制基礎(chǔ)油，工業(yè)白油為深度精制基礎(chǔ)油，芳烴含量低，作為針織機(jī)油長(zhǎng)期使用不易出現(xiàn)油泥，性能穩(wěn)定且價(jià)格較低。將兩種基礎(chǔ)油各50%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）調(diào)合后指標(biāo)見表3。

表3 調(diào)合基礎(chǔ)油檢測(cè)結(jié)果

乳化劑的選擇

乳化劑的選擇為本次研制的重要工作。因?yàn)槟壳叭榛瘎┑姆N類繁多，油溶性各異且顏色深淺不一，在綜合考慮分子結(jié)構(gòu)、HLB值、顏色之后選擇了六種乳化劑（emu1～emu6）作為篩選對(duì)象，篩選數(shù)據(jù)如表4。

表4 乳化劑篩選試驗(yàn)結(jié)果

由表4數(shù)據(jù)可知，emu1傾點(diǎn)較差，容易在低溫下渾濁；emu3在油中穩(wěn)定性較差，受熱后容易在油中分層；emu4傾點(diǎn)雖然適中，但受熱后容易產(chǎn)生白色沉淀；對(duì)比試驗(yàn)后確定選用emu2、emu5乳化劑，emu6乳化劑雖有顏色，但因?yàn)榫哂休^好的增溶效果，在控制加劑量的前提下可以作為增溶乳化劑使用。將乳化劑emu2、emu5、emu6按親水親油平衡計(jì)算HLB值[3]后作為復(fù)合乳化劑調(diào)入基礎(chǔ)油中，取得較理想的結(jié)果，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 復(fù)合乳化劑驗(yàn)證結(jié)果

抗磨劑的選擇

針織機(jī)油的作用部位包括兩種摩擦形式，有織針在針筒中上下運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦和針踵在三角中沿滑道做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦，沉降片及沉降片三角之間也是同樣的摩擦形式。這些摩擦部位存在載荷小、摩擦頻率高、空間狹小散熱困難的特點(diǎn)。因此，本次研制工作主要考慮針織機(jī)油的平滑性和因偶發(fā)的瞬時(shí)高溫要求的極壓性。所以研制中挑選了潤滑油行業(yè)中常見的顏色較淺的幾種油性劑（oil1～oil3）和極壓抗磨劑(EP1、EP2)進(jìn)行篩選，篩選數(shù)據(jù)見表6。

表6 抗磨劑篩選試驗(yàn)結(jié)果

由表6的篩選試驗(yàn)結(jié)果可以看出，oil2油性劑加入體系內(nèi)存在油溶性問題，故淘汰；EP2極壓劑酸值高、活性強(qiáng)，加入后使銅腐試驗(yàn)降為2b級(jí)，因部分織針含有金屬銅，所以本次研制目標(biāo)將銅片腐蝕等級(jí)限定為1a，故將EP2極壓劑淘汰。

將選用的oil1、oil3和EP1按一定比例進(jìn)行復(fù)配后發(fā)現(xiàn)可以明顯降低磨斑直徑，并能提高最大無卡咬負(fù)荷PB值。如組合⑦、⑧、⑨磨斑直徑均可達(dá)到0.3 mm以內(nèi)，為了節(jié)約成本，最終確定組合⑨（0.5% oil1+0.3% oil3+0.2% EP2）為最佳復(fù)合抗磨劑。

配方組成及應(yīng)用情況

在進(jìn)行大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比后，在上述篩選結(jié)果的基礎(chǔ)上再輔以酚型抗氧劑及抗靜電劑，最終確定研制的高效圓筒針織機(jī)油配方組成，見表7。

表7 高效圓筒針織機(jī)油研制配方

將研制的圓筒針織機(jī)油在調(diào)合釜中進(jìn)行放大試驗(yàn)，取樣檢測(cè)后數(shù)據(jù)見表8。

表8 研制圓筒針織機(jī)油檢測(cè)結(jié)果

由表8可見，研制的圓筒針織機(jī)油達(dá)到了預(yù)期研制指標(biāo)。將本次研制的針織機(jī)油在紹興市柯橋區(qū)3家針織企業(yè)共10臺(tái)單面機(jī)（5臺(tái)毛圈機(jī)）、12臺(tái)雙面機(jī)上試用3個(gè)月后均未出現(xiàn)異常問題，繼續(xù)使用一年后也未發(fā)生針織機(jī)油引起的故障或其他問題。

結(jié)論

☆篩選出了低溫穩(wěn)定、高溫穩(wěn)定、顏色淺且乳化效果好的乳化劑組成復(fù)合乳化劑，減少了乳化劑的加劑量，提高了圓筒針織機(jī)油的可清洗性能。

☆篩選出了腐蝕性小、燒結(jié)負(fù)荷高且磨斑直徑小的抗磨劑組成復(fù)合抗磨劑，使圓筒針織機(jī)油具有更好的平滑性和極壓性。

☆研制了以工業(yè)白油為基礎(chǔ)油，加入復(fù)合乳化劑、復(fù)合抗磨劑和抗氧劑及抗靜電劑組成的圓筒針織機(jī)油，具有優(yōu)異的低溫性能、乳化性能、平滑性及極壓性能，在實(shí)際應(yīng)用中，客戶反饋良好，沒有發(fā)生因針織機(jī)油引起的機(jī)械故障或其他問題且可四季通用。