摘要：為提高我公司潤滑脂產品質量，提升產品競爭力，對2#通用鋰通過改變急冷方式，減少相應添加劑進行工藝改進，將其的皂含量提高，降低分油，并達到預期的效果。
關鍵詞：潤滑脂、分油、皂含量
Abstract: In order to improve our company grease product quality, enhance the products competitiveness, we increase the soap content and reduce oil, to achieve the desired results, by the ways of changing the emergency cooling mode of the 2# universal lithium and reducing the corresponding additive and other process improvements.
Key words: grease, oil, soap content
中圖分類號：U473.6 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104(2012)
1. 前言
潤滑脂的用途甚廣，從人們日常生活用的自行車，農業用的拖拉機，交通運輸用的汽車、火車、船舶、飛機，迅速發展中的信息網絡產業，直到宇宙飛行器等，凡是有轉動、滑動的部位都常使用各種潤滑脂，以供機械摩擦部位潤滑。潤滑脂還兼有防水、防塵、防銹和密封防護等作用，潤滑脂生產與經營同工業、農業、交通運輸業等密切相關，尤其是與汽車工業關系更為密切。隨著這些相關行業的較大發展，將給我國潤滑脂行業提供良好的發展機遇。為了抓住這一機遇，提高我公司潤滑脂產品質量，提升產品競爭力，不斷創新，努力突破是我們公司在前進的道路上必須要做的工作。
2. 存在的問題
中石化股份潤滑油分公司在2007年2月份對潤滑油各分公司進行工藝檢查，發現個別分公生產的2#通用鋰基脂皂含量相對較低，分油相對較大，于是中石化股份潤滑油分公司以科技開發部牽頭，對各分公司的2#通用鋰進行工藝改進，將其的皂含量提高，降低分油。
3. 基本情況介紹
為了更好的改進我們的工藝流程我們要先了解潤滑脂的定義，結構和膠體安定性的定義。
3.1 潤滑脂簡介
潤滑脂是由基礎油、稠化劑和添加劑組成，屬于膠體分散體系。基礎油是液體潤滑劑，有礦物油和合成潤滑油之分，是潤滑脂的主要組分。稠化劑是一些有稠化作用的固體物質，常用的是脂肪金屬皂，由稠化劑以膠團形態均勻地分散在液體介質之內。他們的共同作用是將基礎油吸附在一起，將流體狀的基礎油稠化成半固體(半流體)狀的膠體物質。添加劑的加入則是為了改善潤滑脂的其他性能。
3.1.1 基礎油在潤滑脂中的存在狀態
基礎油在潤滑脂中的存在狀態膨化油是指處于皂纖維內部，即皂分子晶格內部的油。這部分油由于受皂分子羧基端離子力場的影響，被維系在晶格內很難被擠出，不過在高剪力作用下，皂纖維的羧基端斷開，也可將膨化油釋放出來。毛細管吸附油指處于皂分子膠束之間的基礎油。游離油指處于皂纖維外部，所受維系力較小，容易從體系中分出[1]。
在重力作用下，游離油首先被析出，當施加足夠外力時，毛細管吸附油也可被引出。
3.2 膠體安定性
潤滑脂是基礎油通過分子間作用力與皂纖維形成可塑性固體，本身結構具有不穩定性。在一定條件下，基礎油就會脫離皂纖維，這種情況稱為分油。潤滑脂抵抗分油，保持膠體結構穩定的性能成為膠體安定性。分油是潤滑脂這種膠體結構的必然表現，一定的分油率有助于基礎油在摩擦面上的擴散，有利于潤滑，但是如果潤滑脂膠體安定性差，可導致潤滑脂在運轉過程中過度分油導致流失，從而縮短軸承運轉壽命。
4. 我公司生產現狀
4.1 茂名分公司的生產配方及工藝過程簡介
茂名分公司生產2號通用鋰基脂基礎油為HVI 1b650 、HVI 1b750;急冷方式為用急冷混合器急冷，急冷溫度為170℃
經統計， 我們的2號鋰皂含量普遍在6~7%之間，分油在4~5%之間，并有一部分不合格，皂含量與潤滑油公司質量控制指標8%相差很遠，分油要求≤5%，我們產品不符合標準的要求，所以我們產品應該進行工藝改進，將皂份提高，降低分油。
5. 問題的分析和解決
5.1 問題的分析
5.1.1分析影響分油的主要因素
影響潤滑脂膠體安定性的因素較多，結合我公司的生產實際，分析影響潤滑脂分油的因素如下：
(1) 潤滑脂的膠體安定性和潤滑脂基礎油的粘度有關，如同一種皂基、相同含皂量的潤滑脂，基礎油的粘度小，潤滑脂的膠體安定性差，容易分油，分油量也多。因為我公司生產潤滑脂的基礎油基本固定，而且現有的罐容有限，所以并不是主要的影響因素，就不調整其粘度。
(2)在生產工藝相同的條件下，潤滑脂中基礎潤滑油的百分比越大，析油量就越大。因此，對某種潤滑脂，選擇適宜粘度和比例的潤滑油很重要。潤滑脂中基礎油越少分油就越小，但是一味的減少基礎油的量會導致成本的增加，所以考慮應適當的降低基礎油的量。
(3)分油的大小取決于潤滑脂組成。稠化劑的種類有很大影響，不同金屬皂對潤滑脂稠化能力不同。有些脂雖然稠化劑用量很高，但成品脂的稠度也不一定很大，膠體安定性也不一定很好;而另一些金屬皂稠化劑用量很少，但潤滑脂的膠體安定性很好。在我們生產的配方中，有加入10kg的C劑。C劑對鋰基脂結構有明顯改善作用，尤其對改善潤滑脂膠體安定性更優效果。這是由于生成的鋰皂本身也有稠化作用，同時賦予基礎油具有類似環烷基原油基礎油那樣的皂-油分散特性。[3]但由于其增強皂化物的稠化能力，使得脂的皂含量降低。
(4)稠化劑中脂肪酸不同，所制得的潤滑脂膠體安定性也不一樣。采用動、植物油制得的潤滑脂與采用合成脂肪酸制得的潤滑脂相比較，往往合成潤滑脂的膠體安定性優于天然脂肪潤滑脂。我公司生產的潤滑脂都是用合成脂肪酸制成的，所以脂肪酸的種類也不是主要的影響因素。
(5)潤滑脂組成中極性物質含量越多，膠體安定性就越差。過量游離堿的存在，或者加入了極性大的防銹添加劑(如極壓添加劑以及無機鹽類等)，都會使潤滑脂的膠體安定性變差。在我公司生產的過程中間要測定潤滑脂的游離酸的含量，然后通過加入添加劑來調整游離堿的含量，所以也不是這次工藝調整的任務。
(6)潤滑脂的生產工藝也有明顯影響。因為潤滑脂結構的好壞取決于皂再結晶速度的快慢。急冷方式有很大的影響在混合器中急冷，其皂纖維是長、細，稠化能力強，分油偏小，皂含量低。[1]急冷是金屬皂在高溫下與基礎油形成的溶膠態的溶液與常溫基礎油快速混合，使體系物料溫度迅速降低，從而出現相變的過程冷卻速度太快，皂稠化能力小，膠體安定性差。
由于潤滑脂在生產過程中有太多的因素會影響脂的皂含量和分油，經過我們工藝組針對我們公司生產工藝過程的分析,認為生產工藝、稠化劑的種類這兩種因素對造含量和分油影響最大。
5.2 問題的解決
(1)改變急冷方式：倒釜急冷，反應完成后物料在調合釜加1000kg底油急冷。這樣的皂化物比較粗大，皂分提高。雖然這種急冷方式急冷速度較快，生產出來的產品膠體安定性差，但是通過后處理如循環過濾剪切45min左右，將粗短的皂化物纖維剪切成細長的纖維，使其與基礎油充分混合接觸，將基礎油更好地固定在皂化物形成的網狀骨架中，這樣提高了產品的膠體安定性能。
我們先改變了急冷方式，得出的數據如表：
|
批號 |
錐入度 |
分油 |
皂份 |
|
0706077113 |
282 |
4.5 |
7.4% |
|
0706092113 |
286 |
5.3 |
6.9% |
|
0708119113 |
280 |
5.0 |
7.4% |
|
0708263113 |
281 |
4.7 |
7.1% |
|
0708264113 |
289 |
4.98 |
6.9% |
由上表可知，單純的改變急冷方式對于分油和皂含量都沒有特別好的效果。
(2)減少C劑的量。C劑的量調整為5KG，調合油量約比10kgB劑生產時少加100kg左右基礎油。
表5-1 調整工藝條件后生產的2#鋰部分分析數據
|
批號 |
錐入度 |
分油 |
皂份 |
|
0709183123 |
280 |
1.9 |
8.4% |
|
0709190123 |
272 |
1.4 |
8.5% |
|
0709198123 |
281 |
1.3 |
8.55% |
|
0709224113 |
282 |
1.9 |
8.1% |
|
0709239113 |
273 |
2.7 |
8.7% |
根據我們生產設備實際情況，調合釜容積是4m3，通過工藝調整后，由于無法充分利用釜容，建議將產量提高，經過科技開發部同意，我們將配方適當提高，工藝條件還是按以上改變后的操作，產出的產品皂含量8.0%以上，分油控制在3.0%左右。通過以上兩種工藝條件調整，數據統計如表5-1，通過表5-1可以看出，分油控制在3.0%以下，皂份提高到7.8% 以上。
6 結論
經過工藝的調整，我公司通用鋰基脂2號的分油由原來的4~5%之間降低到了3%左右，皂份由原來的6~7%之間增加到了8%，說明我們的工藝調整是成功的。
致謝：
[1] 孫全淑.《潤滑脂性能及應用》.烴加工出版社 .1988年9月第1版
[2] 朱廷彬.《潤滑脂生產技術大全》.中國石化出版社.2005年4月第1版P209
[3] 朱廷彬.《潤滑脂生產技術大全》.中國石化出版社. 2005年4月第1版P208
[4] 朱廷彬.《潤滑脂生產技術大全》.中國石化出版社. 2005年4月第1版P209
