固体添加剂对聚脲润滑脂性能的影响
固体添加剂对聚脲润滑脂性能的影响[20200411154233]
摘要
随着工业的不断发展，越来越多的高温，高速，高重荷的设备投入使用，对润滑脂耐高温，耐氧化，极压抗磨性能的要求越来越高。而有着高滴点，长寿命，优异的化学氧化安定性能，良好的钢网分油性能，低噪音，多效用等优越性能的聚脲润滑脂成为21世纪最有发展潜力的润滑脂种类之一。我国聚脲润滑脂不管是在生产水准还是在性能上，都明显落后于国际产品，聚脲润滑脂市场仍被国外占领，所以，发展聚脲润滑脂的重要性不言而喻。国外高端市场，如仪器设备，汽车等行业润滑脂被国外产品所垄断，而我产品只能以压低价格使用在钢铁等行业，并且我国产品的各项性能指标远不及国外产品。聚脲润滑脂应该具备的性能，如滴点、抗氧化、抗磨抗挤压等，尤其是抗磨抗挤压性对比国外产品相差甚远，因此本文主要讨论聚脲润滑脂的抗磨抗压性能。
本文主要研究了几种极压固体添加剂制备聚脲润滑脂，通过对比锥入度，钢网分油，极压抗磨性，抗水淋等性能的比较，选出最优的极压添加剂。
选出最优的极压添加剂后，加入不同量的二硫化钨固体添加剂，制备出一系列聚脲润滑脂，再通过对比锥入度，钢网分油，极压抗磨等性能的比较，找出最佳的加入量。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:聚脲润滑脂极压添加剂二硫化钨二硫化钼
目录
1. 引言 1
1.1润滑脂的概述 1
1.1.1润滑脂的发展历史 1
1.1.2润滑脂的市场现状 1
1.1.3润滑脂的特点 2
1.1.4我国润滑脂发展中存在的问题 3
1.2聚脲润滑脂概述 3
1.2.1聚脲润滑脂发展 3
1.2.2聚脲润滑脂的应用 4
1.2.3聚脲润滑脂发展中存在的问题 4
1.3润滑脂固体添加剂发展情况 5
1.3.1固体添加剂概述 5
1.3.2极压添加剂的研究进展 5
1.3.3二硫化钼添加剂的概述 6
1.3.4二硫化钨添加剂的概述 6
1.4选题依据，研究内容及研究意义 7
2. 实验 8
2.1试剂与仪器 8
2.1.1试剂 8
2.1.2仪器 8
2.2实验操作 8
2.2.1润滑脂的制备 8
2.2.2工作锥入度的测试 8
2.2.3抗水淋测试 9
2.2.4钢网分油测试 9
2.2.5滴点测试 9
2.2.6 PB，PD和长磨测试 9
3. 实验分析 10
3.1不同添加剂对聚脲润滑脂性能的影响 10
3.1.1实验方案 10
3.1.2加入不同添加剂的聚脲润滑脂各项性能 10
3.1.3不同添加剂制得的聚脲脂的外观比较 10
3.1.4不同添加剂所制得聚脲润滑脂的锥入度性能的比较 11
3.1.5不同添加剂所制得聚脲润滑脂的滴点性能的比较 11
3.1.6不同添加剂所制得的聚脲润滑脂抗水淋性能的比较 12
3.1.7不同添加剂所制得的聚脲润滑脂钢网分油性能的比较 12
3.1.8不同添加剂所制得的聚脲润滑脂极压抗磨性能的比较 13
3.2不同量二硫化钨添加剂对润滑脂的性能影响 14
3.2.1不同量的二硫化钨添加剂对聚脲润滑脂的影响研究实验方案 14
3.2.2不同量的二硫化钨添加剂对聚脲润滑脂性能的测定 14
3.2.3不同量二硫化钨添加剂所制得的润滑脂外观比较 15
3.2.4不同量二硫化钨添加剂所制得润滑脂锥入度的比较 15
3.2.5不同量二硫化钨添加剂所制得润滑脂滴点的比较 16
3.2.6不同量的二硫化钨添加剂所制得的润滑脂抗水淋的比较 16
3.2.7不同量的二硫化钨添加剂所制得的润滑脂钢网分油性能的比较 17
3.2.8不同量的二硫化钨添加剂所制得的润滑脂极压抗磨性能的比较 18
4. 结论 21
参考文献 22
致谢 23
1. 引言
1.1润滑脂的概述
1.1.1润滑脂的发展历史
润滑脂在润滑剂品种中占有很大的比例，润滑脂是将稠化剂在液体润滑剂扩散开，形成一种稳定的半固体的产物，是由稠化剂，基础油和添加剂三大基础原料反应得到的 [1]。
在人类社会的发展史上，早在BC3500年~BC2500年，已经有了利用近似润滑脂的润滑剂在车辆上使用的凭据[2]。而在BC1400年左右，古埃及人就把动物的油脂涂抹在双轮战车的车轴上，以达到润滑作用[3,4]。在中国周代，即在BC1066年~BC771年，在《诗经·邱风·泉水》中有提到过“载脂载辖”（辖指车两头的金属销）[5]。而我国史学家，政治家司马迁同时在《史记》中提到过，在春秋战国时期：“稀膏棘洲，所以为滑也”[6]，这些都记载了祖辈们在车轮的轴承上涂抹动物油脂以达到润滑作用。不仅如此，考古学家们也发现了在古印度和古巴比伦的农用车辆和战车轴承上使用动植物油脂润滑车轴的痕迹[7~10]。把油脂和脂肪作为润滑剂润滑车轮轴和轴套，开启了以油脂层内摩擦代替干摩擦的新时代。
而近代润滑脂的发展可以追溯到18世纪末叶，随着蒸汽机的推广，社会和生产工具进入了历史性的发展时代，人类创造了以能量转换工具特点的新式劳动工具[11]。而在1835年，Partridge以橄榄油或动物油为基础油制成的钙基润滑脂是工业时代的第一种润滑脂[12]。在1845年，Raecz率先以矿物油为基础油制得了润滑脂[13]。从此润滑进入飞速发展阶段，先后出现了钙基润滑脂，钠基润滑脂，钡基润滑脂，锂基润滑脂等等。
1.1.2润滑脂的市场现状
依据美国润滑脂学会（NLGI）统计的2012年寰球润滑脂产量的结果表明[14]，2012年寰球润滑脂的产量在2011年的基础上有所降低，甚至不及2011年的产量。与2011年相比，2012年全球润滑脂产量从11.6万t下降到11.2万t，下降了7.24%。在这之中，中国润滑脂的产量在经历了2010年的大幅增长后，已经连续2年下降，但是中国仍然是世界上最大的润滑脂生产和使用国家，中国润滑脂企业平均产量超过全球平均产量的927.62t，其润滑脂产量占全球润滑脂产量总值的37.65%。北美，欧洲虽然2009年，2010年和2011年连续3年产量增加，2012年也出现了下降，2012年北美和欧洲的润滑脂产量分别为21万t和18万t，与2011年相比，降幅分别是4.4%和2.7%；日本2012年润滑脂生产量只有7.7万t，比2011年提高了1.3%，但是仍然排在世界前列，太平洋和东南亚地区润滑脂产量比日本产量略低，2012年太平洋和东南亚地区产量仅有7万t左右；并不是所有润滑脂的产量均减少，全球高滴点润滑脂呈缓慢增长趋势，2012年高滴点润滑脂比例达到31.67%，北美区域的高滴点润滑脂2012年的产量占其中的62.6%，远远领先于其它地区的高滴点润滑脂产量，此外，北美区域的复合铝基润滑脂和锂基润滑脂发展速度也高于其余地区，2012年，北美地区的复合锂基润滑脂产量为38.92%，其复合铝基润滑脂的产值比例为7%；欧洲高滴点润滑脂占全球的32.73%，领先于日本的产量；但是日本的聚脲润滑脂产量位居首位，达到26.71%，是美国的4.3倍，欧洲的5.6倍，中国的7.3倍，2012年，中国高滴点润滑脂也由2011年的21.39%提高到22.43%，达到一个新的高度。从全球的高低点润滑脂来看，复合锂基润滑脂是主要发展的润滑脂，2012年所占比例达到18.9%；其次是聚脲润滑脂，所占比例达到5.19%；排在第三位的是复合铝基润滑脂，所占比例为3.22%。今后润滑脂的发展趋势是：减少低端润滑脂的产量，逐步提高以聚脲脂，复合脂，极压脂等为代表的高端润滑脂产量。工业的不断发展，使得对润滑脂的使用条件越来越苛刻，对高负荷、高滴点、高抗氧、高安定、高防护、长寿命、宽温度的润滑脂的需求量日益增大。与此同时，聚脲润滑脂凭着高滴点，长寿命，耐氧化等优越的性能，已经成为润滑脂行业研究的热点之一。
1.1.3润滑脂的特点
由于润滑脂半液体半固体的润滑材料，所以它具备2者之间的优点：在静止状态下，它能附着在摩擦表面上不流动，在运动状态下可以像塑性材料一样流动润滑摩擦表面。和润滑油比较，润滑脂拥有很多优越的特点：（1）在金属表面上，润滑脂具备良好的粘附性，不容易流失，可以使用在开放或者密封不良的摩擦部件上；（2）耐负荷性能好，抗碾压性能好，润滑脂可以在摩擦表面上形成坚固的油膜，承受较高的工作负荷，在高速运转的情况下，仍然可以减少摩擦热，降低摩擦阻力；（3）润滑脂的适用温度范围广，润滑脂在-60℃~350℃之间均可适用，比润滑油的适用温度高很多；（4）使用寿命长，润滑脂经过稠化剂作用后，蒸发速度降低了，因此增加了润滑脂的使用寿命和减少了换脂周期；（5）缓冲减震性好，由于稠化剂中的毛细管作用，使得润滑脂中的基础油爬行倾向小，从而具有了阻尼减震作用；（6）密封性能好，润滑脂在工作时可形成脂圈，该脂圈具有密封作用，可以有效地阻止了污染物的侵入；（7）润滑设备简单，不需要润滑油的油泵系统，滤油器等设备，降低了设备成本和维护成本；（8）减少油量消耗，由于润滑脂具有良好的粘附性，在润滑部位不容易流失，不容易飞溅，从而减少润滑脂的使用量，然而润滑油的消耗量却是润滑脂用量的二十倍；（9）降低污染，润滑脂使用时不飞溅不低漏，不污染环境，可以改善工作环境，降低污染。恰是由于润滑脂具备上述优异的优点，使得人们对润滑脂的钟爱程度越来越大，润滑脂被用在大约80%的滚动轴承中，就连一直使用润滑油润滑的齿轮箱，也逐步用润滑脂代替润滑油润滑。
摘要
随着工业的不断发展，越来越多的高温，高速，高重荷的设备投入使用，对润滑脂耐高温，耐氧化，极压抗磨性能的要求越来越高。而有着高滴点，长寿命，优异的化学氧化安定性能，良好的钢网分油性能，低噪音，多效用等优越性能的聚脲润滑脂成为21世纪最有发展潜力的润滑脂种类之一。我国聚脲润滑脂不管是在生产水准还是在性能上，都明显落后于国际产品，聚脲润滑脂市场仍被国外占领，所以，发展聚脲润滑脂的重要性不言而喻。国外高端市场，如仪器设备，汽车等行业润滑脂被国外产品所垄断，而我产品只能以压低价格使用在钢铁等行业，并且我国产品的各项性能指标远不及国外产品。聚脲润滑脂应该具备的性能，如滴点、抗氧化、抗磨抗挤压等，尤其是抗磨抗挤压性对比国外产品相差甚远，因此本文主要讨论聚脲润滑脂的抗磨抗压性能。
本文主要研究了几种极压固体添加剂制备聚脲润滑脂，通过对比锥入度，钢网分油，极压抗磨性，抗水淋等性能的比较，选出最优的极压添加剂。
选出最优的极压添加剂后，加入不同量的二硫化钨固体添加剂，制备出一系列聚脲润滑脂，再通过对比锥入度，钢网分油，极压抗磨等性能的比较，找出最佳的加入量。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:聚脲润滑脂极压添加剂二硫化钨二硫化钼
目录
1. 引言 1
1.1润滑脂的概述 1
1.1.1润滑脂的发展历史 1
1.1.2润滑脂的市场现状 1
1.1.3润滑脂的特点 2
1.1.4我国润滑脂发展中存在的问题 3
1.2聚脲润滑脂概述 3
1.2.1聚脲润滑脂发展 3
1.2.2聚脲润滑脂的应用 4
1.2.3聚脲润滑脂发展中存在的问题 4
1.3润滑脂固体添加剂发展情况 5
1.3.1固体添加剂概述 5
1.3.2极压添加剂的研究进展 5
1.3.3二硫化钼添加剂的概述 6
1.3.4二硫化钨添加剂的概述 6
1.4选题依据，研究内容及研究意义 7
2. 实验 8
2.1试剂与仪器 8
2.1.1试剂 8
2.1.2仪器 8
2.2实验操作 8
2.2.1润滑脂的制备 8
2.2.2工作锥入度的测试 8
2.2.3抗水淋测试 9
2.2.4钢网分油测试 9
2.2.5滴点测试 9
2.2.6 PB，PD和长磨测试 9
3. 实验分析 10
3.1不同添加剂对聚脲润滑脂性能的影响 10
3.1.1实验方案 10
3.1.2加入不同添加剂的聚脲润滑脂各项性能 10
3.1.3不同添加剂制得的聚脲脂的外观比较 10
3.1.4不同添加剂所制得聚脲润滑脂的锥入度性能的比较 11
3.1.5不同添加剂所制得聚脲润滑脂的滴点性能的比较 11
3.1.6不同添加剂所制得的聚脲润滑脂抗水淋性能的比较 12
3.1.7不同添加剂所制得的聚脲润滑脂钢网分油性能的比较 12
3.1.8不同添加剂所制得的聚脲润滑脂极压抗磨性能的比较 13
3.2不同量二硫化钨添加剂对润滑脂的性能影响 14
3.2.1不同量的二硫化钨添加剂对聚脲润滑脂的影响研究实验方案 14
3.2.2不同量的二硫化钨添加剂对聚脲润滑脂性能的测定 14
3.2.3不同量二硫化钨添加剂所制得的润滑脂外观比较 15
3.2.4不同量二硫化钨添加剂所制得润滑脂锥入度的比较 15
3.2.5不同量二硫化钨添加剂所制得润滑脂滴点的比较 16
3.2.6不同量的二硫化钨添加剂所制得的润滑脂抗水淋的比较 16
3.2.7不同量的二硫化钨添加剂所制得的润滑脂钢网分油性能的比较 17
3.2.8不同量的二硫化钨添加剂所制得的润滑脂极压抗磨性能的比较 18
4. 结论 21
参考文献 22
致谢 23
1. 引言
1.1润滑脂的概述
1.1.1润滑脂的发展历史
润滑脂在润滑剂品种中占有很大的比例，润滑脂是将稠化剂在液体润滑剂扩散开，形成一种稳定的半固体的产物，是由稠化剂，基础油和添加剂三大基础原料反应得到的 [1]。
在人类社会的发展史上，早在BC3500年~BC2500年，已经有了利用近似润滑脂的润滑剂在车辆上使用的凭据[2]。而在BC1400年左右，古埃及人就把动物的油脂涂抹在双轮战车的车轴上，以达到润滑作用[3,4]。在中国周代，即在BC1066年~BC771年，在《诗经·邱风·泉水》中有提到过“载脂载辖”（辖指车两头的金属销）[5]。而我国史学家，政治家司马迁同时在《史记》中提到过，在春秋战国时期：“稀膏棘洲，所以为滑也”[6]，这些都记载了祖辈们在车轮的轴承上涂抹动物油脂以达到润滑作用。不仅如此，考古学家们也发现了在古印度和古巴比伦的农用车辆和战车轴承上使用动植物油脂润滑车轴的痕迹[7~10]。把油脂和脂肪作为润滑剂润滑车轮轴和轴套，开启了以油脂层内摩擦代替干摩擦的新时代。
而近代润滑脂的发展可以追溯到18世纪末叶，随着蒸汽机的推广，社会和生产工具进入了历史性的发展时代，人类创造了以能量转换工具特点的新式劳动工具[11]。而在1835年，Partridge以橄榄油或动物油为基础油制成的钙基润滑脂是工业时代的第一种润滑脂[12]。在1845年，Raecz率先以矿物油为基础油制得了润滑脂[13]。从此润滑进入飞速发展阶段，先后出现了钙基润滑脂，钠基润滑脂，钡基润滑脂，锂基润滑脂等等。
1.1.2润滑脂的市场现状
依据美国润滑脂学会（NLGI）统计的2012年寰球润滑脂产量的结果表明[14]，2012年寰球润滑脂的产量在2011年的基础上有所降低，甚至不及2011年的产量。与2011年相比，2012年全球润滑脂产量从11.6万t下降到11.2万t，下降了7.24%。在这之中，中国润滑脂的产量在经历了2010年的大幅增长后，已经连续2年下降，但是中国仍然是世界上最大的润滑脂生产和使用国家，中国润滑脂企业平均产量超过全球平均产量的927.62t，其润滑脂产量占全球润滑脂产量总值的37.65%。北美，欧洲虽然2009年，2010年和2011年连续3年产量增加，2012年也出现了下降，2012年北美和欧洲的润滑脂产量分别为21万t和18万t，与2011年相比，降幅分别是4.4%和2.7%；日本2012年润滑脂生产量只有7.7万t，比2011年提高了1.3%，但是仍然排在世界前列，太平洋和东南亚地区润滑脂产量比日本产量略低，2012年太平洋和东南亚地区产量仅有7万t左右；并不是所有润滑脂的产量均减少，全球高滴点润滑脂呈缓慢增长趋势，2012年高滴点润滑脂比例达到31.67%，北美区域的高滴点润滑脂2012年的产量占其中的62.6%，远远领先于其它地区的高滴点润滑脂产量，此外，北美区域的复合铝基润滑脂和锂基润滑脂发展速度也高于其余地区，2012年，北美地区的复合锂基润滑脂产量为38.92%，其复合铝基润滑脂的产值比例为7%；欧洲高滴点润滑脂占全球的32.73%，领先于日本的产量；但是日本的聚脲润滑脂产量位居首位，达到26.71%，是美国的4.3倍，欧洲的5.6倍，中国的7.3倍，2012年，中国高滴点润滑脂也由2011年的21.39%提高到22.43%，达到一个新的高度。从全球的高低点润滑脂来看，复合锂基润滑脂是主要发展的润滑脂，2012年所占比例达到18.9%；其次是聚脲润滑脂，所占比例达到5.19%；排在第三位的是复合铝基润滑脂，所占比例为3.22%。今后润滑脂的发展趋势是：减少低端润滑脂的产量，逐步提高以聚脲脂，复合脂，极压脂等为代表的高端润滑脂产量。工业的不断发展，使得对润滑脂的使用条件越来越苛刻，对高负荷、高滴点、高抗氧、高安定、高防护、长寿命、宽温度的润滑脂的需求量日益增大。与此同时，聚脲润滑脂凭着高滴点，长寿命，耐氧化等优越的性能，已经成为润滑脂行业研究的热点之一。
1.1.3润滑脂的特点
由于润滑脂半液体半固体的润滑材料，所以它具备2者之间的优点：在静止状态下，它能附着在摩擦表面上不流动，在运动状态下可以像塑性材料一样流动润滑摩擦表面。和润滑油比较，润滑脂拥有很多优越的特点：（1）在金属表面上，润滑脂具备良好的粘附性，不容易流失，可以使用在开放或者密封不良的摩擦部件上；（2）耐负荷性能好，抗碾压性能好，润滑脂可以在摩擦表面上形成坚固的油膜，承受较高的工作负荷，在高速运转的情况下，仍然可以减少摩擦热，降低摩擦阻力；（3）润滑脂的适用温度范围广，润滑脂在-60℃~350℃之间均可适用，比润滑油的适用温度高很多；（4）使用寿命长，润滑脂经过稠化剂作用后，蒸发速度降低了，因此增加了润滑脂的使用寿命和减少了换脂周期；（5）缓冲减震性好，由于稠化剂中的毛细管作用，使得润滑脂中的基础油爬行倾向小，从而具有了阻尼减震作用；（6）密封性能好，润滑脂在工作时可形成脂圈，该脂圈具有密封作用，可以有效地阻止了污染物的侵入；（7）润滑设备简单，不需要润滑油的油泵系统，滤油器等设备，降低了设备成本和维护成本；（8）减少油量消耗，由于润滑脂具有良好的粘附性，在润滑部位不容易流失，不容易飞溅，从而减少润滑脂的使用量，然而润滑油的消耗量却是润滑脂用量的二十倍；（9）降低污染，润滑脂使用时不飞溅不低漏，不污染环境，可以改善工作环境，降低污染。恰是由于润滑脂具备上述优异的优点，使得人们对润滑脂的钟爱程度越来越大，润滑脂被用在大约80%的滚动轴承中，就连一直使用润滑油润滑的齿轮箱，也逐步用润滑脂代替润滑油润滑。
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