论文部分内容阅读
摘 要：近几十年，科学技术迅速发展；生产技术大幅度提高；生态环境不断恶化，时代已进入到一个新时代——“低碳经济”时代。根据“与时俱进”、“优胜劣汰”的精神，必须建立起新的润滑观念；重新认识油品和使用油品。
关键词：合成油 低碳经济 半流体润滑脂 节能环保
前言
21世纪的特点是：
1.机械设备发展到了一个更高级阶段
机械设备的发展史，经历了机械化阶段；电气化阶段；电子化阶段，目前，正在智能化的道路上迅速发展。新时代对机械设备提出了更高的要求，要求机械设备：加工精度高、运动准确、使用寿命长。
2.必须节约能源和资源
自然资源经过几千年的无序消耗，不可再生资源已逐渐趋于枯竭，必须省着用。
3.环保要求，已成为各行各业必须保证的重要条件
20世纪以来，人类肆无忌惮地向大自然发起“高投入、高消耗、高污染”的进攻，带来的后果是：二氧化碳（CO2）等温室气体大量排放、臭氧层遭到破坏、出现温室效应全球变暖、淡水资源危机、森林面积减少、土壤退化、生物多样性锐减、有毒化学品污染严重。人类正面临着有史以来最严峻的生活环境。为了人类的继续生存和发展，环保问题，已经成为各行各业必须考虑的头等大事。
以上现实，说明世界已进入到“低碳经济”时代。
“低碳经济”时代的特征：是在可持续发展理念支持下，通过技术创新、制度创新、生产转型、新能源开发等手段，以减少二氧化碳（CO2）等温室气体排放为目标，构筑低能耗、低污染和高效率为基础的经济发展形态。
根据“低碳经济”时代的要求，润滑油品必须沿着降低能耗、减少排放、保护环境、提高效率的道路发展。
一、低碳经济时代的润滑油品
为了满足“低碳经济”时代对油品的要求，润滑油品的原材料和产品，都需要采取革命性的措施，建立一套新的体系。目前，出现的比较突出的情况有两个：一个是基础油的更新换代；第二个是润滑脂的异军突起。
1.基础油的更新换代
1.1矿物油基础油的先天不足，必将逐步退出历史舞台
矿物油基础油的组分是：分子大小不等的烃类和含有硫、氮、氧等元素的杂质。油品易揮发，闪点低、蒸发量大；黏度大、倾点高、粘度指数小；氧化安定性差。
多年的实践证明：矿物油基础油的这些先天不足，只靠加添加剂的办法很难彻底解决。以矿物油为基础油的油品，无法同时满足高低温性能好、使用寿命长、不污染环境的要求。
1.2合成油将是新一代润滑油品的主角
合成油的种类很多，常见的有：合成烃、合成酯、聚醚、硅油、含氟油、磷酸酯等。其中，聚α-烯烃、合成酯、聚醚三大类的合成油，以其优良的综合性能、好的性价比，是目前使用最多的合成油。常用的几种合成油，都具有高低温性能好；黏度指数高；氧化稳定性好；挥发性低等性能；以聚醚和合成酯为基础油的油品，生物降解率高，还满足环保要求。
1.3推广合成油的阻力
合成油的应用，已经有几十年的历史，长期得不到推广。其主要原因有两条：第一条是设备漏油，显现不出其长寿命的优越性；第二条是合成油的价格高。
1.3.1漏油问题
漏油的问题是密封的问题，近些年密封技术取得显著成就，密封技术已提高到一个新阶段，常规密封问题已基本解决。漏油问题已不再是发展合成润滑油的主要障碍。
1.3.2合成油价格高的问题。
对价格高低的评价，主要看它在生产全过程的综合经济效益中，起的作用大小。采用高性能油品，可以减少事故、延长机器和油品的使用寿命，带来的效益是减少维修时间、减少备件消耗；增加开工率，增加产品产量。
从生产全过程综合经济效益角度看，使用高性能的合成油品，会给企业带来巨大的综合经济效益。算总账，使用合成油非但不贵，反而是最便宜。例如：
1.4太原钢厂烧结厂蜗轮减速机的换油效果
该蜗轮减速机原用工业齿轮油（当时价格4元/kg），由于长期在高温、多粉尘、振动和腐蚀的恶劣条件下工作，每2～2.5个月，就要报废一台减速机，（每台减速机1.8万元），一年要报废4～5台蜗轮减速机。为了延长设备使用寿命，换用LE 607合成油（189元/kg）。换油以后，全年只需一台减速机和30kg油；运行过程中，油温下降20～25℃，节电2%。据计算，使用油价高出46倍的合成油，每年反而可以为企业取得10万元的经济效益。
再从全国一盘棋角度看，一年可以少生产4～5台蜗轮减速机，少用的人工费、材料费和能源，减少CO2等温室气体的排放，又是一笔相当可观的经济效益和环保效益。
1.5无放油孔的小型齿轮减速机
Divaid Brown公司，批量生产的小型齿轮减速机，其特点是：箱体上没有放油孔。并宣称该减速机可以安装在任何地方；在任何季节使用。
其主要奥秘，是使用了以聚醚为基础油的高性能润滑油品，该油品高低温性能优异、不结焦、蒸发量小，保证了机器和油品的全天候、长寿命。
事实证明，使用高性能合成润滑油品，会给企业带来巨大的技术效益和综合经济效益。
2.润滑脂的的异军突起
2.1新形势
近几十年，现代科学技术的迅速发展，已经赋予润滑脂以新的、更优异的性能。以合成油为基础油的润滑脂，更易于满足“低碳经济”时代对油品的要求。其主要原因是：
2.1.1润滑脂的稠化剂，使润滑脂具有更广阔的发展空间。
润滑脂是由基础油、添加剂、稠化剂三部分组成。稠化剂不只是改变润滑剂的形态，还可以赋予油品以新的、更优越的性能。例如：相同的基础油用不同的稠化剂稠化，得到的润滑脂，其摩擦系数显著不同，某基础油的摩擦系数是0.040；该基础油用锂皂稠化得到的锂基脂其摩擦系数是0.008。摩擦系数降低到原基础油的五分之一。 事实说明，润滑脂是一类新的特殊物质。基础油、添加剂、稠化剂三者，都是影响润滑脂性能的主要因素。润滑脂比润滑油多一条提高其性能的途径——稠化剂。
2.1.2半流体润滑脂，赋予润滑脂必要的流动性，扩大了其使用范围
太原工学院王铁老师，对00号半流体润滑脂的动力黏度进行了实际测定，并与50号机械油作了对比。50号机械油的动力黏度为46 mPa·s；00号半流体润滑脂在40℃条件下，动力黏度η为420mPa·s，是50号机械油的动力黏度的8倍，但其传动效率，相差不超过1﹪。实验证明，00号半流体润滑脂，相当于N460润滑油的粘度，完全可以用于集中润滑系统；可以满足设备自动化、程控化、智能化的要求。目前半流体润滑脂已成功地应用于油气润滑系统上。
2.1.3以合成油为基础油的高性能润滑脂，具有更好的使用性能
目前具有代表性的高性能润滑脂，有以聚醚为基础油，用聚脲作稠化剂的脲基脂和高碱值复合磺酸钙基脂
二、以聚醚为基础油以聚脲为稠化剂的高性能脲基脂
由于聚醚和聚脲都具有各自的优异性能，强强联合，使脲基脂具有一系列优越性能。
1.聚醚的优势
聚醚来源方便，价格便宜，用途广泛，具有以下优良性能：① 聚醚的低温流动性好 聚醚油的倾点是：-30℃～-50℃；② 粘温特性高 聚醚的黏度指数是：170～245；③ 润滑性优越 聚醚具有极性，并具有较低的粘压系数，在几乎所有润滑状态下，都能形成非常稳定的、吸附力强和承载能力高的润滑剂膜，具有较低的摩擦系数与较强的抗剪切能力。④ 热氧化稳定性好 聚醚在氧的作用下容易断链，生成低分子的羰基和羰基化合物，生成物能够融于母体中，在高溫下生成物迅速挥发掉，不会生成沉积物和胶状物质，聚醚在使用中粘度逐渐降低不会升高；聚醚对抗氧剂具有良好的感受性，加入阻化酚类、芳胺类抗氧剂后，聚醚的分解温度可提高到240～250℃，具有很好的耐高温性能。
2.脲基稠化剂具有以下优势
①良好的耐高温性能 耐高温的润滑脂应具有高的滴点、高温下不易软化、分油少和抗氧化性能好、高温时锥人度变化少等特点。脲基润滑脂同膨润土脂以及复合皂基脂都具有高的滴点。复合锂基脂滴点仅为186℃左右，脲基脂的滴点达330℃，脲基脂比锂基脂的滴点高150℃左右；②良好的胶体安定性 脲类化合物，是一类有机物，同基础油有很好的亲合能力，并且一般脲基稠化剂都含有芳基，所以脲基润滑脂具有良好的胶体安定性。脲基脂的分油量随着时间延长增加很少，基本处于稳定状态；③长的轴承寿命 根据美国海军和一坪高级润滑油公司的实验，脲基脂使用寿命是复合锂基脂的10几倍。
三、高碱值复合磺酸钙基脂
80年代中期，高碱值复合磺酸钙基脂正式投入市场以来，已扩展到钢铁、冶炼、造纸、水运、铁路、发电、汽车等多种行业。
1.复合磺酸钙基脂的性能
1.1高温性能
复合磺酸钙基脂的滴点，一般在250℃以上。影响滴点的因素，主要是复合钙皂。FINA公司CERAN HV复合磺酸钙基脂的滴点高达340 ℃。该润滑脂在此温度下不会变成液体，当恢复到常温时，又能完全恢复到原先的组织。
1.2抗剪切性能
复合磺酸钙皂受剪切后，其结构骨架几乎不破坏。其碳酸钙的聚集程度有所下降，但仍能保持球形堆积的立体结构，其分布更加均匀。相同的实验条件下，剪切后脲基脂的稠度变化20个单位，复合磺酸钙基脂只变化5个单位。
1.3极压抗磨性能
复合磺酸钙基脂，具有十分良好的极压抗磨性能。其原因是：Ca元素以CaC、CaS等形式进入磨擦表面，形成表面膜，有效地隔开金属表面，起到积压抗磨作用，
1.4抗水性能
复合磺酸钙基脂，具有良好的耐水性，在水淋的环境下稠度变化很小。
1.5防锈、防腐蚀性能 复合磺酸钙基脂的防腐性能，是复合锂基脂的5～6倍。
1.6稳定性 复合磺酸钙基脂在储存期间，具有低的分油性。
复合磺酸钙基脂，可以广泛用于条件苛刻的部位。
结语
时代变了，润滑油品性能大幅度提高，选油品的原则必须“与时俱进”。“低碳经济”时代，要求润滑油品高性能、长寿命、满足环保要求。对于钢铁、冶炼、造纸、水运、铁路、发电、汽车等行业的润滑，首先要考虑使用脲基脂、复合磺酸钙基脂等高性能油品，油品价格高一些，但在生产全过程中可以得到最大的综合经济效益。
关键词：合成油 低碳经济 半流体润滑脂 节能环保
前言
21世纪的特点是：
1.机械设备发展到了一个更高级阶段
机械设备的发展史，经历了机械化阶段；电气化阶段；电子化阶段，目前，正在智能化的道路上迅速发展。新时代对机械设备提出了更高的要求，要求机械设备：加工精度高、运动准确、使用寿命长。
2.必须节约能源和资源
自然资源经过几千年的无序消耗，不可再生资源已逐渐趋于枯竭，必须省着用。
3.环保要求，已成为各行各业必须保证的重要条件
20世纪以来，人类肆无忌惮地向大自然发起“高投入、高消耗、高污染”的进攻，带来的后果是：二氧化碳（CO2）等温室气体大量排放、臭氧层遭到破坏、出现温室效应全球变暖、淡水资源危机、森林面积减少、土壤退化、生物多样性锐减、有毒化学品污染严重。人类正面临着有史以来最严峻的生活环境。为了人类的继续生存和发展，环保问题，已经成为各行各业必须考虑的头等大事。
以上现实，说明世界已进入到“低碳经济”时代。
“低碳经济”时代的特征：是在可持续发展理念支持下，通过技术创新、制度创新、生产转型、新能源开发等手段，以减少二氧化碳（CO2）等温室气体排放为目标，构筑低能耗、低污染和高效率为基础的经济发展形态。
根据“低碳经济”时代的要求，润滑油品必须沿着降低能耗、减少排放、保护环境、提高效率的道路发展。
一、低碳经济时代的润滑油品
为了满足“低碳经济”时代对油品的要求，润滑油品的原材料和产品，都需要采取革命性的措施，建立一套新的体系。目前，出现的比较突出的情况有两个：一个是基础油的更新换代；第二个是润滑脂的异军突起。
1.基础油的更新换代
1.1矿物油基础油的先天不足，必将逐步退出历史舞台
矿物油基础油的组分是：分子大小不等的烃类和含有硫、氮、氧等元素的杂质。油品易揮发，闪点低、蒸发量大；黏度大、倾点高、粘度指数小；氧化安定性差。
多年的实践证明：矿物油基础油的这些先天不足，只靠加添加剂的办法很难彻底解决。以矿物油为基础油的油品，无法同时满足高低温性能好、使用寿命长、不污染环境的要求。
1.2合成油将是新一代润滑油品的主角
合成油的种类很多，常见的有：合成烃、合成酯、聚醚、硅油、含氟油、磷酸酯等。其中，聚α-烯烃、合成酯、聚醚三大类的合成油，以其优良的综合性能、好的性价比，是目前使用最多的合成油。常用的几种合成油，都具有高低温性能好；黏度指数高；氧化稳定性好；挥发性低等性能；以聚醚和合成酯为基础油的油品，生物降解率高，还满足环保要求。
1.3推广合成油的阻力
合成油的应用，已经有几十年的历史，长期得不到推广。其主要原因有两条：第一条是设备漏油，显现不出其长寿命的优越性；第二条是合成油的价格高。
1.3.1漏油问题
漏油的问题是密封的问题，近些年密封技术取得显著成就，密封技术已提高到一个新阶段，常规密封问题已基本解决。漏油问题已不再是发展合成润滑油的主要障碍。
1.3.2合成油价格高的问题。
对价格高低的评价，主要看它在生产全过程的综合经济效益中，起的作用大小。采用高性能油品，可以减少事故、延长机器和油品的使用寿命，带来的效益是减少维修时间、减少备件消耗；增加开工率，增加产品产量。
从生产全过程综合经济效益角度看，使用高性能的合成油品，会给企业带来巨大的综合经济效益。算总账，使用合成油非但不贵，反而是最便宜。例如：
1.4太原钢厂烧结厂蜗轮减速机的换油效果
该蜗轮减速机原用工业齿轮油（当时价格4元/kg），由于长期在高温、多粉尘、振动和腐蚀的恶劣条件下工作，每2～2.5个月，就要报废一台减速机，（每台减速机1.8万元），一年要报废4～5台蜗轮减速机。为了延长设备使用寿命，换用LE 607合成油（189元/kg）。换油以后，全年只需一台减速机和30kg油；运行过程中，油温下降20～25℃，节电2%。据计算，使用油价高出46倍的合成油，每年反而可以为企业取得10万元的经济效益。
再从全国一盘棋角度看，一年可以少生产4～5台蜗轮减速机，少用的人工费、材料费和能源，减少CO2等温室气体的排放，又是一笔相当可观的经济效益和环保效益。
1.5无放油孔的小型齿轮减速机
Divaid Brown公司，批量生产的小型齿轮减速机，其特点是：箱体上没有放油孔。并宣称该减速机可以安装在任何地方；在任何季节使用。
其主要奥秘，是使用了以聚醚为基础油的高性能润滑油品，该油品高低温性能优异、不结焦、蒸发量小，保证了机器和油品的全天候、长寿命。
事实证明，使用高性能合成润滑油品，会给企业带来巨大的技术效益和综合经济效益。
2.润滑脂的的异军突起
2.1新形势
近几十年，现代科学技术的迅速发展，已经赋予润滑脂以新的、更优异的性能。以合成油为基础油的润滑脂，更易于满足“低碳经济”时代对油品的要求。其主要原因是：
2.1.1润滑脂的稠化剂，使润滑脂具有更广阔的发展空间。
润滑脂是由基础油、添加剂、稠化剂三部分组成。稠化剂不只是改变润滑剂的形态，还可以赋予油品以新的、更优越的性能。例如：相同的基础油用不同的稠化剂稠化，得到的润滑脂，其摩擦系数显著不同，某基础油的摩擦系数是0.040；该基础油用锂皂稠化得到的锂基脂其摩擦系数是0.008。摩擦系数降低到原基础油的五分之一。 事实说明，润滑脂是一类新的特殊物质。基础油、添加剂、稠化剂三者，都是影响润滑脂性能的主要因素。润滑脂比润滑油多一条提高其性能的途径——稠化剂。
2.1.2半流体润滑脂，赋予润滑脂必要的流动性，扩大了其使用范围
太原工学院王铁老师，对00号半流体润滑脂的动力黏度进行了实际测定，并与50号机械油作了对比。50号机械油的动力黏度为46 mPa·s；00号半流体润滑脂在40℃条件下，动力黏度η为420mPa·s，是50号机械油的动力黏度的8倍，但其传动效率，相差不超过1﹪。实验证明，00号半流体润滑脂，相当于N460润滑油的粘度，完全可以用于集中润滑系统；可以满足设备自动化、程控化、智能化的要求。目前半流体润滑脂已成功地应用于油气润滑系统上。
2.1.3以合成油为基础油的高性能润滑脂，具有更好的使用性能
目前具有代表性的高性能润滑脂，有以聚醚为基础油，用聚脲作稠化剂的脲基脂和高碱值复合磺酸钙基脂
二、以聚醚为基础油以聚脲为稠化剂的高性能脲基脂
由于聚醚和聚脲都具有各自的优异性能，强强联合，使脲基脂具有一系列优越性能。
1.聚醚的优势
聚醚来源方便，价格便宜，用途广泛，具有以下优良性能：① 聚醚的低温流动性好 聚醚油的倾点是：-30℃～-50℃；② 粘温特性高 聚醚的黏度指数是：170～245；③ 润滑性优越 聚醚具有极性，并具有较低的粘压系数，在几乎所有润滑状态下，都能形成非常稳定的、吸附力强和承载能力高的润滑剂膜，具有较低的摩擦系数与较强的抗剪切能力。④ 热氧化稳定性好 聚醚在氧的作用下容易断链，生成低分子的羰基和羰基化合物，生成物能够融于母体中，在高溫下生成物迅速挥发掉，不会生成沉积物和胶状物质，聚醚在使用中粘度逐渐降低不会升高；聚醚对抗氧剂具有良好的感受性，加入阻化酚类、芳胺类抗氧剂后，聚醚的分解温度可提高到240～250℃，具有很好的耐高温性能。
2.脲基稠化剂具有以下优势
①良好的耐高温性能 耐高温的润滑脂应具有高的滴点、高温下不易软化、分油少和抗氧化性能好、高温时锥人度变化少等特点。脲基润滑脂同膨润土脂以及复合皂基脂都具有高的滴点。复合锂基脂滴点仅为186℃左右，脲基脂的滴点达330℃，脲基脂比锂基脂的滴点高150℃左右；②良好的胶体安定性 脲类化合物，是一类有机物，同基础油有很好的亲合能力，并且一般脲基稠化剂都含有芳基，所以脲基润滑脂具有良好的胶体安定性。脲基脂的分油量随着时间延长增加很少，基本处于稳定状态；③长的轴承寿命 根据美国海军和一坪高级润滑油公司的实验，脲基脂使用寿命是复合锂基脂的10几倍。
三、高碱值复合磺酸钙基脂
80年代中期，高碱值复合磺酸钙基脂正式投入市场以来，已扩展到钢铁、冶炼、造纸、水运、铁路、发电、汽车等多种行业。
1.复合磺酸钙基脂的性能
1.1高温性能
复合磺酸钙基脂的滴点，一般在250℃以上。影响滴点的因素，主要是复合钙皂。FINA公司CERAN HV复合磺酸钙基脂的滴点高达340 ℃。该润滑脂在此温度下不会变成液体，当恢复到常温时，又能完全恢复到原先的组织。
1.2抗剪切性能
复合磺酸钙皂受剪切后，其结构骨架几乎不破坏。其碳酸钙的聚集程度有所下降，但仍能保持球形堆积的立体结构，其分布更加均匀。相同的实验条件下，剪切后脲基脂的稠度变化20个单位，复合磺酸钙基脂只变化5个单位。
1.3极压抗磨性能
复合磺酸钙基脂，具有十分良好的极压抗磨性能。其原因是：Ca元素以CaC、CaS等形式进入磨擦表面，形成表面膜，有效地隔开金属表面，起到积压抗磨作用，
1.4抗水性能
复合磺酸钙基脂，具有良好的耐水性，在水淋的环境下稠度变化很小。
1.5防锈、防腐蚀性能 复合磺酸钙基脂的防腐性能，是复合锂基脂的5～6倍。
1.6稳定性 复合磺酸钙基脂在储存期间，具有低的分油性。
复合磺酸钙基脂，可以广泛用于条件苛刻的部位。
结语
时代变了，润滑油品性能大幅度提高，选油品的原则必须“与时俱进”。“低碳经济”时代，要求润滑油品高性能、长寿命、满足环保要求。对于钢铁、冶炼、造纸、水运、铁路、发电、汽车等行业的润滑，首先要考虑使用脲基脂、复合磺酸钙基脂等高性能油品，油品价格高一些，但在生产全过程中可以得到最大的综合经济效益。