机械设备用节能环保润滑油的制备及性能评价

袁俊洲，乔 良

（山东源根石油化工有限公司，山东 济宁，272100）

引 言

我国工业产值的迅速增长，为润滑油产业创造了巨大的发展机会[1]。当前中国已经是全球润滑油第二大消费国，仅次于美国。国内的润滑油年需求量已经突破600万t，在润滑油总市场份额中占据15%以上，且数值还在不断攀升[2]。其中机械设备用润滑油在我国总体润滑油消费量中占40%以上，是所有种类的润滑油中最快升级换代的产品，同时也是主要的润滑油利润来源。当前我国市场上的机械设备用润滑油涵盖了几乎所有的质量级别，但其中的主流产品还是一些较为低档的产品，其基础油均为矿物油[3]。在苛刻工况的满足、机械寿命的延长、摩擦磨损的减少中矿物油发挥着很大的作用。然而对于一些特殊的场合，例如在一次性循环系统或开放系统中，由于自然更换、溅射、泄漏、运输等原因，这种润滑油往往会不可避免地直接向环境中排放[4]。而在自然环境中矿物油的生物降解能力非常差，会很长时间滞留在自然环境中并积聚起来，造成生态环境的污染。因此机械设备用节能环保润滑油成为机械设备用润滑油领域的研究热点[5]。基于此对机械设备用节能环保润滑油的制备及性能评价进行研究。

对于机械设备用节能环保润滑油的制备及性能评价，各国都相当重视。其中国外很早就开始制备机械设备用节能环保润滑油，并对其进行性能评价。而国内对机械设备用节能环保润滑油的制备及性能评价的研究则相对起步较晚，但在近年来也相当的重视。基于已经获得的研究成果，对机械设备用节能环保润滑油的制备及性能评价进行深入实验研究。

1 试验方法

1.1 试验仪器

试验中使用的主要仪器设备如表1所示[6]。

表1 试验中使用的仪器设备Table 1 Instruments and equipment used in the test

1.2 试验试剂

试验中使用的化学试剂如表2所示。

表2 试验中使用的化学试剂Table 2 Chemical reagents used in the test

1.3 合成植物油酰胺

将植物油当作基础原料，在加热条件下，通过多胺对植物油实施改性操作，合成植物油酰胺[7]。具体步骤如下：称取一定比例的植物油，加到装有冷凝管、搅拌器、温度计三孔烧瓶中，通过搅拌器进行搅拌同时加热[8]。当温度到达100℃后开始进行1h的计时，并将温度控制在：100～110℃。接着缓慢添加称量并计量的无水碳酸钠，并继续进行加热[9]。当到达需要的温度范围后开始计时[10]。当达到试验所需的时间后即可停止反应，获取褐色蜡状、具备一定黏度的合成植物油酰胺作为实验样品[11]。

1.4 制备机械设备用节能环保润滑油

将合成的植物油酰胺当作制备机械设备用节能环保润滑油时的基础油，选择的乳化剂为油酸和油酸钠，选择的水为去离子水，选择的添加剂为CMCHV、煤油、硅膏，制备的是乳液型机械设备用节能环保润滑油[12～14]。

选择的制备方式为乳化剂在油中制备的方法，制备时称量的药品具体如表3所示[15～16]。

表3 制备时称量的药品Table 3 Medicines weighed during preparation

按照表3的称量结果，通过乳化机对三种润滑油进行制备。完成机械设备用节能环保润滑油的制备[17]。

2 性能评价

对表3制备结果进行性能测试，发现17号样品润滑效果更佳，因此从抗温性能、抗盐性能、润滑性能和摩擦性能四个方面对17号样品进行评价讨论。

2.1 评价抗温性能

取五份制备的机械设备用节能环保润滑油，每份300mL，在140、150、160、170℃的温度下测试制备的机械设备用节能环保润滑油的抗温性能。具体结果如表4所示。

表4 抗温性能测试结果Table 4 Test results of temperature resistance

根据表4的抗温性能测试结果可知，制备的机械设备用节能环保润滑油在高温老化后，流动性显著变小，随着温度的不断升高，密度也逐渐减小，而摩阻系数则有所增加，但其变化范围整体较小且一直较高，说明制备的机械设备用节能环保润滑油的抗高温性能良好。

2.2 评价抗盐性能

取五份制备的机械设备用节能环保润滑油，每份300mL，分别在其中加入15%含盐量的NaCl溶液45g，并进行10min的高速搅拌。接着加入0.5%、1.0%、1.5%、2.0%质量浓度制备的机械设备用节能环保润滑油，对制备的机械设备用节能环保润滑油的抗盐性能进行测试，具体结果如表5所示。

表5 抗盐性能测试结果Table 5 Salt resistance test results

根据表5的抗盐性能测试结果可知，制备的机械设备用节能环保润滑油抗盐性能良好。

2.3 评价润滑性能

取六份制备的机械设备用节能环保润滑油，采用加重剂对其中五份实施密度调节，使其密度变为1.1g/cm3、1.2g/cm3、1.3g/cm3、1.4g/cm3、1.5g/cm3、1.6g/cm3，接着加入0.5%质量浓度的机械设备用节能环保润滑油，对制备的机械设备用节能环保润滑油的润滑性能进行测试，具体结果如表6所示。

表6 润滑性能测试结果Table 6 Lubrication performance test results

根据表6的润滑性能测试结果可知，制备的机械设备用节能环保润滑油的润滑性能良好，但随着加重剂颗粒的增多，使其润滑性能在逐渐减弱。

2.4 评价摩擦性能

通过四球摩擦试验机对制备的机械设备用节能环保润滑油的摩擦学性能进行测试，具体测试结果如表7所示。

表7 摩擦学性能测试结果Table 7 Tribological performance test results

根据表7的摩擦学性能测试结果可知，基础油添加比例越高时，制备的机械设备用节能环保润滑油的摩擦学性能越差，侧面证明其润滑性能越好。

3 结束语

通过对机械设备用节能环保润滑油的制备及性能评价进行研究，可以获得各项性能更加良好的机械设备用节能环保润滑油，对于机械设备用润滑油走向更加节能环保的发展方向有很大意义。