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冷镦成型油加工溶性差的问题怎么解决?

阅读次数:次   发布日期:2018-06-13

      冷镦成型油加工工艺类别繁多,加工要求各异,设备、材质、速度、用油习惯的不同导致用油终端在加工油品的选择上不尽相同,没有统一的标准,这是行业的特性所决定的,唯一的标准就是适合,加工效果的适合,成本控制的适合。在金属加工用油领域,加工效果的好与坏,极压抗磨性的高与低,关键在于首先要确定一款好的添加剂,其次组建合理的配方体系,基础油只是充当载体的角色,金属加工用油在调和生产的过程中,不可避免的要用到氯系、磷系或硫系这类极压抗磨添加剂,有时会出现相溶性差的问题。
      一、硫化添加剂的原因为什么把脂肪硫化后,其相溶性就下降了呢?经研究发现,随着对脂肪硫化程度的加深,C-S的不断结合,其溶解的极性逐渐降低,极压抗磨的性能却在提高,就好比我们常见的杠杆,一端升起后,另一端必然要下降;比方说,将脂肪的含硫量硫化到1个硫时,其油溶性肯定比含5个硫的要好,5个硫的就要比10个硫的油溶性好,但是油品在实际使用时,即极压抗磨方面,其效果刚好相反,我们添加硫化添加剂的目的就是利用其极压抗磨性,需要注意的是,这种硫化过程是有节制的,当硫含量达到12时,粘度很高,已经接近半流体了,和90%左右的基础油都难溶了,硫含量达到20时,就是我们常见的制作轮胎所用的橡胶了,这时候,油溶性已经无从谈起了。
       硫化脂肪主要有两种:深色硫化棉籽油(T-404、T-405、T-405A)传统工艺硫化,颜色深、刺激气味大,其中的硫结合太牢固,很难有效释放,造成极压性很低,严格意义上来讲,这类添加剂属于油性剂;由于当时客观条件的局限性,在调和工业油、冷镦成型油的时候只能使用硫化棉籽油。浅色硫化猪油现代工艺硫化,颜色浅、无刺激性气味,由于改变了硫的结合方式,极压抗磨性远远高于硫化棉籽油,被越来越多的机构、企业所认可并大量采用,适合现阶段高端油品及未来油品的发展方向。市场上有一些游离在正规企业生产以外的所谓高硫含量硫化脂肪,基本是把脂肪高温氧化后和硫化异丁烯调和的、或把矿物油(硫化烯烃类)直接混兑到氧化植物油中欺骗客户的,单纯的测试其硫含量并不低,油溶性也很好,这样做的目的是贴合人们传统的用油观念(即 硫含量越高,使用效果越好,关于这点我们在以后的文章会有明确的讲解),但是实际中的使用效果并不好,原因就是这其中的硫并没有结合,只是溶解在脂肪当中,现在有很多进口产品在这方面做出了改善,比如早期进口的德国甘油三酯**11,含硫量10,粘度800,曾一度因为相溶性差,退出了中国市场;后来,改变生产工艺,只硫化到5个硫,而后期再添加5%的烯烃类物质,粘度大幅下降,调整在350个左右,油溶性很好,重回国内市场,但单剂添加量10%与150SN调和后,进行四球实验,3000N的压力下就已经烧结了,所以这种做法是与实际脱节的。所以,硫化添加剂不能只关注相溶性,还应该关注其在极压抗磨方面的性能,即在实际当中的使用效果。
冷镦油,成型油
      二、基础油的选择:加氢基础油虽然具有高粘度指数、高氧化安定性等优异的指标,但在金属加工用油领域并不是最重要的。若基础油采用加氢补充精制、二次加氢、甚至全加氢工艺,精制后,油品内部的杂环都被氢去除,包括基础油中的荧光物质也都被去除,导致基础油极性很低,折光度也降低,所以对溶解极性添加剂的能力降低,当基础油氢过度饱和或其中有氢残留时,相溶性差的现象更为明显,建议所有加氢基础油在使用前,都要与所选添加剂做相溶性测试。类基础油:不论国内还是国外,“老三套”(溶剂脱沥青、糠醛精制、酮苯脱蜡)传统工艺依然有其不可取代的优势,我国润滑油主要也是以“老三套”工艺生产为主,如大连、大庆、抚顺、茂名石化等炼厂生产的基础油,经过大量测试和多年的实际使用,上述炼厂的糠醛油、Ι类基础油与添加剂的相溶性、感受性是没有问题的,故而早已在金属加工用油领域被大量采用。非标基础油:使用“酸洗”工艺制取或者是高压抽提制取,其实就是非标基础油,尤其是废油经过酸洗再生的基础油,里面有很多重金属、添加剂的残留,单纯观察外观很好,但是感受性很差,要达到Ⅰ类油所调和油品的加工效果,可能需要添加更高比例的添加剂,造成成本增加,得不偿失;氧化安定性也很差,比如把这类非标基础油在日光下直射,初期外观良好,但是3天后,这类“酸洗”基础油自身就会出现颜色加深、混浊、沉淀、粘度变化,应该慎重使用;而像大庆、抚顺、大连炼厂生产的Ι类基础油则没有任何问题。
     三、助溶添加剂的选择:在冷镦成型油生产的过程中,若发生混浊(即不溶)现象,在确定基础油正常的情况下,可通过添加以下几种“辅助添加剂”来解决,比如S-80、、非标油、提高单剂添加量、精制猪油:
     1、添加S-80,完全是为了观察油溶而添加,并不能在实际使用中起到增效的作用,油品使用过程中要杜绝水分的混入,否则会造成油品乳化→酌情使用;
     2、添加非标油,虽然可以解决油溶性不好的现象,但是由于精制程度的不同,其中可能含有残留的非理想组分,比如重金属、其他添加剂,基于“竞争吸附”的原理,必定会影响油品在实际中的使用效果→酌情使用;
     3、大幅提高所测试添加剂的添加量,比如硫化添加剂,以便使其在基础油中重新建立架构,但是成本会很高→不建议使用
     4、精制猪油属于脂肪类,其极性很高,溶解性非常好,自身也是非常好的润滑材料,助溶作用明显,早已在很多的配方中普遍被使用,况且成本不高,也便于采购,所以,我们通常通过添加精制猪油来解决油溶性不佳的问题(即提高脂肪含量),根据混浊程度的不同,添加量在5%~20%左右;而且,精制猪油的不饱和酸的含量很低,碘值在75左右,远远低于植物油(棕榈油、菜籽油、蓖麻油)的100~120,故而抗氧化性很好,可以有效避免在机台表面形成“黄袍”、起垢、结胶的问题。

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