经石油炼制、精炼后得到的润滑油馏分还不能直接使用,需要根据不同产品的需求,向其中加入一定量的添加剂,以改善和提高润滑油的使用性能,可归纳为润滑油和润滑脂两大类。
1.润滑油
润滑油一般是由基础油和添加剂两部分组成的。基础油是润滑油的主要成分,决定着润滑油的基本性质,添加剂则可以弥补和改善基础油性能方面的不足,是润滑油的重要组成部分。
图3-2-1 润滑油的组成
(1)基础油
润滑油基础油主要分为矿物基础油、合成基础油以及生物基础油三大类。矿物基础油应用广泛,用量很大(约95%以上),但有些应用场合则必须使用合成基础油和生物基础油调配的产品,因而使这两种基础油得到迅速发展。
矿物基础油是原油提炼过程中,在分馏出有用的轻物质(如航空煤油、汽油等)之后,剩下来残留的塔底油再经提炼而成的。其化学成分包括高沸点、高分子量烃类和非烃类混合物,组成一般为烷烃(直链、支链、多支链)、环烷烃(单环、双环、多环)、芳烃(单环芳烃、多环芳烃)、环烷基芳烃以及含氧、含氮、含硫有机化合物和胶质、沥青质等非烃类化合物。
合成基础油来自于原油中的瓦斯气或天然气所分散出来的乙烯、丙烯,经聚合、催化等复杂化学反应炼制成大分子组成的基础油。合成润滑油因不含杂质,比矿物油的热氧化安定性好,热分解温度高,耐低温性能好等优点,可以保证设备部件在更苛刻的场合工作,但是成本较高。
生物基础油(植物油)无毒、具有极好的生物降解性、具有良好的润滑性及高的黏度指数、挥发性低,处理过程需要的能量少,向环境的扩散少,同时与合成油相比,价格较低。虽然植物油成本高,但所增加的费用足以抵消使用其他矿物油、合成润滑油所带来的环境治理费用。
图3-2-2 润滑油(www.xing528.com)
图3-2-3 不同黏度等级润滑油在-35℃的表现
(2)添加剂
添加剂是近代高级润滑油的精髓,正确选用合理加入,可改善其物理化学性质,对润滑油赋予新的特殊性能,或加强其原来具有的某种性能,满足更高的要求。根据润滑油要求的质量和性能,对添加剂精心选择,仔细平衡,进行合理调配,是保证润滑油质量的关键。
表3-2-1 添加剂类型及作用
2.润滑脂
润滑脂不同于润滑油。润滑脂俗称黄油、黄干油或黄黏油,是将稠化剂分散于液体润滑剂中所形成的一种稳定的固体或半固体产品,其中加入能改善润滑脂某些特性的添加剂及填料调制而成的。
润滑脂主要是由基础油、稠化剂、添加剂三部分组成。其中基础油的质量分数为75%~90%,是润滑脂分散系中的分散介质,对润滑脂的性能影响较大。一般采用中等黏度及高黏度的石油润滑油或合成的酯类油、硅油、聚α-烯烃油等做基础油。稠化剂的质量分数为10%~20%,是润滑脂的主要组分,分散在基础油中并形成润滑脂的结构骨架,使基础油被吸附和固定在结构骨架中。用于制备润滑脂的稠化剂有皂基稠化剂(即脂肪酸金属盐)和非皂基稠化剂(烃类、无机类和有机类)两种。添加剂及填料的质量分数在5%以下,常用的添加剂有胶溶剂、抗氧化剂、防锈剂、防腐蚀剂等,用于提高润滑脂氧化安定性、缓蚀性能、抗流动能力和增强润滑的能力等。车辆上使用的润滑脂大都为皂基润滑脂。润滑脂中的润滑性依靠润滑油的润滑性,而增稠剂或皂基会将润滑油吸附住,以利于润滑油来润滑,可增进润滑性。而添加剂则为增进油脂的效能。如抗氧化、抗腐蚀、抗磨性、甚至提供较佳脂附着性及黏着力。
图3-2-4 车用润滑脂
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