潤(rùn)滑脂是由基礎(chǔ)油、稠化劑和添加劑三部分組成。其中基礎(chǔ)油所占比例最大，一般占潤(rùn)滑 脂組分的80％～90％，稠化劑含量為l0％～20％，添加劑占5％左右。這三種組分雖然在潤(rùn)滑脂中占的比例不同，但對(duì)潤(rùn)滑脂的某些性能起著主要作用?，F(xiàn)分別討論。
（1）基礎(chǔ)油
潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油的類(lèi)型和組成，能決定潤(rùn)滑脂的高溫蒸發(fā)性能，潤(rùn)滑脂的低溫泵送性和相似粘度，亦取決于基礎(chǔ)油的粘度和凝點(diǎn)?；A(chǔ)油的粘溫性能就大致決定了某種潤(rùn)滑脂的高低溫使用范圍。
潤(rùn)滑脂的基礎(chǔ)油分為礦物油(石油潤(rùn)滑油)與合成油兩大類(lèi)，而合成油通常分為酯類(lèi)油、硅油(甲基硅油、乙基硅油、甲苯基硅油及含鹵素硅油等)、聚烯烴油，此外還有聚二乙二醇醚及含氟潤(rùn)滑油等。下表列出了潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油的主要性能比較。
潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油的性能比較
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基礎(chǔ)油 |
粘溫特性 |
耐高溫性 |
低溫流動(dòng)性 |
氧化安定性 |
潤(rùn)滑性 |
抗燃性 |
抗輻射性 |
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石油潤(rùn)滑油 超精制潤(rùn)滑油 聚烯烴油 雙酯 新戊基多元醇酯 聚二乙二醇醚 硅油 聚苯醚 全氟醚 氟碳油 |
一般 一般～良 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 差 優(yōu) 差 一般～良 差 |
一般 良 良 一般～良 良 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) |
一般 良 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 差 優(yōu) 差 一般～良 差 |
一般 良 良 良 良 優(yōu) 優(yōu)～良 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) |
優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 良 差 良 優(yōu) 優(yōu) |
差 差 差 差 差 一般 良 一般 優(yōu) 優(yōu) |
一般 差 差 差 差 優(yōu) 一般 優(yōu) - - |
從上表可見(jiàn)，礦物油除潤(rùn)滑性能優(yōu)良外，其它多項(xiàng)性能都不如合成潤(rùn)滑油；超精制石油潤(rùn)滑油的性能有所改善。不同類(lèi)型的合成潤(rùn)滑油性能亦各有優(yōu)劣，但絕大多數(shù)性能優(yōu)良，個(gè)別的性能較差，如硅油的潤(rùn)滑性能差(對(duì)鋼-鋼摩擦副)，酯類(lèi)油的橡膠溶脹小等。由于合成油價(jià)格昂貴。所以在工業(yè)上作為潤(rùn)滑脂的基礎(chǔ)油使用最多的仍是礦物油。
基礎(chǔ)油選用的原則：
用于低溫、輕負(fù)荷、高速軸承的潤(rùn)滑脂，以低粘度潤(rùn)滑油作為基礎(chǔ)油較為適宜；對(duì)于中速、中等負(fù)荷和溫度不太高條件下使用的潤(rùn)滑脂，以選用中等粘度餾分油作為基礎(chǔ)油；用于高負(fù)荷、較高溫度和低速工作的潤(rùn)滑脂則選用高粘度餾分油為基礎(chǔ)油是適宜的。
(2)稠化劑
稠化劑的基本作用就是它的稠化性能，稠化劑分散在基礎(chǔ)油中，形成三維結(jié)構(gòu)的膠束纖維，將潤(rùn)滑油分割包圍，使油失去流動(dòng)性(如圖a所示)，保持在潤(rùn)滑部位上；當(dāng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，膠束纖維受剪切，三維結(jié)構(gòu)遭到破壞，潤(rùn)滑油流出(如圖b所示)起潤(rùn)滑作用；當(dāng)運(yùn)動(dòng)停止后，膠束纖維又恢復(fù)三維結(jié)構(gòu)，又使?jié)櫥褪チ鲃?dòng)性，保持在潤(rùn)滑部位上。
用于制備制備脂的稠化劑有兩大類(lèi)：皂基稠化劑，即脂肪酸金屬鹽（包括單皂或混合皂及復(fù)合皂）；非皂基稠化劑（包括烴類(lèi)、無(wú)機(jī)類(lèi)及有機(jī)類(lèi)）。皂基稠化劑制備的潤(rùn)滑脂占潤(rùn)滑脂總量的90％左右，得到廣泛地應(yīng)用。
A皂基稠化劑
1)單皂基 以單一金屬皂作為稠化劑而制成的潤(rùn)滑脂，就以這種金屬皂的名稱(chēng)來(lái)命名，如鈣基脂、鈉基脂、鋰基脂等。
2)混合皂基 以?xún)煞N或兩種以上的單一金屬皂作為混合劑制成的潤(rùn)滑脂。兩種單一皂可按一定比例混合，如鈣—鈉基脂，它兼有鈣基脂的抗水性和鈉基脂耐較高溫度的性能。
3)復(fù)合皂基 在金屬皂的基礎(chǔ)上加以復(fù)合劑而形成兩種不同的脂肪酸根結(jié)合在同一金屬原子上形成復(fù)合皂稠化劑所制成的脂。它一般具有較高耐溫性能，并可以改善潤(rùn)滑脂的機(jī)械安定性和膠體安定性。如以醋酸鈣為復(fù)合劑制成復(fù)合鈣基脂以苯甲酸與脂肪酸鋁皂為稠化劑制成的復(fù)合鋁基脂等。
作為潤(rùn)滑脂原料的脂肪材料，來(lái)源較廣，有動(dòng)、植物油、硬化油、脂肪酸等。為了彌補(bǔ)天然脂肪原料不足，采用石蠟氧化制取的合成脂肪酸，用于制造一般潤(rùn)滑脂的脂肪的標(biāo)準(zhǔn)溫度在
B非皂基稠化劑
1)石蠟和地蠟 是制備烴基潤(rùn)滑脂的稠化劑。
地蠟稠化石油潤(rùn)滑油制備的烴基脂具有良好的抗水性，并有一定的抗化學(xué)介質(zhì)和良好的防護(hù)能力。
2)無(wú)機(jī)稠化劑 有表面改性的無(wú)機(jī)澎潤(rùn)土和硅膠(一般均使用表面改質(zhì)的微細(xì)硅膠)。
3)有機(jī)稠化劑 有陰丹士林染料、有機(jī)脲類(lèi)、聚四氟乙烯、氟化乙烯丙稀共聚物等。
無(wú)機(jī)和有機(jī)稠化劑，都各具特點(diǎn)，一般有良好的耐熱性，所制備的潤(rùn)滑脂有較高的滴點(diǎn)，有的脂還有優(yōu)良的抗輻射性、抗化學(xué)介質(zhì)等特征。此外，還有炭黑、石墨及二硫化鉬等填料、添加在潤(rùn)滑脂中可提高潤(rùn)滑脂的抗負(fù)荷能力。
(3)添加劑
在潤(rùn)滑脂中加入添加劑以改善潤(rùn)滑脂的某些性能，其作用基本上與潤(rùn)滑油中添加劑的作用是相同的，但由于一般的潤(rùn)滑脂呈弱堿性，并含有某種稠化劑，對(duì)添加劑的感受性與潤(rùn)滑油有所不同。對(duì)潤(rùn)滑油有效的添加劑在潤(rùn)滑脂中可能無(wú)效。所以選擇時(shí)要通過(guò)試驗(yàn)決定。潤(rùn)滑脂中的添加劑主要有以下幾種：
A．結(jié)構(gòu)改善劑 是潤(rùn)滑脂中穩(wěn)定膠體結(jié)構(gòu)用的添加劑。它在潤(rùn)滑脂中含量雖少，但作用很大。有的潤(rùn)滑脂如果不含適量的結(jié)構(gòu)改善劑，稠化劑和基礎(chǔ)油就會(huì)分離而不能制成潤(rùn)滑脂。
結(jié)構(gòu)改善劑是一種極性較強(qiáng)的化合物，如有機(jī)酸、甘油、醇、胺、醚等化合物。水也是一種結(jié)構(gòu)改善劑。例如在鈉基潤(rùn)滑脂中用甘油作為結(jié)構(gòu)改善劑；在鈣基潤(rùn)滑脂中用水作為結(jié)構(gòu)改善劑。
B抗氧化劑 主要用來(lái)提高潤(rùn)滑脂的抗氧化安定性。它能阻礙基礎(chǔ)油的氧化，延長(zhǎng)潤(rùn)滑脂的使用壽命。主要有兩種：在微堿性潤(rùn)滑脂中以胺類(lèi)抗氧劑為主，如二苯胺、苯基-
C防銹劑 主要用來(lái)提高防銹性。防止空氣、水分等透過(guò)潤(rùn)滑脂膜對(duì)金屬腐蝕。主要有石油磺酸鹽、亞硝酸鈉、氧化石油脂鋇皂、苯并三氮唑等。
這些化合物由于其極性基能吸附在金屬面上，或能與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成鹽類(lèi)，它們能在金屬表面形成致密而牢固的薄膜，使金屬表面與水、空氣等相隔離，以達(dá)到隔離的作用。
D極壓抗磨劑 在苛刻條件下工作的齒輪、軸承等摩擦面的負(fù)荷和溫度都很高，摩擦表面處于邊界潤(rùn)滑狀態(tài)，很容易發(fā)生過(guò)度磨損擦傷和燒結(jié)現(xiàn)象。
極壓抗磨劑的作用是在邊界潤(rùn)滑條件下，其分解產(chǎn)物在摩擦、高溫下與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成剪切應(yīng)力和熔點(diǎn)均比純金屬低的化合物，從而防止金屬摩擦面的擦傷、咬合或熔焊。
一些含磷、氯、硫的化合物具有抗磨和極壓性。一般磷化物具有抗磨性，而氯化物與硫化物或含疏和磷化合物，即具有極壓性也有抗磨性。為改進(jìn)潤(rùn)滑脂的抗磨性和極壓性，可以混合作用兩種或多種添加劑。
極壓抗磨劑有硫化物(如硫化烯烴等)、磷化物(磷酸三甲酚酯等)、氯化物(如氯化石蠟)、鉛鹽(如環(huán)烷酸鉛)等。
現(xiàn)將潤(rùn)滑脂三個(gè)組成部分分別列于下表：
表 滑 脂 組 分
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基礎(chǔ)油 |
石油潤(rùn)滑油 |
中粘度或高粘度溶劑精制油、超精制石油潤(rùn)滑油 | |
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合成潤(rùn)滑油 |
合成烴，聚烯烴油 聚乙二醇醚、聚苯醚 酯類(lèi)油：二元酸酯、三羥甲基丙烷酯、季戊四醇酯、雙季戊四醇酯 硅 油：甲基硅油、甲苯基硅油、氯苯基硅油，乙基硅油、烷基硅油 氟碳類(lèi)，氟油、全氟醚、氟氯油 | ||
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稠化劑 |
皂 基 |
脂肪、脂肪酸 (皂化物) |
天然脂肪、動(dòng)物油脂：牛油、豬油、鯨油 植物油酯：蓖麻油、棉籽油等 十二羥基脂肪酸、氫化脂肪(硬化油) 單體脂肪酸：硬脂酸、棕?cái)R酸、油酸 合成脂肪酸、環(huán)烷酸 |
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堿類(lèi)(皂化劑)NaOH、Ca(OH)2、LiOH等 | |||
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非皂基 |
烴 類(lèi)：地蠟 石蠟 有機(jī)物：染料、陰丹士林、酞菁銅 脲類(lèi)：芳基脲 酰胺：十八烷基對(duì)苯二甲酸金屬鹽 氟化物：聚四氟乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物 無(wú)機(jī)物：有機(jī)膨潤(rùn)土：改質(zhì)硅質(zhì)、石墨、二硫化鉬、炭黑 | ||
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添加劑 |
抗氧劑 |
胺類(lèi)：二苯胺、苯基- 酚類(lèi)、2，6-叔丁基對(duì)甲酚、硫氮雜蒽 硒化物：二烷基硒 | |
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極壓抗磨劑 |
硫化物：硫化烯烴、硫化鯨油、硫芐、硫化脂肪 磷化物：磷酸三甲苯酯、磷酸三乙酯、亞磷酸二正丁酯 氯化物：氯化石蠟 鉛 鹽：環(huán)烷酸鉛 其 它：二烷基硫代氨基甲酸鹽(鉛、鋅、鉬、銻) 二烷基硫代磷酸鹽類(lèi)、石墨、二硫化鉬 | ||
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防銹劑 |
磺酸鹽：石油磺酸鹽(鈉、鈣、鋇)、二壬基萘磺酸鋇 山梨糖醇單油酸酯 亞硝酸鈉、癸二酸鈉 氧化石油脂鋇皂 苯并三唑、瞇唑啉 | ||
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結(jié)構(gòu)改善劑 |
聚甲基丙烯酸酯、聚異丁烯、乙烯丙烯共聚物、橡膠、蜂蠟 | ||
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膠溶劑 |
水、甘油、三乙醇胺 | ||