工艺条件对锂基脂的影响
(1)关于皂化反应
在锂基脂的生产过程中,影响皂化反应的速度的因素很多,如温度、反应物的浓度、反应物间的接触情况、碱的浓度、脂肪或脂肪酸的组成等。
(2)关于最高炼制温度
如果说皂化是制脂最基本的条件,那么稠化就是制锂基脂的重要条件。一般锂基脂的稠化温度在155175℃,釜内混合物即由加热皂化至熔融,虽然经过了几个相转变,但一经熔融后便基本上形成了皂与油的溶胶状态。有些生产厂在此即加急冷油,用齿轮泵通过剪切阀打循环逐渐冷却。大多数生产厂是继续升温至210220℃,然后循环剪切冷却。
(3)关于冷却方式和冷却条件
除了皂化和稠化之外,冷却方式和冷却条件对成品脂的影响是非常明显的。冷却方式不同,成品脂的纤维结构也不同,锂基脂就有长短纤维之分。润滑脂生产的最终目标是要得到稠化能力强、胶体安定性和机械安定性都好的脂。在固定组成下,锂基脂的某些性质决定于皂纤维的长宽比。一般较长纤维的脂具有好的剪切性能,较短纤维的脂则具有好的胶体安定性。因此,除非增加皂量,否则要使脂同时具有上述两种性能是有一定矛盾的。
实际上,同时含有粗细两种纤维的锂基脂其剪切安定性大体上相当于二者的平均值,关于这个问题已有报道:先分别取两种锂基脂,一种是皂结晶处于安定状态的短纤维(纤维长度110μm,长宽比1726);另一种是皂结晶处于介安状态的微纤维脂(纤维长度小于1um,长宽比5~15)。然后将两者混合,所得产品的剪切安定性优于混合前的两者,而胶体安定性几乎等于微纤维脂的产品。
上述两种脂在相状态方面的差别用显微镜不易发现,但用热分析法是容易分辨出的。
为了制取短纤维锂基脂,可将1/3的基础油与氢化蓖麻油混合,再用当量氢氧化锂皂化并脱水,使皂完全溶解。然后在相转变温度下保持1h以上,再加入其余2/3量的基础油同时,慢慢冷却至约94~135℃时研磨。
当制取微纤维锂基脂时,将1/3量的基础油与12-羟基硬脂酸混合,以当量氢氧化锂皂化并脱水,当温度升至150℃后再加入余量2/3基础油,然后升温至205℃,使皂全部溶化,最后快冷至38~65℃,研磨。将两种脂混合后在65-95℃下慢慢搅拌约半小时,再经研磨即得产品。
锂基脂的胶体安定性及机械安定性不仅受皂含量的影响,而且也为皂纤维的形状和大小所左右。这种皂纤维形状和大小的生成条件,是受制脂工艺中冷却速度控制的。静置快速冷却,生成的皂纤维较小,比表面积大,因此脂的稠度大、分油少,但机械安定性差。反之,慢冷则生成的皂纤维较大,比表面积小,则脂的稠度小、分油大,而机械安定性较好。所以,要获得胶体安定性和机械安定性都满意的产品,除了调节皂含量外,还应严格控制冷却速度。
(4)研磨对产品性质的影响
研磨是最后一步,也是关键步骤。特别是锂基脂,不经研磨是不能直接使用的。研磨不仅可以改善脂的外观,更主要的是可以将胶体安定性和机械安定性稳定在最适宜程度上,使其具有理想的使用性能。
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