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聚脲润滑脂由于具有高的滴点、优良的综合性能,在钢铁工业、汽车工业、电器设备、军事工业等领域获得了广泛的应用,已成为当今世界上高性能润滑脂品种的一个发展方向,且已成为衡量一个国家润滑脂工业水平的重要标志。
1、聚脲稠化剂的结构与聚脲润滑脂的性能
聚脲稠化剂通常由异氰酸酯与胺类反应聚合而成,脲基润滑脂稠化剂中含有官能团:—NH—CO—NH—,分子之间以较强的氢键相结合,使整个胶体体系处于非常稳定的状态; 同时,氮原子孤电子对的存在,增强了整个分子的极性,使得脲基脂对金属有非常强的亲和力,氮原子的存在又使其具有一定的防锈、抗磨性,从而决定了脲基脂具有独特的性能,且聚脲润滑脂不同于金属皂基稠化剂,不含金属离子,避免了皂基稠化剂中金属离子对润滑脂基础油的催化氧化作用。因此,聚脲润滑脂具有一系列优良的使用性能:良好的热稳定性和氧化安定性、良好的低温性能、良好的抗腐蚀性和抗水性、良好的相容性、长的使用寿命、良好的胶体安定性及润滑性。
2、聚脲润滑脂的性能影响因素
基础油
选择合适的基础油是制备优质聚脲润滑脂的重要条件,通常选用高温性能较好的硅油、酯类油、矿物油和合成烃油等作为生产聚脲润滑脂的基础油。
(1)硅油
由硅油制备的聚脲润滑脂产品的各个方面的性能都比较突出,但是润滑性很差,极压抗磨性能 PB 值很低。其合成的脲基润滑脂的极压性不能达到要求,且硅油的价格比较高,不适合做连铸机脂的基础油。另外,硅油是以硅氧烷为主链,在硅氧烷的侧链上连接一些基团(苯基、甲基[6])或者元素(氯、氟[7])均可以提高润滑脂的高温性能。采用氨基聚硅氧烷、多异氰酸酯和多氨基的含有活性基团的硅烷,通过它们的共聚合反应获得有机硅聚脲基础聚合物。该有机硅聚脲基础聚合物具有很好的耐高低温、耐溶剂性能以及较好的力学性能且可以室温固化,通过分子链端基和侧链的烷氧基基团相互交联,形成分子内和分子间的交联网状结构,由此生产黏合剂、密封胶、涂料及抗缓冲层,尤其是在汽车工业的密封胶领域有较好的用途。
(2)酯类油
由于各种酯类油的结构不同,所得聚脲润滑脂的稠度、滴点、蒸发量差别也很大。其共同的特点就是对添加剂的感受性比较好,极压性能都能满足要求。但是由于酯类油的抗水解能力比较差和极性结构需要的稠化剂的量很大,给生产工艺带来很大的麻烦,不利于生产的顺利进行。
用多羟基酯类油作基础油合成了聚脲脂,该脂具有很好的热稳定性、电导性和生物降解性。将聚脲稠化剂与金属皂基稠化剂加入到动力黏度 40 ℃时为 20~80 mm2/s 的酯类油中制备了复合聚脲润滑脂,该脂在高温下稳定,不易产生灰尘,而且具有很好的高温性能。采用动力黏度 40 ℃时为 80~300 mm2/s 的酯类油作为基础油合成了脲基脂,该脂能够提高高温工作下轴承的噪声特性,而且在转速改变较大范围内保持这种性质。
聚脲基润滑脂的应用
Seivio HitaLub H620合成长效高温润滑脂聚脲基润滑脂作为一种性能全面的新型润滑脂,最突出的性能是使用寿命长,广泛应用于冶金、汽车、轴承等苛刻的机械设备上。未来聚脲润滑脂的发展趋势将是发展复合聚脲润滑脂,以满足现代工业更高的使用要求。随着现代工业和科学技术的快速发展,许多机械设备在高温、高速、重载等苛刻工况下运转,因此要求润滑脂除了具有最基本的润滑、密封、防护性能外,最好还具有较长的使用寿命。相比复合锂基润滑脂、复合磺酸钙基润滑脂、复合铝基润滑脂和膨润土润滑脂等其他高性能润滑脂,聚脲润滑脂作为一种性能全面的新型润滑脂,其最突出的性能是使用寿命长。