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fyrsummer的博客

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POUPC2088极压抗磨剂  

2012-02-15 09:46:05|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一、概述  

POUPC2088是不含碳氢元素的无机盐类化合物,可生物降解,是对环境友好的食品级极压抗磨添加剂。POUPC2088无色、无味、溶于水,其性能优于绝大多数传统硫磷体系。POUPC2088不含氯,在润滑脂中可应用广泛,尤其是针对有高载荷性能要求的矿业、建筑和重型机械行业上。POUPC2088为白色粉末,其平均颗粒大小约为3.5微米,在矿物油中能平均地分散在稳定的悬浮液中。POUPC2088主要用于润滑脂作极压抗磨剂,和MoS2等具有极的协同性。POUPC2088若与MoS2、硼和硫磷衍生物进行复配,可达到800kg烧结负荷和Timken达到65磅的Timken OK值。是目前最具极压性能的协同添加剂。POUPC2088也可用于水基金属加工液替代氯化石蜡,亦广泛应用于极压脂,热锻造,拉拔等金属加工应用上。

二、理化指标

项目

典型数据

外观

白色 自由流动粉末

熔点  ℃

≥200

水溶性 H2O %

≤10

pH值【8%溶解】

9-11

密度g/cm3

0.68

颗粒度 μ

3-5

三、作用机理

在电子显微镜下,观察到POUPC2088产品是以带电原子核的形式【3μ-5μ颗粒】吸附油脂大分子【电子】及皂的骨架共同形成更结实的骨架(官能团),从而起到增强极压抗磨的作用。

四、性能特点

1. 优异的极压性能;

2. 优异的加成性和协同性(MoS2);

3. 无色无味,环境友好型,无毒,具有很好的生物降解性;

4. 无腐蚀;

5. 可用于USDA H-1食品级润滑脂中【NSF注册号:031493(HX-1)】;

6. 在矿物油中替代含重金属添加剂;

7. 极苛刻金属加工条件下替代氯化石蜡;

8. 与各种基础油脂均有很好的、宽范围的相溶性且均具有优异的极压性。

五、实验及应用案例

主要试验方法(ASTM):

A、D2596 润滑脂四球极压【1800rpm,27℃,10s】

B、D2266 润滑脂四球磨损试验【1200rpm, 40kg(392N) 75℃,1h】

C、D4172油基四球磨损试验【1200rpm 40kg(392N) 75℃ 1h】

D、D2783 油基四球极压试验【1800rpm 25℃ 10s】

1、 含I类矿物油的润滑脂试验

表一 各种矿物油类润滑脂的四球极压抗磨性能

样品

润滑脂组分

四球极压

烧结负荷值,kgf

载荷磨损指数,kgf

磨斑直径,mm

1

锂基脂

126

18

0.80

2

锂基脂+3% POUPC2088

400

44

0.67

3

锂基脂+5% POUPC2088

500

67

-

4

锂基脂+3%MoS2

250

31

0.65

5

复合锂

160

22

0.75

6

复合锂+3% POUPC2088

500

55

0.67

7

复合锂+5% POUPC2088

620

75

0.68

8

复合锂+3%MoS2

315

33

0.70

9

复合铝

126

21

0.68

10

复合铝+3% POUPC2088

400

45

0.75

11

复合铝+5% POUPC2088

620

76

0.80

12

复合铝+3%MoS2

200

36

0.63

13

有机膨润土

160

-

1.02

14

有机膨润土+3% POUPC2088

250

-

0.75

15

有机膨润土+3%MoS2

200

-

0.75

16

聚脲

100

23

0.63

17

聚脲+3% POUPC2088

620

-

-

18

聚脲+5% POUPC2088

800

-

-

19

聚脲+3% MoS2

250

48

0.88

上表显示:添加3%--5%的POUPC2088在这些脂中,极压烧结负荷和载荷磨损指数在上述脂中及与含3%的MoS2复配的脂里都有明显的改进,显示出优异的极压性能。但磨损结果不明显,和含3%MoS的脂性能相当。

2、 食品级润滑脂(白色矿物油调剂)试验

表二 全配方白色矿物油食品级复合铝润滑脂的润滑性能(100cSt 38℃)

样品

1号

2号

3号

4号

极压/抗磨,%

1.0% POUPC2088

3.0% POUPC2088

3.0% POUPC2088

4.0% POUPC2088

防腐 

%

A

0.50

0.24

0.50

0.50

B

0.50

0.50

0.50

0.50

C

--

0.10

0.10

0.10

抗氧 %

0.50

0.24

0.50

0.50

增粘剂,%

0.50(乳胶)

7.00聚丁烯

7.00(聚丁烯)

7.00(聚丁烯)

烧结负荷,kgf(X=9.8N)

315

400

400

500

载荷磨损指数

--

45

57.1

58.1

四球磨损mm

0.76

0.41

0.52

0.55

上表中关于四种由白色矿物油和皂化复合铝调配的食品级润滑脂的极压、磨损。这些脂复配1%-4% POUPC2088、防腐剂和抗氧剂,所有用在这些脂中的成分和添加剂均通过USDA H-1标准。这些脂的四球烧结负荷达315-500kgf,对于食品级润滑脂来说是非常不错的数据,为达到四球磨斑直径0.6mm或更低,符合USDA H-1的规定,可选择抗磨剂如卵磷脂、植物油或磷酸二钙,效果非常好。高粘度聚丁烯与选定的防腐剂复配是改善锈蚀性能的一种方法。

上述成分均通过USDA H-1标准。

3、 使用植物油调制的复合铝

表三 植物油混合类全配方生物降解润滑脂的润滑性

样品

1号

2号

3号

4号

5号

极压剂%

3.0% POUPC2088

3.0% POUPC2088

3.0% POUPC2088

4.0%TCPP

3.0% POUPC2088

极压/抗磨 %

(焦磷酸四钙)

0.5

---

---

---

---

防腐 %

A

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

 B

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

 C

---

---

---

---

0.5

抗氧 %

A

0.50

0.50

0.50

0.50

0.50

 B

0.50

0.50

0.50

0.50

0.50

 C

0.50

0.50

0.50

0.50

0.50

 D

0.50

0.50

0.51

0.50

---

胶乳 %

0.50

0.50

---

---

---

四球极压烧结负荷kgf(x9.8=N)

500

500

500

250

500

四球磨损 mm

0.40

0.40

0.45

0.53

0.50

评定了植物油混合类皂化复合铝的生物降解润滑脂,使用不同植物油的混合是为了改进某些物理化学性能,而这些性能是在单一种液体中很难获得的。四种脂含3%的POUPC2088,一种脂含焦磷酸四钙极压抗磨剂,四种含3% POUPC2088的脂中除具有出色的极压性能外,还与植物油类润滑脂具有很好的兼容性。与矿物油类润滑脂不同,植物油混合类润滑脂无需额外补加抗磨剂即可显示很好的抗磨性。

4、 用三羟甲基丙烷三油酸酯及植物油混合类的生物降解润滑脂     

表四 三羟甲基丙烷三油酸酯类复合铝脂的润滑性能

样品

1号

2号

3号

POUPC2088  %

---

3.0

---

S/P剂包 %

---

---

3.0

防腐剂 %

---

2.00

2.00

抗氧剂 %

A

---

0.50

0.50

B

---

0.50

0.50

四球极压烧结负荷 kgf

160

500

250

四球磨损 mm

0.75

0.43

0.40

从上表中可见三羟甲基丙烷三油酸酯皂化复合铝调配三种生物降解润滑脂,酯被选是因为其很高的生物降解性,酯类润滑剂通常具有很好的性能,尤其要求极致温度限制的应用方面。但是大部分酯类润滑剂还是有些缺点包括较低的载荷能力以及与一些弹性体不兼容。表中列出酯类脂的极压 磨损数据,这些脂由1个空白(无添加剂)脂,1个含3% POUPC2088的脂和1个商品化有机硫磷剂包的脂组成(2%磷和20%硫),相对空白脂,含3% POUPC2088的脂的极压抗磨性能要好,而含3%商品化有机硫磷剂的脂则显示极压性能没有POUPC2088的好。

合成酯对金属表面有很强的亲和力,那个商品化有机硫磷剂比酯的极性要小,而不能跟相同金属表面竞争,另外一方面,POUPC2088比酯极性大,可以很好的与酯竞争金属表面,这些结果进一步核实了以前的观察—几乎很少有商品化极压抗磨剂包加剂量小又能达到好的极压性。POUPC2088在酯类脂中有效的独特的极压性能可能部分归功于其高的极性。

5、 PAO及植物油混合类的复合铝脂

表五 PAO及植物油混合类的复合铝配方的脂的润滑性

样  品

1号(PAO)

2号(PAO+菜籽油)

3号(PAO+菜籽油)

4号(植物油聚合物

POUPC2088 %

3.0

3.0

3.0

3.0

防腐 %

A

0.5

0.5

0.5

0.5

B

0.5

0.5

0.5

0.5

抗氧 %

A

0.5

0.5

0.5

0.5

B

0.5

0.5

0.5

0.5

C

0.5

0.5

0.5

0.5

D

0.5

0.5

0.5

0.5

胶乳 %

0.5

---

0.5

---

四球极压烧结负荷 kgf

500

400

400

250

四球磨损 mm

0.84

0.43

0.53

0.48

上表中列出四种PAO(2cst)及植物油混合类复合铝润滑脂的润滑性能,所有这些脂由3% POUPC2088、两种防腐剂和四种抗氧剂复配,所有这些成分和添加剂通过H-1食品级润滑剂,只加3% POUPC2088在PAO类润滑脂时,四球烧结负荷可以很轻易达到500kgf,但磨斑直径较大,显示磨损不好。抗磨性能可通过使用PAO和向日葵籽油混合来改进,而不会对极压性产生副作用。PAO/植物油聚合物混合类的润滑脂磨斑直径很小但极压烧结负荷低,高浓度植物油聚合物可能会增加和POUPC2088对金属表面的竞争,从而导致低的极压烧结负荷。

6、 矿物油类重型工业脂(用于重型工业方面,包括矿物设备,钻头,钢厂)

表六 矿物油类重型工业脂的润滑性

样品

1号

2号

3号

4号

POUPC2088%

3.0

3.0

3.0

3.0

磷酸二钙 %

---

2.0

2.0

2.0

二硫化钼 %

---

---

---

1.3

防腐剂 %

2.0

2.0

2.0

2.0

抗氧剂 %

1.0

1.0

1.0

1.0

四球极压烧结负荷 kgf

400

500

500

620

四球磨损 mm

0.75

0.55

0.40

0.45

上表列出四种矿物油和不同皂化剂调配的脂的台架试验,这些脂调配用于重工业方面,为了确保可靠性,所有台架试验数据均由实际行车试验所得,多数情况下,POUPC2088的台架试验数据与实际行车试验的结果相符。

7、  POUPC 2088悬浮液

   (可提供使用POUPC2088及其与MoS2混合的制备稳定悬浮液的配方及工艺,室温下存储36个月不会有油分离出现)

     表七 POUPC2088与MoS2复合的矿物油悬浮液的润滑性能

样品

1号

2号

3号

4号

添加剂加剂量%

POUPC2088

5.0

---

1.5

---

MoS2

---

5.0

1.5

---

氯化石蜡

---

---

---

30

四球极压烧结负荷 kgf(X9.8=N)

800

250

800

620

载荷磨损指数kgf

99

36

70

111

最大无卡咬 kgf

50

63

50

100

四球磨损 mm

0.76

0.67

0.73

1.60

从表中看出,POUPC2088MoS2在矿物油悬浮液中对比,POUPC2088无论是单独使用,还是与二硫化钼复合,均具有极好的极压抗磨性能。从下图的四球磨斑直径对比载荷曲线,也可以看出POUPC2088相比于含氯添加剂及二硫化钼所显示的优越性。

POUPC2088极压抗磨剂 - fyrsummer - fyrsummer的博客

8、 POUPC2088与MoS2的协同作用

POUPC2088极压抗磨剂 - fyrsummer - fyrsummer的博客

    MoS2作为减摩抗磨剂使用在润滑脂中已为大众知晓,但是,即使其加剂量超过10% 极压性也不明显,而POUPC2088依据在无机硫磷化学基础上的极压性与MoS2(或石墨)有着极好的协同作用。POUPC2088之所以性能出众,与大部分其他极压剂相比,它有较宽的接触温度(接触温度解释为极压剂可被激活的那个点,参看上图)。也可从与金属表面反应和在金属表面形成低剪切力涂层观察其接触温度,此活动引起两金属面间载荷屏障,阻止金属-金属之间接触。由此可以看出,POUPC2088和MoS2复配可产出当今市场最有效的极压抗磨剂。

结论:

POUPC2088在各原料基础油构成的润滑脂中及工业油中均表现出优异的极压性能,并显示宽范围的接触温度,POUPC2088和MoS2有极好的协同性,其复合是在当今市场上最有效最有力的极压剂,用1.5%的POUPC2088和1.5%MoS2复合可替代5%MoS2的效果,其复合在不锈钢螺丝的冷镦等配方中,也显示优异的润滑性能和优异的表面光亮度。

替代氯化石蜡,广泛应用于极压脂,热锻造,深拉拔等金属加工业。

产品无毒、无色无味、生物降解性好、通过USDA H-1标准,可用于食品级油脂中。

六、包装  25公斤纤维桶。

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