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一种新型静电喷涂防锈油的研制

2017-07-24田前进侯万果买楠楠王灿辉

轴承 2017年3期
关键词:涂油闪点基础油

田前进,侯万果,买楠楠,王灿辉

(1.洛阳轴研科技股份有限公司,河南 洛阳 471039;2.河南省高性能轴承技术重点实验室,河南 洛阳471039;3.滚动轴承产业技术创新战略联盟,河南 洛阳 471039)

静电喷涂防锈油是在静电涂油机上使用的防锈油,适用于对冷轧钢板、镀锌钢板的防锈,也适用于电机轴承等一般机械产品的长期封存防锈。静电涂油机依靠高压静电的作用,将防锈油或其他产品均匀地喷涂在板、带等材料上,使带有负电荷的油液在高压静电场中雾化,被吸附在材料表面,形成均匀的薄层油膜。

静电喷涂方法具有涂油均匀、稳定、用油量少等优点,但同时对使用的防锈油提出了较为严格的要求[1-2],主要有以下几个方面:1)黏度适中。保证喷涂的油膜均匀致密且保持油层薄,黏度过高会增大阻力,黏度过低容易泄漏;2)清洁性好。油中残留杂质容易引起供油管路磨损与堵塞,严重影响涂油质量;3)良好的除膜性和清洗性。在材料封存结束准备使用时,喷涂的防锈油应易于清洗去除;4)绝缘性好。静电喷涂防锈油要求有较高的电阻和击穿电压,以免威胁操作人员的人身安全。此外,静电喷涂防锈油还应满足一般润滑油型防锈油的基本性能要求,如外观要求均相透明,不浑浊,无沉淀;不含水分;闪点保证操作安全可靠;良好的抗湿热和抗盐雾性能。现研制一种静电喷涂防锈油,并对其性能进行试验验证。

1 防锈油配方及性能要求

1.1 防锈油配方

研制的静电喷涂防锈油经过不同配比及多次综合性能对比,最终确定其配方组成,见表1。

表1 静电喷涂防锈油的配方组成(wt,%)Tab.1 Formula composition of electrostatic spray antirust oil

1)基础油

基础油的选择需要综合考虑黏度、闪点、清洁性等要求。基础油的黏度基本上决定了防锈油的黏度;其精制程度越高,有害物质及机械杂质越少,也越有利于油品的绝缘性,为此选择5#和32#这2种不同黏度的精制矿物油混合作为基础油,该基础油能够保持在较安全的闪点范围。

2)防锈剂

防锈添加剂即缓蚀剂,作为一种极性化合物,对金属具有很强的吸附力,能够在金属和油的界面形成紧密的吸附膜以隔绝水分、湿气和酸性物质对金属的侵蚀。

油溶性杂环化合物是抗盐雾性能较强的一类缓蚀剂[3]。石油磺酸钡具有良好的抗湿热性能,可以有效降低油层的透水率,阻止潮湿空气或微量水分与金属表面的接触。液体石油磺酸钡比固体石油磺酸钡更容易溶解在基础油中,而且更容易除膜清洗。另外,某些改性的酯类防锈剂不仅具有防潮湿、水置换等性能,还具有一定的助溶和分散作用,有利于防锈油的溶解和油膜均匀。因此,研制的防锈油中采用了3种防锈剂:A(油溶性杂环化合物)、B(液体石油磺酸钡)、C(改性酯类防锈剂),有效地起到了抗盐雾、抗湿热的防腐蚀作用,同时对防锈油的防水和均匀分散起到促进作用。

3)表面活性剂

静电喷涂防锈油喷涂到钢板上的油膜很薄,涂油量很少,因此涂覆必须均匀,这与防锈油的雾化性能有很大关系。经试验证明,少量添加一种渗透/分散性好的亲油型非离子表面活性剂可以调整油品的表面张力,从而有效提高静电喷涂防锈油的雾化性能。

4)抗氧化剂

氧化会使油品颜色变深,黏度增大,酸性物质增多并易产生沉淀,对防锈油的使用会带来不利影响,如腐蚀金属、堵塞油路等。静电喷涂防锈油中添加一定的抗氧剂可以减缓其氧化变质。常用的抗氧剂有胺类和酚类2种,其中酚类抗氧剂的工作温度低于120℃,而胺类抗氧剂在120℃以上才具有良好的抗氧化性能。考虑到静电喷涂防锈油的使用工况基本在120℃以下,因此选用了一种酚类抗氧剂。

5)抗乳化剂

随着使用时间的延长,油品的氧化、酸性的增加和杂质的混入会使抗乳化性变差。如果受到水分污染,易造成油品乳化,丧失流动性,加入一定的抗乳化剂可以提高油品的分水性,从而有效避免此类现象的发生,选择了一种常用的半酯抗乳化剂。

1.2 防锈油性能要求

研制的静电喷涂防锈油要求具有适宜的黏度、较高的闪点、良好的防锈性、绝缘性和贮存安定性,部分理化性能标准见表2。

2 试验结果与分析

2.1 外观

目测外观均匀透明,符合一般防锈油的要求。

2.2 运动黏度

使用石油产品运动黏度测定仪,依据GB/T 265—1988《石油产品运动黏度测定法和动力黏度计算法》,检测所研制静电喷涂防锈油在40℃下的运动黏度为13~20 mm2/s,不容易产生堵塞和泄露。

2.3 开口闪点

使用石油产品全自动开口闪点及燃点测定仪,依据GB/T 3536—2008《石油产品闪点测定法(开口杯法)》,检测所研制静电喷涂防锈油的开口闪点不低于140℃,处于安全范围。

2.4 水分

使用微量水分测定仪,依据SH/T 0255—1992《添加剂和含添加剂润滑油水分测定法》,检测所研制静电喷涂防锈油的水分含量远低于0.03%,不容易发生乳化及对绝缘性产生影响的问题。

2.5 机械杂质

使用石油产品机械杂质测定仪,依据 GB/T511—2010《石油和石油产品及添加剂机械杂质测定法》,检测所研制静电喷涂防锈油的杂质含量低于0.02%,不会影响供油管路和涂油质量。

2.6 除膜性

根据 SH/T 0218—1993《防锈油脂试验试片制备法》制备试片,参照JB/T 4323.2—1999《水基金属清洗剂 试验方法》,所研制静电喷涂防锈油的油膜脱除性不低于98%,除膜性能良好,使用后易清洗去除。

2.7 盐雾试验

使用防锈油脂盐雾试验仪,依据SH/T 0081—1991《防锈油脂盐雾试验法》,检测涂覆防锈油的钢片在盐雾条件下出现锈蚀的时间,试验超过48 h,合格。

2.8 湿热试验

使用防锈油脂湿热试验仪,依据GB/T 2361—1992《防锈油脂湿热试验法》,检测涂覆防锈油的钢片在湿热条件下出现锈蚀的时间,试验超过240 h,合格。

2.9 击穿电压

使用绝缘油击穿电压测定器,依据 GB/T 507—2002《绝缘油 击穿电压测试法》,检测绝缘油击穿电压超过35 kV,属于安全范围。

2.10 性能对比

研制的静电喷涂防锈油具有合适的理化性能。经过与某市售产品进行性能对比(表3)试验证明,该防锈油在除膜、防锈、绝缘等方面性能更优。

表3 静电喷涂防锈油性能对比Tab.3 Performance comparison of electrostatic spray antirust oil

3 结束语

研制的防锈油可以满足冷轧/镀锌钢板的喷涂防锈要求,雾化性能良好,表面涂覆均匀,油膜透明,稳定性及绝缘性良好;防锈性和可清洗性均较好。该油在某电机轴承的封存防锈应用中也取得了较好的效果,满足防锈、绝缘等性能要求。

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