Page 5 - 《摩擦学学报》2021年第4期
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448 摩 擦 学 学 报 第 41 卷
damage to the microstructure of the greases, which resulted in significant changes of the properties.
Key words: complex lithium grease; thermal effect; rheological properties; microstructure; elastohydrodynamic film;
ZDDP
随着高端装备快速发展与更新换代，越来越多的 (美孚公司)、11.1%的150BS(泰国IRPC股份有限公
设备工作于高温、高速等苛刻的工况条件，因此对润 司)、11.1%的AN15(美国King industries，Inc)、44.4%的
滑脂的性能提出了更高的要求. 润滑脂在使用过程中 900 N(荆门石化股份有限公司)加入干净的反应釜中，
必定会受到热作用，尤其是在高速运转工况中高温热 加热至80 ℃，再加入准确质量的12-羟基硬脂酸(东营
效应对润滑脂性能影响则更加明显 [1-2] . 润滑脂本身是 顺利化工有限责任公司)继续加热至95 ℃，在20 min
[3]
一种将稠化剂分散到基础油中的半固体产品 ，其微 内缓慢加入已预热过的1/3份氢氧化锂水溶液，恒温反
观结构既复杂又脆弱，在高温环境下工作的润滑脂容 应90 min，再加入壬二酸(四川西普化工有限公司)并
易发生物理、化学变化或皂纤维结构的改变，进而导 保持15 min. 当釜内温度升到100 ℃时，缓慢加入剩余
[4]
致润滑脂的流变性能和摩擦学性能的变化 . 因此，研 的氢氧化锂水溶液并反应90 min. 在135 ℃下脱水30 min，
究热效应对润滑脂微观结构、理化性能、流变性能、润
加热至206 ℃炼制30 min，降温后得到复合锂基润滑
滑性能的影响对于轴承润滑脂的长寿命、高可靠服役
脂，其基本性能列于表1中.
有重要的意义.
热效应诱导的润滑脂热老化问题近些年引起了 表 1 复合锂基润滑脂基本性能
[5]
国内外研究学者们的广泛关注. Delgado等 考察了温 Table 1 Typical properties of synthesized complex lithium
度作用对锂基润滑脂黏性和弹性响应的影响规律，发 grease
现高于110 ℃时润滑脂的热敏感性增加. Couronne和 Properties Specification
Vergne 研究了最高使用温度和极限使用温度对锂基 Thickener Lithium 12-hydroxystearate、azelaic acid
[6]
Type of base oil PAO40，PAO10，150BS，AN15，900N
脂和聚脲润滑脂热降解后的流变行为和理化性能影 Dropping point/℃ 330
响，结果表明极限使用温度下锂基脂在热效应过程中 Cone penetration(0.1 mm) 253
出现了降解，润滑性能受到明显削弱，但却加强了聚 Bleeding test/% 2.66
脲脂的性能. 沈铁军等 [7-8] 探究了长时间热老化对锂-
1.2 润滑脂样品热处理
钙基润滑脂微观结构和流变性的影响，发现在热处理
将制备的复合锂基润滑脂(BG)中添加质量分散
后基础油分子发生氧化，产生含羰基分子，皂纤维稳
[9]
定性变差. 潘家保等 通过对比连续与间断热作用对 2%的ZDDP(T202，无锡南方石油添加剂有限公司)，编
号为BGT202. 将BG与BGT202放入设定温度为50 ℃
复合锂基润滑脂流变性能的影响，发现持续热效应对
润滑脂性能的影响较为显著. 需要指出的是，润滑脂 的恒温环境中保温30 min. 取出后将样品充分搅拌，采
通常含有抗磨添加剂，现有报道多为长时间热效应对 用三辊轧机分别将BG和BGT202研磨3次，使添加剂
基础脂结构与流变性能方面的探讨，缺乏对含有抗磨 T202与复合锂基础脂混合均匀.
将BG与BGT202分别平铺在2个玻璃容器中(厚度
剂的润滑脂在高温热效应下的综合润滑性能研究.
本文中选择工业润滑脂常用的抗磨、抗氧添加剂 为1~2 mm)，放置于120和150 ℃的恒温环境中分别保
二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)为研究对象，在120和150 ℃ 持24 h，得到模拟热老化处理样品，编号分别为BG-
下对比考察了基础脂与含有ZDDP的润滑脂的理化性 120、BG-150和BGT202-120、BGT202-150.
能、流变性能、润滑性能以及润滑脂微观结构的变化，
2 试验方法
以揭示热效应对复合锂基础脂以及含有ZDDP的复合
锂基润滑脂微观结构、流变性能、边界润滑与弹流润 2.1 外观变化
滑的影响规律，该工作对工业润滑脂的研究开发有一 将模拟老化处理样品BG-120、BG-150、BGT202-
定的指导意义. 120、BGT202-150与未处理的样品对比，观察外观变化.
2.2 化学结构分析
1 样品制备及热处理
用毛细管取微量样品涂在溴化钾盘上，使用傅里
1.1 复合锂基润滑脂的制备 叶变换红外光谱仪(FTIR，BRUKER，TENSOR 27)，分
将比例为27.8%的PAO40(美孚公司)、5.6%的PAO10 析各润滑脂样品热处理前后化学结构的变化.
