田前進(jìn),侯萬(wàn)果,買楠楠,王燦輝
(1.洛陽(yáng)軸研科技股份有限公司,河南 洛陽(yáng) 471039;2.河南省高性能軸承技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河南 洛陽(yáng)471039;3.滾動(dòng)軸承產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟,河南 洛陽(yáng) 471039)
靜電噴涂防銹油是在靜電涂油機(jī)上使用的防銹油,適用于對(duì)冷軋鋼板、鍍鋅鋼板的防銹,也適用于電機(jī)軸承等一般機(jī)械產(chǎn)品的長(zhǎng)期封存防銹。靜電涂油機(jī)依靠高壓靜電的作用,將防銹油或其他產(chǎn)品均勻地噴涂在板、帶等材料上,使帶有負(fù)電荷的油液在高壓靜電場(chǎng)中霧化,被吸附在材料表面,形成均勻的薄層油膜。
靜電噴涂方法具有涂油均勻、穩(wěn)定、用油量少等優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)對(duì)使用的防銹油提出了較為嚴(yán)格的要求[1-2],主要有以下幾個(gè)方面:1)黏度適中。保證噴涂的油膜均勻致密且保持油層薄,黏度過(guò)高會(huì)增大阻力,黏度過(guò)低容易泄漏;2)清潔性好。油中殘留雜質(zhì)容易引起供油管路磨損與堵塞,嚴(yán)重影響涂油質(zhì)量;3)良好的除膜性和清洗性。在材料封存結(jié)束準(zhǔn)備使用時(shí),噴涂的防銹油應(yīng)易于清洗去除;4)絕緣性好。靜電噴涂防銹油要求有較高的電阻和擊穿電壓,以免威脅操作人員的人身安全。此外,靜電噴涂防銹油還應(yīng)滿足一般潤(rùn)滑油型防銹油的基本性能要求,如外觀要求均相透明,不渾濁,無(wú)沉淀;不含水分;閃點(diǎn)保證操作安全可靠;良好的抗?jié)駸岷涂果}霧性能?,F(xiàn)研制一種靜電噴涂防銹油,并對(duì)其性能進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。
研制的靜電噴涂防銹油經(jīng)過(guò)不同配比及多次綜合性能對(duì)比,最終確定其配方組成,見(jiàn)表1。
表1 靜電噴涂防銹油的配方組成(wt,%)Tab.1 Formula composition of electrostatic spray antirust oil
1)基礎(chǔ)油
基礎(chǔ)油的選擇需要綜合考慮黏度、閃點(diǎn)、清潔性等要求。基礎(chǔ)油的黏度基本上決定了防銹油的黏度;其精制程度越高,有害物質(zhì)及機(jī)械雜質(zhì)越少,也越有利于油品的絕緣性,為此選擇5#和32#這2種不同黏度的精制礦物油混合作為基礎(chǔ)油,該基礎(chǔ)油能夠保持在較安全的閃點(diǎn)范圍。
2)防銹劑
防銹添加劑即緩蝕劑,作為一種極性化合物,對(duì)金屬具有很強(qiáng)的吸附力,能夠在金屬和油的界面形成緊密的吸附膜以隔絕水分、濕氣和酸性物質(zhì)對(duì)金屬的侵蝕。
油溶性雜環(huán)化合物是抗鹽霧性能較強(qiáng)的一類緩蝕劑[3]。石油磺酸鋇具有良好的抗?jié)駸嵝阅?,可以有效降低油層的透水率,阻止潮濕空氣或微量水分與金屬表面的接觸。液體石油磺酸鋇比固體石油磺酸鋇更容易溶解在基礎(chǔ)油中,而且更容易除膜清洗。另外,某些改性的酯類防銹劑不僅具有防潮濕、水置換等性能,還具有一定的助溶和分散作用,有利于防銹油的溶解和油膜均勻。因此,研制的防銹油中采用了3種防銹劑:A(油溶性雜環(huán)化合物)、B(液體石油磺酸鋇)、C(改性酯類防銹劑),有效地起到了抗鹽霧、抗?jié)駸岬姆栏g作用,同時(shí)對(duì)防銹油的防水和均勻分散起到促進(jìn)作用。
3)表面活性劑
靜電噴涂防銹油噴涂到鋼板上的油膜很薄,涂油量很少,因此涂覆必須均勻,這與防銹油的霧化性能有很大關(guān)系。經(jīng)試驗(yàn)證明,少量添加一種滲透/分散性好的親油型非離子表面活性劑可以調(diào)整油品的表面張力,從而有效提高靜電噴涂防銹油的霧化性能。
4)抗氧化劑
氧化會(huì)使油品顏色變深,黏度增大,酸性物質(zhì)增多并易產(chǎn)生沉淀,對(duì)防銹油的使用會(huì)帶來(lái)不利影響,如腐蝕金屬、堵塞油路等。靜電噴涂防銹油中添加一定的抗氧劑可以減緩其氧化變質(zhì)。常用的抗氧劑有胺類和酚類2種,其中酚類抗氧劑的工作溫度低于120℃,而胺類抗氧劑在120℃以上才具有良好的抗氧化性能??紤]到靜電噴涂防銹油的使用工況基本在120℃以下,因此選用了一種酚類抗氧劑。
5)抗乳化劑
隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng),油品的氧化、酸性的增加和雜質(zhì)的混入會(huì)使抗乳化性變差。如果受到水分污染,易造成油品乳化,喪失流動(dòng)性,加入一定的抗乳化劑可以提高油品的分水性,從而有效避免此類現(xiàn)象的發(fā)生,選擇了一種常用的半酯抗乳化劑。
研制的靜電噴涂防銹油要求具有適宜的黏度、較高的閃點(diǎn)、良好的防銹性、絕緣性和貯存安定性,部分理化性能標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。
目測(cè)外觀均勻透明,符合一般防銹油的要求。
使用石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)黏度測(cè)定儀,依據(jù)GB/T 265—1988《石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)黏度測(cè)定法和動(dòng)力黏度計(jì)算法》,檢測(cè)所研制靜電噴涂防銹油在40℃下的運(yùn)動(dòng)黏度為13~20 mm2/s,不容易產(chǎn)生堵塞和泄露。
使用石油產(chǎn)品全自動(dòng)開(kāi)口閃點(diǎn)及燃點(diǎn)測(cè)定儀,依據(jù)GB/T 3536—2008《石油產(chǎn)品閃點(diǎn)測(cè)定法(開(kāi)口杯法)》,檢測(cè)所研制靜電噴涂防銹油的開(kāi)口閃點(diǎn)不低于140℃,處于安全范圍。
使用微量水分測(cè)定儀,依據(jù)SH/T 0255—1992《添加劑和含添加劑潤(rùn)滑油水分測(cè)定法》,檢測(cè)所研制靜電噴涂防銹油的水分含量遠(yuǎn)低于0.03%,不容易發(fā)生乳化及對(duì)絕緣性產(chǎn)生影響的問(wèn)題。
使用石油產(chǎn)品機(jī)械雜質(zhì)測(cè)定儀,依據(jù) GB/T511—2010《石油和石油產(chǎn)品及添加劑機(jī)械雜質(zhì)測(cè)定法》,檢測(cè)所研制靜電噴涂防銹油的雜質(zhì)含量低于0.02%,不會(huì)影響供油管路和涂油質(zhì)量。
根據(jù) SH/T 0218—1993《防銹油脂試驗(yàn)試片制備法》制備試片,參照J(rèn)B/T 4323.2—1999《水基金屬清洗劑 試驗(yàn)方法》,所研制靜電噴涂防銹油的油膜脫除性不低于98%,除膜性能良好,使用后易清洗去除。
使用防銹油脂鹽霧試驗(yàn)儀,依據(jù)SH/T 0081—1991《防銹油脂鹽霧試驗(yàn)法》,檢測(cè)涂覆防銹油的鋼片在鹽霧條件下出現(xiàn)銹蝕的時(shí)間,試驗(yàn)超過(guò)48 h,合格。
使用防銹油脂濕熱試驗(yàn)儀,依據(jù)GB/T 2361—1992《防銹油脂濕熱試驗(yàn)法》,檢測(cè)涂覆防銹油的鋼片在濕熱條件下出現(xiàn)銹蝕的時(shí)間,試驗(yàn)超過(guò)240 h,合格。
使用絕緣油擊穿電壓測(cè)定器,依據(jù) GB/T 507—2002《絕緣油 擊穿電壓測(cè)試法》,檢測(cè)絕緣油擊穿電壓超過(guò)35 kV,屬于安全范圍。
研制的靜電噴涂防銹油具有合適的理化性能。經(jīng)過(guò)與某市售產(chǎn)品進(jìn)行性能對(duì)比(表3)試驗(yàn)證明,該防銹油在除膜、防銹、絕緣等方面性能更優(yōu)。
表3 靜電噴涂防銹油性能對(duì)比Tab.3 Performance comparison of electrostatic spray antirust oil
研制的防銹油可以滿足冷軋/鍍鋅鋼板的噴涂防銹要求,霧化性能良好,表面涂覆均勻,油膜透明,穩(wěn)定性及絕緣性良好;防銹性和可清洗性均較好。該油在某電機(jī)軸承的封存防銹應(yīng)用中也取得了較好的效果,滿足防銹、絕緣等性能要求。