涨知识 | 润滑油抗泡剂应用

国际金属加工网 2020年06月18日

现代润滑油中,不论是发动机润滑油、工业润滑油或是传动润滑油都含有一定量的添加剂,在油品的使用过程中由于油品的输送或油与机器部的剧烈振动等原因,都会使油品有生成泡沫的倾向,而稳定泡沫的形成会造成极为不良的后果,不仅造成润滑油的浪费损失,还降低了油品的使用性能,造成机器的磨损。为了防止润滑油生成泡沫或尽快将生成的泡沫消除,在润滑油中使用了抗泡沫添加剂,本文对润滑油中使用的抗泡沫添加剂的作用机理、种类及选择进行了简单介绍。

抗泡剂的消泡机理

油起泡沫可分成两方面,一种是表面起泡,通常可以用抗泡剂来控制;另一种是油内部的泡沫,内部的泡沫是不易由抗泡剂来改善的,而且对表面泡沫有效的抗泡剂反而可能使油内部泡沫更趋稳定。对于需要极佳消泡性能的油,则需选择基础油与添加剂来加以调配。抗泡剂的作用机理较为复杂,说法不一,具有代表性的观点有降低部分表面张力、扩张和渗透三种观点。

1、降低表面张力

这种作用机理是通过降低表面张力来实现的,这种观点认为抗泡剂的表面张力比发泡液小,当抗泡剂与泡膜接触后,使泡膜的表面张力局部降低而其余部分保持不变,泡膜较强张力牵引着张力较弱部分,从而使泡沫破裂。但是这种机理仅限于局部位置,因为这类物质不溶于水,所以扩散力较差,对于周围的泡沫没有起到多大的作用。当泡沫表面局部的张力降低的情况下,在这种力的作用下,向四周慢慢的扩散,最后形成破裂。

2、扩张

这种观点认为抗泡剂液滴侵入泡膜内使之成为膜的一部分,然后在膜上扩张,可以有效的抑制活性剂的扩散,使其难以发挥弹性的能力,从而消除表面泡沫。

3、渗透

这种观点认为抗泡剂的作用是增加气泡壁对空气的渗透性,从而加速泡沫的合并,减少了泡膜壁的强度和弹性,达到破泡作用的目的。

常见抗泡剂的种类

在工业生产的过程中会产生许多有害泡沫,需要添加抗泡剂。抗泡剂的种类很多,有机硅氧烷、聚醚、硅和醚接枝、含胺、亚胺和酰胺类的,具有消泡速度更快,消泡时间更长,适用介质范围更广,甚至苛刻介质环境如高温、强酸和强碱的特点。

1、硅类

最常用的是聚二甲基硅氧烷,也称二甲基硅油。纯粹的聚二甲基硅氧烷,不经分散处理难以作为抗泡剂。具有表面能低、表面张力较低的特点,因此它能有效抑制泡沫的产生,降低机器磨损并延长油品使用寿命,有机硅聚合物抗泡剂并不溶解于油,它是通过高度分散稳定的胶体状态而分布于油中,如在酸性油品里,随着时间的延长,有机硅类型的抗泡剂会不稳定而沉降,聚积造成消泡性能的失效。有机硅聚合物抗泡剂的作用机理为改变液体同空气的表面张力,使之不易生成气泡,因此含有机硅聚合物抗泡剂的油品空气释放性较差。有机硅类型抗泡剂的加量通常是2-20ppm。

2、非有机硅聚合物

在汽轮机油及液压油等酸性油品中,长时间使用后有机硅聚合物会失去消泡性能,这种场合可以使用非硅聚合物抗泡剂。应用最多的非有机硅聚合物润滑油抗泡剂是丙烯酸酯和烷基丙烯酸共聚物。它们在矿物油中的溶解性好,对调合技术不敏感,用量也很少0.001%~0.05%(质量分数)。这类抗泡剂的抗泡性能受体系已存在的表面活性物质影响较大,抗泡剂的作用效果取决于整个油品体系,因此同一种表面活性剂在一个油品体系中具有降低泡沫的能力,但在另一种情况下则可能完全没有抗泡性能,某些场合不仅没有抗泡性能,反而促进油品生成泡沫,在润滑油体系中存在清净剂时应特别注意这种情况。这类抗泡剂和有机硅类型抗泡剂相比,能有效地改善油品的空气释放性。因为这类非有机硅聚合物抗泡剂的作用机理为部分替代原气泡膜中的表面活性剂,从而改变膜层分子间引力,使膜强度降低,或韧性降低使泡沫的稳定性下降,达到消泡的目的,因此含这类非有机硅聚合物抗泡剂的油品中的空气能以气泡形式放出,具有良好的空气释放性。

3、复合抗泡剂

由于上述两类抗泡剂的优点及不足,某些情况下单独使用不能满足油品性能要求,因此发展了复合抗泡剂,通过复合增加抗泡效果和提高抗泡剂的稳定性。多数复合抗泡剂是上述两类抗泡剂的复合,以发挥各自的优点,满足油品使用性能的要求。此外也有非硅类抗泡剂之间的复合。

抗泡剂的选择

选择抗泡剂类型的原则取决于润滑油的组成和油品的使用方式,润滑油中使用的添加剂多为表面活性剂,一种表面活性剂可以兼有数种作用,因此在降低和抑制润滑油生成泡沫方面应考虑润滑油配方中使用的其他功能添加剂的类型。油品中表面活性剂间的相互作用机理是复杂的,许多场合并不能靠理论推理解决问题,要使润滑油抗泡剂的应用发挥好的效果,必须进行实际油品体系的多方面试验,另外研究并采用多效添加剂是提高经济效益和提高油品质量的关键,因为,采用多效添加剂可以在满足油品使用功能的前提下,减少使用功能添加剂的数量,这可以减少润滑油这个含多种表面活性物质体系的复杂性,减少不确定因素对油品稳定性能的影响,油品的稳定与否是决定其质量的关键。

(锦州康泰润滑油添加剂)

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