润滑脂（可塑性润滑剂）
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更新时间：2023-05-31
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润滑脂是一种混合物，由基础油、稠化剂和添加剂组成，用于润滑剂。它是一种固体或半固体状的润滑剂，属于胶体分散剂。润滑脂的特点是粘度大且受温度影响不大，对载荷性质、运动速度的变化等适应范围较大。其理化指标包括外观、滴点、胶体安定性和抗水性。润滑脂通常用于需要长期润滑和保护的场合，如机械设备的轴承等。润滑脂
可塑性润滑剂
润滑脂外观图
基本信息
别名
黄油
拼音
rùn huá zhī
性质
外观
固体或半固体
发展历史
1835年，英国人使用碱和油脂制成了一种轴承润滑脂，同年，有英国人用橄榄油和鱼油以及石灰乳制成了一种轴承润滑脂，这是一种科学但作坊式的制脂方法。1859年，美国宾夕法尼亚州打出了第一口油井，从石油中可分馏得到石油润滑油可以作为润滑脂的基础油，建立了“皂基+矿物油”型的润滑脂，从此以天然动植物油脂作润滑剂的场景逐渐减少。
40年代，苏联润滑脂的牌号达到60多个；德国发展了合成脂肪酸钠基脂和硅胶脂；美国则完成了复合钙基脂的研究和生产，并开始了锂基脂的研究和生产工作，并在40年代后期将理材料引进西欧生产用于航空工业的高质量锂基润滑脂。
50年代美国润滑油产量增加了一倍且品种也丰富许多，用于钢铁工业的复合铝基脂、极压锂基脂等得到了极大发展；苏联则开发了新型高低温润滑脂，生产复合钙基脂、氟碳脂等新型润滑脂；中国在苏联润滑脂规格的基础上，生产以钙皂、钠皂为主要稠化剂的润滑脂，同时还有复合钙基润滑脂。
60年代，美国以及西欧的复合锂基润滑脂、复合铝基润滑脂等新品种得到快速发展，1969年锂基脂产量首次突破润滑脂总产量的50%，这是润滑脂工业上新的里程碑；苏联发展了钻井丝扣脂，生产了抗化学脂、抗辐射脂等。
组成成分
基础油
基础油一般在润滑脂中的占比为75-90%，是润滑脂中分散介质。衡量油品是否适合作为基础油，主要看油品的黏度、凝点、苯胺点和酸值等，基础油一般为中等黏度和高等黏度的石油润滑油，不过为了适应苛刻条件下工作的机械润滑及密封的需求，一些润滑脂也用合成润滑油作为基础油，如合成硅油、酯类油等。
稠化剂
稠化剂是润滑脂的骨架，能够在润滑脂中形成海绵或蜂窝状的结构并将基础油吸附固定在其中，使基础油失去流动性形成膏状物。稠化剂能够决定润滑脂的抗水性、粘稠度、耐热性能。
润滑脂中的稠化剂主要有两大类皂基稠化剂（脂肪酸金属盐）和非皂基稠化剂。应用广泛的是皂基稠化剂，皂基稠化剂可分为三种：单皂基（钙基脂、钠基脂、铝基脂、锂基脂等）、混合皂基（钙钠基脂、钙锂基脂、铝钡基脂等）、复合基脂（复合钙基脂、复合锂基脂、复合铝基脂等）；非皂基稠化剂有烃类、有机类、无机类三种。
添加剂和填料
填料主要用来提高润滑脂的润滑能力，同时可使润滑脂增稠，使之不易流失，还可以增强密封性和防护性并提高热安定性。其中大部分填料本身可作固体润滑剂用。填料大多都是无机固体化合物，常用的填料有石墨、二硫化钼、氮化硼、氧化锌、二氧化钛、硫酸钡及硅酸盐等。
理化指标
润滑脂的理化指标可分为物理性质（滴点、针入度、外观、胶体安定性等）、化学性质（抗水性、防锈性、游离酸碱、化学安定性等）、使用性能（轴承寿命、漏失量、机械安定性、低温启动性等）三种。
物理指标
外观
滴点
烃基脂：40-70 ℃
钙基脂：75-100 ℃
钠基脂：130-200 ℃
钙钠基脂：120-135 ℃
锂基脂：170 ℃以上
针入度
针入度是通过指标准圆锥体在5 s内陷入润滑脂的深度表示的，测定温度为25 ℃，以1/10 mm为单位。针入度反映的是润滑脂的软硬程度，针入度越大，润滑脂就越软。常用脂的针入度为200-300，针入度超过400时，润滑脂失去塑性成为流体。
胶体安定性——分油
润滑脂的胶体安定性就是指在皂纤维空间骨架中基础油的稳定性（也称作分油性能），使用时如果润滑脂分油太少就无法起到润滑作用，如果分油太多，润滑脂的胶体安定性就太差。所以润滑脂的胶体安定性需要有一个适中的要求。
化学指标
抗水性
润滑脂的抗水性主要由稠化乳的性能决定。烃类稠化剂抗水性最好，如使用烃类稠化剂的工业凡林抗水性就很好。皂类稠化剂中钠皂、钙钠皂制成的润滑脂抗水性不好，其它如钡皂、铝皂、锂皂等制成的润滑脂都有很好的抗水性。
游离酸碱
化学安定性
化学安定性主要衡量的是润滑脂的抗氧化安定性，若润滑脂的氧化安定性差，就容易生成有机酸，对金属构成腐蚀，同时也会破坏润滑脂的结构和使用性能。
性能方面
机械安定性
机械安定性也称剪切安定性，指的是润滑脂在轴承或移动机件上随运动部件运动而受到剪切时仍能保持期结构，并且不影响润滑的能力。
低温启动性
一般通过低温时的粘度来研究润滑脂的低温性能，影响润滑脂低温启动性的因素有：基础油的粘度和粘温性能、基础油的凝固点和稠化剂的用量。
产品分类与特性
润滑脂的分类方式有多种，按液相润滑剂组分可分为石油基润滑脂和合成油润滑脂；根据用途可分为减磨脂、密封脂、防护脂。而稠化剂的类型是决定润滑脂性能的主要因素，所以一般常按稠化剂来划分润滑脂类型，可分为皂基润滑脂、烃基润滑脂、无基润滑脂、有基润滑脂。
皂基润滑脂
皂基润滑脂是以金属皂类稠化剂与润滑油制成的脂，常用的有钠基、钙基、钙钠基、锂基、铝基等，其产量约占润滑脂总产量的90%，是应用最广泛的一类润滑脂。
钙基润滑脂的特点包括：耐水性好，在潮湿水存在的条件下仍能保持正常的润滑；剪切安定性好；流动性能良好；粘温特性好，使用低粘度低凝点润滑油作为基础油时具有较好的低温性能。
钠基润滑脂的特点为：滴点高，均高于140 ℃；亲水性强；剪切安定性好。
钡基润滑脂的特点是：抗水性、机械安定性、热安定性优良，其对金属表面的粘附性好，防护能力强。
铝基润滑脂的特点是：外观细腻，方便涂抹；不溶于水；滴点均在70-80 ℃；机械安定性差；采用低倾点润滑油时具有好的低温流动性。
烃基润滑脂
烃基润滑脂是指以石蜡、地蜡等固体烃为稠化剂的脂，其特点为：亲油、憎水能力特强。一般来说固体烃熔点越高，所得烃基润滑脂粘附性越好，可塑性也较强；化学性质较稳定，化学安定性和胶体安定性好，不易因稠化剂氧化变质而丧失稠度；几乎不溶于水，也不乳化，阻止水气和空气透过脂层的能力较强。
无机润滑脂
膨润土润滑脂具有特殊的性能，其特点为：热安定性高，其在高温下稠度没有突然的变更且锥入度值随温度变化不大；剪切安定性尚好；极压性能良好，能承受较大的负荷；耐水性和胶体安定性比较好。膨润土润滑脂的缺点有：高温下长期使用会发干、对添加剂的感受性不够好、防护性较差等。
硅胶润滑脂与膨润土润滑脂类似，也是无滴点耐高温的无机润滑脂，具有耐高温、无熔点、化学安定性好、使用寿命长的特点。
有机润滑脂
酰胺钠润滑脂的主要特点是：耐高温性能好，其滴点一般高于200 ℃；抗水性良好；抗氧化安定性良好；抗辐射性能良好；轴承运转寿命长。其缺点是生产工艺繁琐复杂，具有无法去除的少量胺和酰胺以为，外观也不够光滑细腻。
聚脲基润滑脂的特性包括：耐高温性能好，滴点能达到300 ℃以上，高温下不易氧化；抗氧化安定性和热安定性好，对基础油无催化氧化作用；胶体安定性好，几乎不分油；高温轴承运转寿命长；抗水性好，抗水淋抗盐水性能都强；高速性能好，机械安定性好，在高剪切速率下粘稠状态变化小；其他还有抗酸性气体、抗辐射、抗腐蚀介质性能好。
酞菁铜润滑脂具有优良的耐高温、耐极压性和抗水性能，在潮湿的环境下也能保持良好的润滑能力，其缺点是稠化剂昂贵成本高。
生产制备
不同种类的润滑脂制备方法各异，但基本的制脂方法都是通过分散、冷却、均化的过程将基础油和稠化剂制成均一体系的润滑脂。以应用最广泛的皂基润滑脂为例，生产工序如下：
1.皂化工序：在制脂釜中将部分基础油、动植物油或脂肪酸混合加热，与碱反应生成皂基稠化剂，也叫浓稠皂基
2.分散工序:将皂基稠化剂分散于基础油中并通过加热进行脱水，可采用加热熔化再冷却的方法或采用较低温度下调合法使皂基稠化剂与基础油形成均匀分散体系。
3.冷却工序：直接皂化制备皂基润滑脂时，在达到最高炼制温度、皂基稠化剂与基础油完全相融后，可根据产品性能要求选择不同的冷却工艺使其冷却成脂，常见冷却工艺有慢冷、快冷、动态冷却、静态冷却等。
4.后处理工序：通过均化、脱气等工序，改善润滑脂的最终性能和外观。
应用领域
润滑脂是一种常用润滑剂，可以起到减少摩擦、磨损，保护金属表面不受腐蚀。工农业中各种机械设备都离不开润滑脂，采矿、冶金、机械等重工业以及纺织、印染、食品、造纸等轻工业用到的各种机械设备都需要用到润滑脂。交通运输工具如汽车、飞机、舰船、铁路机车等以及军用车辆、坦克、各种武器都需要使用润滑脂润滑或密封保护。
安全事宜
润滑脂也分食品级润滑脂和工业级润滑脂，其本身无毒或低毒，但生产润滑脂的原料可能带有一定毒性，其中，基础油一般是动物油或合成油提炼后的油，基本无毒，长期接触一般不会有不良反应，但一些稠化剂和添加剂可能存在有毒物质。例如脲基润滑脂的稠化剂中可能残留脲化合物的反应物，具有一定毒性，且毒性大小取决于残留物的含量，误食后可能出现头晕、手痒、皮肤发黄等症状，应该即刻就医。
虽然润滑脂本身无毒或低毒，但在生产过程中可能会带有一定毒性，因此，在生产过程中应该采取一些必要措施：
1、反应物用量需严格按照化学方程式来计算。
2、保证足够的反应时间，使其充分反应。
3、保证适宜的反应温度，将不需要的反应物挥发。
4、如有必要，加入其他物质来分解某些残留物，同时保证其分解产物不会对润滑脂性能产生不良影响。
