硅脂的制备与研究【字数：13876】
硅脂是一类新型的不会因高温而固化的多效润滑脂，其拥有优良的抗氧化性、耐高温性、极压抗磨性、耐老化和极强的抗水淋性能等。因其可以防止湿气、灰尘进入密封部位，可以用作真空脂使用；又因其绝佳的抗水淋性能与绝缘性能，可以用作绝缘密封脂。随着生产设备的迅速发展,很多及其在高温、高负荷、低压方面对真空密封脂不断提出更为严格的要求。自20世纪90年代以来，真空、密封润滑脂的发展十分迅速，广泛应用于电子电器原件开关、工业生产阀门、减震器的缓冲介质、O型密封圈的润滑等等。针对于硅脂的锥入度、钢网分油、耐高温性和滴点等一些性能，本课题实验设计以探究稠化剂、添加剂以及填充剂对硅脂性能的影响，其中也含真空、密封硅脂的制备方法，通过加一些功能添加剂来对润滑脂性能进行完善。功能添加剂类型包括抗氧剂、防锈防腐剂、增粘剂等，通过加入不同功能添加剂，在对比实验的基础上，研究润滑脂的各项性能看是否能达到所需工况要求。课题主要阐明润滑脂的组成成分、制备工艺和添加剂对硅脂性能的影响，包括温度、反应时间等。思考出能够制备各项性能优异的真空、密封润滑脂的配方和工艺，并通过测定润滑脂性能来探讨如何进一步改进，以便满足实际生产过程中工况的需求。
目录
1.前言 1
1.1 硅脂的概述 1
1.1.1 硅脂的介绍 1
1.1.2 硅脂的特点与分类 2
1.1.3 硅脂的应用领域 4
1.2 硅脂的国内外发展现状 5
1.2.1 国内硅脂的现状 5
1.2.2 国外的发展现状 6
1.2.3 硅脂发展中存在的问题 6
1.3 开题思路 7
2.实验部分 9
2.1原料 9
2.2仪器设备 9
2.3 实验方法 10
2.3.1 工艺流程 10
2.3.2滴点测试 12
2.3.4钢网分油测试 13
2.3.5 蒸发损失率 13
2.3.6高温烘烤实验测试 13
3.实验结果与讨论 14
3.1不同基础油制成硅脂的滴点比较 14
3.2对于苯基硅脂的研究 14
3.3对甲基硅脂的研究 16 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
3.3.1稠化剂含量对甲基硅脂的影响 16
3.3.2稠化剂是否烘烤对甲基硅脂性能影响 17
3.3.3基础油不同粘度的占比对甲基硅脂性能影响 18
3.4对于甲基苯基硅脂的研究 19
3.5对100B硅脂的研究 21
3.5.1炼制温度对100B硅脂性能的影响 21
3.5.2稠化剂含量对100B硅脂性能影响 22
3.6酸、碱、盐、乙醇对硅脂性能的影响 23
结论 24
参考文献 25
致谢 26
1.前言
1.1 硅脂的概述
硅脂是一类新型的高效能的润滑脂，具备优良的性能。自20世纪90年代各国发展新的润滑产品以来，润滑脂的发展十分迅速，成为在家用电器、汽车和许多工业部门广泛应用的一类耐高温润滑脂产品，是被视作的最有发展前景的润滑脂种类之一。
随着电气器件、汽车等工业发展对润滑脂产品不断提出新的要求，这就对润滑脂工业必须具备更优良的性能给予了更高标准。为了满足社会日益增长的需求，获取更有发展前途的润滑脂产品，在新的稠化剂生产制备基础上，人们开始不断研究了能应用于电气器件、汽车工业和各类新型设备的、耐高温轴承等领域的硅脂产品。
1.1.1 硅脂的介绍
硅脂是一种领域通用型润滑脂，它是由二氧化硅，二苯基硅二醇作稠化剂、结合基础油，然后加入一定的添加剂所制得的。二氧化硅选用工业级气相二氧化硅，使得其能更加均匀的分散在甲基硅油中。硅脂由二氧化硅作为稠化剂，因为二氧化硅本身极难熔化，使得润滑脂获得良好的耐高温性能。同时由于气相二氧化硅粒径很小，它拥有更大的比表面积，使其具有较好的稠化能力，所以导致此款润滑脂对添加剂感受性能好，加入系列的添加剂因此可让产品获得优异的抗氧化性、耐高温、抗水淋，防腐蚀性能等。
硅脂是以高低粘度的润滑油混合（本实验使用的是一种合成油）做基础油，二氧化硅作稠化剂，并添加一定添加剂以改善相应性能的润滑脂。由于硅胶稠化能力强，所以本款脂对各类添加剂都有较强的稠化能力。使得硅脂的各项性能可以得到很大的提升。硅脂的防护性较差，因为硅脂表面有许多（OH），是亲水性。所以制备硅脂必须要进行表面改性，本实验主要通过加入表面覆盖剂二苯基硅二醇使其变成亲油的。使得气相二氧化硅更好的和基础油相结合。
添加剂是优良润滑脂的重要组成部分，不同添加剂对脂的性能产生不同的效果。添加剂种类有：抗氧剂、防水防锈、防腐蚀等，在选择方面既要改善润滑脂某方面的性能，又要降低对润滑脂胶体结构的破坏程度。
抗氧剂： 硅脂的使用温度范围很宽（－50℃250℃），工作环境较为复杂，随着涂抹在机器周围时间的增加，有害物质更加容易侵入，促进了硅脂的氧化，极有可能破坏硅脂的结构，使油皂分离，生成腐蚀性的产物，降低硅脂的性能以及使用寿命。在硅脂中加入抗氧剂可以有效防止基础油氧化、减少金属的催化作用，防止硅脂氧化变质。抗氧剂的加入量一般控制在1％以下。
极压抗磨剂：极压抗磨剂是一类大多是含硫、磷、铅、钼的添加剂。可以提高硅脂的耐压本领， 可以有效阻止金属表面发生烧结以及刮伤。磷类和有机金属类拥有良好的抗磨能力[1]，可以降低器件磨损。这类添加剂剂量会破坏润滑脂胶体的安定性，所以添加的量都需要进行一定组分的实验测试。尽可能减少摩擦系数，在硅脂有较优良的安定性前提下，能够增抵抗高冲击、高负荷。目前，用的普遍的是石墨和二硫化钼。
防锈剂：由于电气器件的工作环境较为恶劣。金属器件会受到环境影响（水汽，酸碱物质）产生化学反应，从而生锈腐蚀。硅脂本身虽可以形成一层隔绝膜，具有一定的防锈防腐性。但在高压，高转速的挤压中，不能形成较好的保护。需要一定的添加剂才能达到足够防锈防腐作用。本课题使用硫、但杂环类防锈剂（T706）其对有色金属具有良好的防锈能力，添加量仅需0.1％，具有一定经济效益。
增粘剂：对于应用在齿轮，链条，轨道等处的硅脂来说，会受到相当一部分惯性影响，使得润滑脂会飞溅脱落失去润滑保护作用。为了防止此现象的发生，加入一定的增粘剂，改善硅脂对金属的附着力，使硅脂停留在摩擦表面。
1.1.2硅脂的特点与分类
硅脂具备的优点：硅油是合成油，有甲基硅油、苯基硅油、二甲基硅油等，基础油类别较丰富[2]，硅油可得到很多的黏度级别，低粘度可达几百高粘度可到几万，这就可以很大范围的调节制成硅脂的锥入度；硅油的黏温特性优异，高于其他所有的润滑油，即在温度变化时，基础油黏度变化很小，因此硅油具有优异的机械安定性，在高温下润滑脂流失量少，热稳定性能好，本身就具有一定的抗水淋性。硅脂有良好的电性能，即高介电强度（电绝缘值）制成的硅脂可用于点触电，开关等领域。其次硅脂与密封材料、塑料、橡胶能很好的相容，可以制成性能优异的密封硅脂，与橡胶相容不会导致橡胶的膨胀，提高了橡胶使用寿命。
除上述外，硅脂具备优良的低温流动性，低挥发性，高闪点，拥有一定的防腐性和氧化稳定性[3]。
目录
1.前言 1
1.1 硅脂的概述 1
1.1.1 硅脂的介绍 1
1.1.2 硅脂的特点与分类 2
1.1.3 硅脂的应用领域 4
1.2 硅脂的国内外发展现状 5
1.2.1 国内硅脂的现状 5
1.2.2 国外的发展现状 6
1.2.3 硅脂发展中存在的问题 6
1.3 开题思路 7
2.实验部分 9
2.1原料 9
2.2仪器设备 9
2.3 实验方法 10
2.3.1 工艺流程 10
2.3.2滴点测试 12
2.3.4钢网分油测试 13
2.3.5 蒸发损失率 13
2.3.6高温烘烤实验测试 13
3.实验结果与讨论 14
3.1不同基础油制成硅脂的滴点比较 14
3.2对于苯基硅脂的研究 14
3.3对甲基硅脂的研究 16 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
3.3.1稠化剂含量对甲基硅脂的影响 16
3.3.2稠化剂是否烘烤对甲基硅脂性能影响 17
3.3.3基础油不同粘度的占比对甲基硅脂性能影响 18
3.4对于甲基苯基硅脂的研究 19
3.5对100B硅脂的研究 21
3.5.1炼制温度对100B硅脂性能的影响 21
3.5.2稠化剂含量对100B硅脂性能影响 22
3.6酸、碱、盐、乙醇对硅脂性能的影响 23
结论 24
参考文献 25
致谢 26
1.前言
1.1 硅脂的概述
硅脂是一类新型的高效能的润滑脂，具备优良的性能。自20世纪90年代各国发展新的润滑产品以来，润滑脂的发展十分迅速，成为在家用电器、汽车和许多工业部门广泛应用的一类耐高温润滑脂产品，是被视作的最有发展前景的润滑脂种类之一。
随着电气器件、汽车等工业发展对润滑脂产品不断提出新的要求，这就对润滑脂工业必须具备更优良的性能给予了更高标准。为了满足社会日益增长的需求，获取更有发展前途的润滑脂产品，在新的稠化剂生产制备基础上，人们开始不断研究了能应用于电气器件、汽车工业和各类新型设备的、耐高温轴承等领域的硅脂产品。
1.1.1 硅脂的介绍
硅脂是一种领域通用型润滑脂，它是由二氧化硅，二苯基硅二醇作稠化剂、结合基础油，然后加入一定的添加剂所制得的。二氧化硅选用工业级气相二氧化硅，使得其能更加均匀的分散在甲基硅油中。硅脂由二氧化硅作为稠化剂，因为二氧化硅本身极难熔化，使得润滑脂获得良好的耐高温性能。同时由于气相二氧化硅粒径很小，它拥有更大的比表面积，使其具有较好的稠化能力，所以导致此款润滑脂对添加剂感受性能好，加入系列的添加剂因此可让产品获得优异的抗氧化性、耐高温、抗水淋，防腐蚀性能等。
硅脂是以高低粘度的润滑油混合（本实验使用的是一种合成油）做基础油，二氧化硅作稠化剂，并添加一定添加剂以改善相应性能的润滑脂。由于硅胶稠化能力强，所以本款脂对各类添加剂都有较强的稠化能力。使得硅脂的各项性能可以得到很大的提升。硅脂的防护性较差，因为硅脂表面有许多（OH），是亲水性。所以制备硅脂必须要进行表面改性，本实验主要通过加入表面覆盖剂二苯基硅二醇使其变成亲油的。使得气相二氧化硅更好的和基础油相结合。
添加剂是优良润滑脂的重要组成部分，不同添加剂对脂的性能产生不同的效果。添加剂种类有：抗氧剂、防水防锈、防腐蚀等，在选择方面既要改善润滑脂某方面的性能，又要降低对润滑脂胶体结构的破坏程度。
抗氧剂： 硅脂的使用温度范围很宽（－50℃250℃），工作环境较为复杂，随着涂抹在机器周围时间的增加，有害物质更加容易侵入，促进了硅脂的氧化，极有可能破坏硅脂的结构，使油皂分离，生成腐蚀性的产物，降低硅脂的性能以及使用寿命。在硅脂中加入抗氧剂可以有效防止基础油氧化、减少金属的催化作用，防止硅脂氧化变质。抗氧剂的加入量一般控制在1％以下。
极压抗磨剂：极压抗磨剂是一类大多是含硫、磷、铅、钼的添加剂。可以提高硅脂的耐压本领， 可以有效阻止金属表面发生烧结以及刮伤。磷类和有机金属类拥有良好的抗磨能力[1]，可以降低器件磨损。这类添加剂剂量会破坏润滑脂胶体的安定性，所以添加的量都需要进行一定组分的实验测试。尽可能减少摩擦系数，在硅脂有较优良的安定性前提下，能够增抵抗高冲击、高负荷。目前，用的普遍的是石墨和二硫化钼。
防锈剂：由于电气器件的工作环境较为恶劣。金属器件会受到环境影响（水汽，酸碱物质）产生化学反应，从而生锈腐蚀。硅脂本身虽可以形成一层隔绝膜，具有一定的防锈防腐性。但在高压，高转速的挤压中，不能形成较好的保护。需要一定的添加剂才能达到足够防锈防腐作用。本课题使用硫、但杂环类防锈剂（T706）其对有色金属具有良好的防锈能力，添加量仅需0.1％，具有一定经济效益。
增粘剂：对于应用在齿轮，链条，轨道等处的硅脂来说，会受到相当一部分惯性影响，使得润滑脂会飞溅脱落失去润滑保护作用。为了防止此现象的发生，加入一定的增粘剂，改善硅脂对金属的附着力，使硅脂停留在摩擦表面。
1.1.2硅脂的特点与分类
硅脂具备的优点：硅油是合成油，有甲基硅油、苯基硅油、二甲基硅油等，基础油类别较丰富[2]，硅油可得到很多的黏度级别，低粘度可达几百高粘度可到几万，这就可以很大范围的调节制成硅脂的锥入度；硅油的黏温特性优异，高于其他所有的润滑油，即在温度变化时，基础油黏度变化很小，因此硅油具有优异的机械安定性，在高温下润滑脂流失量少，热稳定性能好，本身就具有一定的抗水淋性。硅脂有良好的电性能，即高介电强度（电绝缘值）制成的硅脂可用于点触电，开关等领域。其次硅脂与密封材料、塑料、橡胶能很好的相容，可以制成性能优异的密封硅脂，与橡胶相容不会导致橡胶的膨胀，提高了橡胶使用寿命。
除上述外，硅脂具备优良的低温流动性，低挥发性，高闪点，拥有一定的防腐性和氧化稳定性[3]。
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