Характеристики сульфонат-кальциевых смазок

Для подшипников с консистентной смазкой вода может вызвать множество проблем, начиная от коррозии (если присутствует свободная вода) до ухудшения консистенции, что приводит к утечкам или значительному старению. Кроме того, вода в смазке может повлиять на толщину пленки и повлиять на способность к растеканию. Помимо воздействия на старение, наблюдается снижение низкотемпературных характеристик. В общем, водостойкость пластичной смазки связана со способностью впитывать большое количество воды без значительного влияния на ее свойства.

Существуют различные стандартизированные тесты характеристик смазки под воздействием проникновения воды, такие как вымывание водой, водостойкость и распыление воды. Однако они не дают ответа на фундаментальный вопрос о том, как на структуру смазки влияет попадание воды. Обычно считается, что консистентные смазки с загущенными комплексами сульфоната кальция (обозначаемые CaS) могут поглощать большие количества воды, даже до 44 мас.%, Что делает их главным вариантом для применений, где ожидается проникновение воды. Эти свойства можно отнести к микроструктуре CaS, которая явно отличается от микроструктуры других смазок.

Исторически сложилось так, что сверхосновные сульфонаты кальция используются в качестве моющих средств в моторных маслах. Это дисперсии в масле аморфного карбоната кальция (размером от 1,5 до 10 нм), которые стабилизированы поверхностно-активным веществом (молекулой с полярной головной группой, обычно алкилбензолсульфоновой кислотой). В процессе изготовления смазки аморфный карбонат превращается в кристаллический карбонат (в основном кальцит).

До 1985 года смазки на основе сульфоната кальция были нишевыми и производились в небольших количествах. Смазка имела желаемые характеристики: высокая точка каплепадения и хорошие противозадирные и противоизносные характеристики, но также имела отрицательные свойства, такие как высокая концентрация загустителя, сложность производства и высокая стоимость. Затем был изобретен комплексный сульфонат кальция, в котором в качестве комплексообразователя использовался безводный 12-гидроксистеарат кальция. Это повысило водостойкость и позволило снизить концентрацию загустителя.

Микроструктура CaS

Консистентные смазки на основе сульфоната кальция производятся путем преобразования жидкого аморфного карбоната кальция, в консистентную смазку, где карбонат кальция состоит из частиц кальцита. Это делается путем обработки жидкости активным веществом, таким как вода, спирт или низшая карбоновая кислота. Его особая реология обусловлена ​​высокой степенью ассоциации между пластинчатыми частицами кальцита. Жидкий сверхосновный сульфонат кальция представляет собой коллоидную дисперсию обратных мицелл, образованных аморфным CaCO3 в масле, стабилизированную поверхностно-активным веществом. Количество атомов углерода в углеводородной цепи (длина алкильной цепи) составляет от 12 до 30, а количество карбонатных групп кальция в жидкости может достигать 40.




Рис.1 Структура загустителя сульфоната кальция

На рисунке 1 показан пример мицелл комплексной сверхосновной смазки на основе сульфоната кальция. Здесь в качестве комплексообразователя используется Ca 12-гидроксистеарат. Во многих запатентованных вариантах используется борная кислота в качестве комплексообразователя.

Общие характеристики сульфонатных смазок

Из-за смазывающих свойств частиц кальцита эксплуатационные добавки, содержащие серу, фосфор или цинк, могут не потребоваться. Кристаллический кальцит состоит из ультратонких слоев кальцита / пластин карбоната кальция с большим отношением поверхности к объему, обладает большой поверхностной активностью и покрывает поверхность, образуя на поверхности трибослойные / ферритные (оксидные) структуры. Загуститель образует вязкий осадок карбоната кальция. Сначала он адсорбируется на пленке с образованием физадсорбированного слоя. Затем адсорбированный сульфонат кальция создает сульфонатные цепи, перпендикулярные поверхности. На низких нагрузках, пленка физически склеивается, уменьшая трение и износ. При высоких нагрузках сдвиг будет выше, и сульфонаты выбрасываются из контакта, и образуется трибохимическая пленка (CaCO3, CaO, оксид железа и FeSO4). Смазки-загустители на основе сульфоната кальция обладают хорошими противозадирными и противоизносными свойствами без использования присадок.

Кальцитовые пластинчатые молекулы, ориентированные параллельно поверхности в виде чешуи рыбы, также обеспечивают отличный барьер для воды, предотвращая поверхностную коррозию в случае попадания воды.

Смазка на основе сульфоната кальция имеет отличную антикоррозионную защиту даже при отсутствии добавок. Хорошие характеристики сульфоната кальция в присутствии воды также приписывается полярному действию сульфонатов, дающих хорошую адгезию. Сульфонаты кальция используются в качестве антикоррозионных присадок; карбонат кальция нейтрализует кислоты, образующиеся в процессе коррозии, и замедляет или предотвращает коррозию. Помимо присущих смазочных свойств, смазка на основе сульфоната кальция обладает превосходной стабильностью. Мицеллы не могут быть разрушены механическими (сдвиговыми) напряжениями. Эти смазки имеют высокую точка каплепадения (> 310℃) и поэтому может применяться при высоких температурах (> 150℃).

Слабым местом смазки на основе сульфоната кальция являются ее низкотемпературные характеристики, это вызвано высоким содержанием загустителя по сравнению с другими смазками. Смазки на основе сульфоната кальция представляют собой гели (и поэтому не выделяют много масла). Высокое содержание загустителя также снижает прокачиваемость. Несмотря на эти недостатки, смазки на основе комплекса сульфоната кальция используются в широком диапазоне применений из-за множества превосходных свойств, но в первую очередь в промышленных применениях. Смазки на основе сульфоната кальция предпочтительны во многих областях, где требуется водонепроницаемость, например, на сталелитейных заводах, молочных комбинатах, мясной промышленности.



Рис.2 Оборудование на молочном комбинате

В этих применениях они предпочтительнее комплексов алюминия или лития. Смазка CaS не только хорошо работает в присутствии воды, но также имеет отличные характеристики при высоких температурах (> 150℃). Плотность смазок на основе сульфоната кальция выше, чем у воды, что делает их пригодными даже для подводного применения.

Ассортимент Setral

Наименование	Описание	Температура применения
MI-setral-CA/C2/180	Смазка для высоконагруженных подшипников с загустителем сульфонат кальция (NLGI 1-2). Строительная и добывающая отрасль.	от - 30 до + 180
MI-setral-CA/C2/180 M	Смазка для высоконагруженных подшипников с загустителем сульфонат кальция и дисульфидом молибдена (NLGI 2). Горнодобывающая отрасль.	от - 25 до + 180
MI-setral-CA/C2/400	Смазка для высоконагруженных низкооборотистых подшипников с загустителем сульфонат кальция (NLGI 1). Строительная и добывающая отрасль.	от – 25 до + 150 (+180)
SYN-setral-CA/C2/80	Смазка для высокоскоростных подшипников с загустителем сульфонат кальция (NLGI 2).	от - 55 до + 150
SYN-setral-CA/C2-FD	Смазка универсальная высокотемпературная (сульфонат кальция) с пищевым допуском (NLGI 2). Поверхности скольжения в инструментах для литья под давлением, таких как выталкивающие штифты или направляющие, в частности. Подшипники при средних скоростях.	от - 25 до + 160 (+180)
SYN-setral-CA/C2-30 FD	Смазка для высокоскоростных подшипников (сульфонат кальция) с пищевым допуском (NLGI 2). Высокоскоростные подшипники качения и скольжения при низких температурах.	от – 50 до + 190
SYN-setral-CA/C2-400 FD	Смазка для низкоскоростных подшипников (сульфонат кальция) с пищевым допуском (NLGI 2). Низкоскоростные подшипники качения и скольжения, линейные направляющие при высоких температурах.	от - 30 до + 170

Для более подробной информации обращаться в техническую службу Setral в России.