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        高速鐵路螺栓專用長效防腐脂的制備研究

        2016-05-14 14:40:43劉嬌
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2016年6期

        劉嬌

        摘 要:以1,2—羥基硬脂酸、金屬皂基、礦物基礎(chǔ)油、石蠟基變壓器油為主要原料,采用皂化的方法制備高鐵螺栓專用長效防腐脂,通過對制備出的防腐脂的低溫附著性、抗鹽霧性的研究,選用篩選排除法確定了高鐵螺栓專用長效防腐脂的配方為基礎(chǔ)油量為80%、稠化劑量為15%、添加劑量為5%。通過理化性能分析和試用結(jié)果表明:該防腐脂高低溫性能、防銹蝕性和抗水淋性能較好,試用前后結(jié)構(gòu)變化不大,性能穩(wěn)定。

        關(guān)鍵詞:高鐵螺栓專用長效防腐脂;篩選排除法;配方;防銹

        中圖分類號:U213 文獻標識碼:A

        隨著中國高速鐵路的飛速的發(fā)展,我國成為了世界上高鐵發(fā)展最快、系統(tǒng)技術(shù)最全、集成能力最強、運營里程最長、運營速度最高、在建規(guī)模最大的國家。面對快速發(fā)展的高速鐵路,路枕螺栓的防護材料用量較大,技術(shù)要求也全面提高。由于我國高速鐵路分布特點是南北方溫差大,西北部長年高蒸發(fā)度,南方常年溫濕多雨,沿海及內(nèi)陸鹽湖地區(qū)高鹽份,東北部處于高寒地區(qū)。在這種氣候條件下,對高鐵扣件螺栓的腐蝕危害較大,因此急需研制出一種高低溫附著性、抗鹽霧性較好的高速鐵路螺栓專用長效防腐脂。

        本文作者選用了1,2—羥基硬脂酸、金屬皂基、礦物基礎(chǔ)油、石蠟基變壓器油為主要原料,防銹劑、抗氧劑為添加劑,進行了高鐵螺栓專用長效防腐脂配方設(shè)計,采用皂化的方法制備出高速鐵路螺栓專用長效防腐脂,對制備出的防腐脂的低溫附著性、抗鹽霧性能進行了分析研究,利用篩選排除法確定防腐脂的最終配方。并對在該配方下制備出的防腐脂進行理化性能分析,及試用前后的結(jié)構(gòu)研究。

        1 實驗部分

        1.1 實驗儀器與測試標準

        潤滑脂滴點測定器BF-21,GB/T 4929-1985;潤滑脂錐入度測定器BF-38,GB/T269-1991;潤滑脂鋼網(wǎng)分油測定儀FDH-4701,SH/T0324;石油產(chǎn)品水分試驗器BF11-A,GB/T512-1965;潤滑脂銅片腐蝕測定器BF-19B,GB/T7326-1987;防銹油脂鹽霧試驗儀TD-SH/T0081,SH/T0081;防銹油脂濕熱試驗箱GB/T2361,GB/T2361;潤滑脂抗水淋性能測定器BF-48,SH/T0109;潤滑脂蒸發(fā)損失測定器BF-60,GB/T7325;潤滑脂氧化安定性測定器SH/T0325,SH/T0325。

        1.2 實驗步驟

        1.2.1 實驗原料

        根據(jù)高速鐵路對路枕螺栓防護新特點,設(shè)計了高鐵螺栓專用長效脂的基本配方,包括1,2—羥基硬脂酸、金屬皂基、防銹劑、礦物基礎(chǔ)油、石蠟基變壓器油、抗氧劑等。

        1.2.2 配方的設(shè)計

        高鐵螺栓專用長效防腐脂主要選取的原料為稠化劑、基礎(chǔ)油及添加劑。一般潤滑脂中稠化劑的含量約為10%~20%,基礎(chǔ)油含量約為75%~90%,添加劑及填料的含量在5%以下。針對高速鐵路螺栓長效防腐脂的使用特點,設(shè)計了各生產(chǎn)原料之間的配比,詳見表1。

        1.2.3 制備實驗

        將一定量的硬脂酸、防銹劑、和1/3基礎(chǔ)油全部投入四口燒瓶內(nèi),開動攪拌,并加熱升溫到90℃,加入皂基進行皂化反應(yīng),保溫105℃~110℃,皂化反應(yīng)時間為1.5h~2h。皂化反應(yīng)完畢后,再加入1/3基礎(chǔ)油,升溫到210℃高溫煉制,加入剩下的1/3基礎(chǔ)油急冷。停止加熱,當溫度冷卻至160℃時,加入抗氧劑、增稠劑、防銹劑等,待降至室溫時停止攪拌、研磨出料。

        2 產(chǎn)品性能評價

        經(jīng)過對基礎(chǔ)油、稠化劑及添加劑的考察,設(shè)計了防腐脂的基礎(chǔ)配方和工藝,對產(chǎn)品進行了附著性試驗、鹽霧試驗、錐入度測定及理化性能分析。

        2.1 低溫附著性試驗

        低溫附著性試驗是在溫度為-20℃,時間為24h條件下,把防腐脂涂覆在(3~5)mm×60mm×80mm鋼片上,放入低溫箱中,保持溫度放置24h。到達時間后用劃痕試驗器在試片膜上劃痕。試驗后評判油膜有無脫落。

        表2的附著性試驗結(jié)果顯示:配方1、2、3、4附著性較好,符合防腐脂的使用要求,配方5、6、7附著性較差,不符合使用要求。

        2.2 鹽霧試驗

        鹽霧試驗是在80mm×60mm×(1~3)mm的鋼片上涂防腐脂,在35℃下,用濃度為5%的鹽霧噴灑鋼片,時間為14天,試驗后評判銹點所占評判板的格子數(shù),試驗結(jié)果見表3。

        表3的鹽霧試驗結(jié)果顯示:配方5的抗鹽霧性能最好,配方3的抗鹽霧性能最差,不符合要求。配方1、2、4、6、7抗鹽霧性能一般,符合防腐脂的使用要求。由于配方5、6、7附著性試驗不符合防腐脂的使用要求,只有配方1、2、4符合防腐脂的使用要求,而配方4較配方1、2的成本低,且試驗效果相同,因此選擇配方4。

        2.3 理化性能

        選擇配方4的樣品進行了理化性能分析,分析結(jié)果見表4。

        表4的理化性能分析結(jié)果顯示:高鐵螺栓專用長效防腐脂具有良好的高低溫性能、抗水淋性、抗鹽霧及良好的潤滑性能。

        3 試用結(jié)果

        把高鐵螺栓專用長效防腐脂注入扣件預(yù)埋套管及涂覆于扣件螺栓等部位,試用于60天。

        圖1為防腐脂試用前后的FT-IR紅外光譜圖,從圖1中可以看出:防腐脂的結(jié)構(gòu)在試用前后變化不大,性能穩(wěn)定。

        結(jié)論

        本文作者設(shè)計了高鐵螺栓專用長效防腐脂的基本配方,并對其各配方產(chǎn)品的性能進行研究,得出了以下結(jié)論:

        (1)采用篩選排除法確定了高鐵螺栓專用長效防腐脂的配方,得出的配方條件為:基礎(chǔ)油的量為80%、稠化劑的量為15%、添加劑的量為5%。

        (2)根據(jù)理化性能分析,可知該防腐脂具有優(yōu)良的高低溫性能、防銹蝕性、抗水淋性能。

        (3)研制出的防腐脂試用前后結(jié)構(gòu)變化不大,性能穩(wěn)定。

        參考文獻

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