高效圆筒针织机油的研制

张程

滨州市坤厚工贸有限责任公司

针织机油对圆筒针织机的正常运行起着至关重要的作用，它不仅要保证织针与针筒、沉降片与三角以及织针与三角的冷却与润滑，还应具有遇水乳化易清洗及对金属无腐蚀的作用[1]。为了保证针织机油的冷却和润滑效果，往往需要在选用合适黏度基础油的基础上合理选配抗磨剂，为了保证乳化效果，往往需要合理地选择乳化剂并进行复配。此外，针织机油还要求具有良好的抗静电效果和消泡性能。近几年，我国针织行业发展迅速，尤其以浙江省为盛，圆筒针织机因为具有速度快、产量大的特点而被广泛应用。在实际使用中，国内的圆筒针织机油经常出现低温析出、分层甚至凝固的情况，也有因高温结焦堵塞针筒而出现黏针、断针的现象，这些都严重影响了针织企业的正常生产[2]。目前在针织行业内普遍反映的是国内生产的性能全面的高效圆筒针织机油尚十分缺乏。

高效圆筒针织机油的研制

试验方法的选择

根据圆筒针织机的实际工作条件，确立以下方法作为研制高效圆筒针织机油的测试方法。除倾点、极压性、乳化性和腐蚀等试验采用国家标准和石化行业标准外，还采用了以下非标准方法：

低温储存试验

将试样密封包装后置于0 ℃冰箱中冷藏，每24 h观察一次并记录试样的外观，168 h为一个试验周期。

热储存试验

将100 mL试样倒入150 mL烧杯中，放入一片打磨好并洗涤完毕的试验钢片，然后将烧杯置于60 ℃烘箱中长时间存放，每天观察记录试样的变色、分层情况及钢片的光泽变化情况，每168 h为一个周期。

平滑性试验

采用SH/T 0189《润滑油抗磨损性能试验法》（四球机法）对针织机油的平滑性进行评价。通过多次实地考察后，参考圆筒针织机的实际工作条件，将试验条件修改为油温50 ℃，载荷108 N，转速1 500 r/min，时间60 min，平滑性能通过下面三个球的磨斑直径的平均值来评价。

研制指标的制定

除了采用福建、浙江、辽宁、山东等地的国内圆筒针织机油产品进行对比试验评价外，同时还搜集了国外产品资料，如德国Molylub、福斯公司，印度Gold Oil、Eastern Petroleum等公司产品的资料，国内外汇总的试验数据对比见表1。

表1 国内外圆筒针织机油试验对比

本文选用性能稳定的工业白油作为基础油，采用低温储存试验、倾点试验、高温储存试验、乳化性试验等试验方法筛选出高低温稳定的乳化剂组成复合乳化剂，筛选出平滑性优异且最大无卡咬负荷PB值高的抗磨剂组成复合抗磨剂，并辅以酚型抗氧剂、抗静电剂，研制了一款高效圆筒针织机油。研制产品具有好的平滑性、可清洗性、低温稳定性与高温稳定性，已在针织企业进行了成功应用。

在实际使用过程中，针织厂家反映以上油品有如下几个问题：

◇要求油品在气温高于15 ℃时使用不出现任何问题。而油1在秋末冬初即开始出现浑浊现象，冬天时油品有大量白色沉淀落在桶底，无法正常使用；

◇油2在使用时织针会出现黏针现象，使用不到一周机器即出现经常停机、断线现象，维修时织针在针筒中很难拔出，且三角滑道中有大量黑色泥状物。

◇油3在机器运转过程中使用正常，但一旦停机后，时间不长，再开机时针盘即很难转动，需要先拆卸掉三角手动加油后才能转动起来。

◇油4在使用中乳化性能差，白色织物经定型后经常出现黄渍。

针对以上问题进行了分析：

◇油1的倾点高达+3 ℃，所以出现气温低时先变浑浊再出现白色沉淀的现象，这是添加剂和基础油的倾点共同决定的；

◇油2在热储存试验中48 h即出现钢片黏在烧杯底的现象，且烧杯底部明显有深色黏稠状物质沉淀，此时油品仍为清澈透明，最终钢片也失去光泽变为灰色，表示油2未使用合适的添加剂，油品在60 ℃时这种添加剂不稳定并沉淀至烧杯底将钢片黏在杯底，并且油2对钢片有腐蚀性，这是因为没有选择好抗磨剂、乳化剂或抗静电剂造成的；

◇油3存在难以开机的现象。经向针织厂家咨询，同种织机之前使用更小黏度的针织机油时没出现过同种问题，说明难以开机并不是油品黏度小而黏附性不够造成的，试验数据对比后发现，油3的磨斑直径较大，而磨斑直径的测试方法比较接近圆筒针织机低载荷、高转速的实际运行工况，磨斑的大小是油品平滑性的体现，说明油3的平滑性未达到圆筒针织机使用要求；

◇油4的乳化性能差，说明未选用合适的乳化剂。

综合以上出现的问题，经过分析考虑后，我们制定出研制圆筒针织机油的基本指标，见表2。

表2 圆筒针织机油基本研制指标

研制过程

基础油的选择

采用上海高桥石化10号与32号工业白油作为研制基础油，工业白油为深度精制基础油，芳烃含量低，作为针织机油长期使用不易出现油泥，性能稳定且价格较低。将两种基础油各50%（质量分数）调合后指标见表3。

表3 调合基础油检测结果

乳化剂的选择

乳化剂的选择为本次研制的重要工作。因为目前乳化剂的种类繁多，油溶性各异且颜色深浅不一，在综合考虑分子结构、HLB值、颜色之后选择了六种乳化剂（emu1～emu6）作为筛选对象，筛选数据如表4。

表4 乳化剂筛选试验结果

由表4数据可知，emu1倾点较差，容易在低温下浑浊；emu3在油中稳定性较差，受热后容易在油中分层；emu4倾点虽然适中，但受热后容易产生白色沉淀；对比试验后确定选用emu2、emu5乳化剂，emu6乳化剂虽有颜色，但因为具有较好的增溶效果，在控制加剂量的前提下可以作为增溶乳化剂使用。将乳化剂emu2、emu5、emu6按亲水亲油平衡计算HLB值[3]后作为复合乳化剂调入基础油中，取得较理想的结果，试验结果见表5。

表5 复合乳化剂验证结果

抗磨剂的选择

针织机油的作用部位包括两种摩擦形式，有织针在针筒中上下运动产生的摩擦和针踵在三角中沿滑道做圆周运动时产生的摩擦，沉降片及沉降片三角之间也是同样的摩擦形式。这些摩擦部位存在载荷小、摩擦频率高、空间狭小散热困难的特点。因此，本次研制工作主要考虑针织机油的平滑性和因偶发的瞬时高温要求的极压性。所以研制中挑选了润滑油行业中常见的颜色较浅的几种油性剂（oil1～oil3）和极压抗磨剂(EP1、EP2)进行筛选，筛选数据见表6。

表6 抗磨剂筛选试验结果

由表6的筛选试验结果可以看出，oil2油性剂加入体系内存在油溶性问题，故淘汰；EP2极压剂酸值高、活性强，加入后使铜腐试验降为2b级，因部分织针含有金属铜，所以本次研制目标将铜片腐蚀等级限定为1a，故将EP2极压剂淘汰。

将选用的oil1、oil3和EP1按一定比例进行复配后发现可以明显降低磨斑直径，并能提高最大无卡咬负荷PB值。如组合⑦、⑧、⑨磨斑直径均可达到0.3 mm以内，为了节约成本，最终确定组合⑨（0.5% oil1+0.3% oil3+0.2% EP2）为最佳复合抗磨剂。

配方组成及应用情况

在进行大量试验数据对比后，在上述筛选结果的基础上再辅以酚型抗氧剂及抗静电剂，最终确定研制的高效圆筒针织机油配方组成，见表7。

表7 高效圆筒针织机油研制配方

将研制的圆筒针织机油在调合釜中进行放大试验，取样检测后数据见表8。

表8 研制圆筒针织机油检测结果

由表8可见，研制的圆筒针织机油达到了预期研制指标。将本次研制的针织机油在绍兴市柯桥区3家针织企业共10台单面机（5台毛圈机）、12台双面机上试用3个月后均未出现异常问题，继续使用一年后也未发生针织机油引起的故障或其他问题。

结论

☆筛选出了低温稳定、高温稳定、颜色浅且乳化效果好的乳化剂组成复合乳化剂，减少了乳化剂的加剂量，提高了圆筒针织机油的可清洗性能。

☆筛选出了腐蚀性小、烧结负荷高且磨斑直径小的抗磨剂组成复合抗磨剂，使圆筒针织机油具有更好的平滑性和极压性。

☆研制了以工业白油为基础油，加入复合乳化剂、复合抗磨剂和抗氧剂及抗静电剂组成的圆筒针织机油，具有优异的低温性能、乳化性能、平滑性及极压性能，在实际应用中，客户反馈良好，没有发生因针织机油引起的机械故障或其他问题且可四季通用。