高效圓筒針織機油的研制

張程

濱州市坤厚工貿有限責任公司

針織機油對圓筒針織機的正常運行起著至關重要的作用，它不僅要保證織針與針筒、沉降片與三角以及織針與三角的冷卻與潤滑，還應具有遇水乳化易清洗及對金屬無腐蝕的作用[1]。為了保證針織機油的冷卻和潤滑效果，往往需要在選用合適黏度基礎油的基礎上合理選配抗磨劑，為了保證乳化效果，往往需要合理地選擇乳化劑并進行復配。此外，針織機油還要求具有良好的抗靜電效果和消泡性能。近幾年，我國針織行業發展迅速，尤其以浙江省為盛，圓筒針織機因為具有速度快、產量大的特點而被廣泛應用。在實際使用中，國內的圓筒針織機油經常出現低溫析出、分層甚至凝固的情況，也有因高溫結焦堵塞針筒而出現黏針、斷針的現象，這些都嚴重影響了針織企業的正常生產[2]。目前在針織行業內普遍反映的是國內生產的性能全面的高效圓筒針織機油尚十分缺乏。

高效圓筒針織機油的研制

試驗方法的選擇

根據圓筒針織機的實際工作條件，確立以下方法作為研制高效圓筒針織機油的測試方法。除傾點、極壓性、乳化性和腐蝕等試驗采用國家標準和石化行業標準外，還采用了以下非標準方法：

低溫儲存試驗

將試樣密封包裝后置于0 ℃冰箱中冷藏，每24 h觀察一次并記錄試樣的外觀，168 h為一個試驗周期。

熱儲存試驗

將100 mL試樣倒入150 mL燒杯中，放入一片打磨好并洗滌完畢的試驗鋼片，然后將燒杯置于60 ℃烘箱中長時間存放，每天觀察記錄試樣的變色、分層情況及鋼片的光澤變化情況，每168 h為一個周期。

平滑性試驗

采用SH/T 0189《潤滑油抗磨損性能試驗法》（四球機法）對針織機油的平滑性進行評價。通過多次實地考察后，參考圓筒針織機的實際工作條件，將試驗條件修改為油溫50 ℃，載荷108 N，轉速1 500 r/min，時間60 min，平滑性能通過下面三個球的磨斑直徑的平均值來評價。

研制指標的制定

除了采用福建、浙江、遼寧、山東等地的國內圓筒針織機油產品進行對比試驗評價外，同時還搜集了國外產品資料，如德國Molylub、福斯公司，印度Gold Oil、Eastern Petroleum等公司產品的資料，國內外匯總的試驗數據對比見表1。

表1 國內外圓筒針織機油試驗對比

本文選用性能穩定的工業白油作為基礎油，采用低溫儲存試驗、傾點試驗、高溫儲存試驗、乳化性試驗等試驗方法篩選出高低溫穩定的乳化劑組成復合乳化劑，篩選出平滑性優異且最大無卡咬負荷PB值高的抗磨劑組成復合抗磨劑，并輔以酚型抗氧劑、抗靜電劑，研制了一款高效圓筒針織機油。研制產品具有好的平滑性、可清洗性、低溫穩定性與高溫穩定性，已在針織企業進行了成功應用。

在實際使用過程中，針織廠家反映以上油品有如下幾個問題：

◇要求油品在氣溫高于15 ℃時使用不出現任何問題。而油1在秋末冬初即開始出現渾濁現象，冬天時油品有大量白色沉淀落在桶底，無法正常使用；

◇油2在使用時織針會出現黏針現象，使用不到一周機器即出現經常停機、斷線現象，維修時織針在針筒中很難拔出，且三角滑道中有大量黑色泥狀物。

◇油3在機器運轉過程中使用正常，但一旦停機后，時間不長，再開機時針盤即很難轉動，需要先拆卸掉三角手動加油后才能轉動起來。

◇油4在使用中乳化性能差，白色織物經定型后經常出現黃漬。

針對以上問題進行了分析：

◇油1的傾點高達+3 ℃，所以出現氣溫低時先變渾濁再出現白色沉淀的現象，這是添加劑和基礎油的傾點共同決定的；

◇油2在熱儲存試驗中48 h即出現鋼片黏在燒杯底的現象，且燒杯底部明顯有深色黏稠狀物質沉淀，此時油品仍為清澈透明，最終鋼片也失去光澤變為灰色，表示油2未使用合適的添加劑，油品在60 ℃時這種添加劑不穩定并沉淀至燒杯底將鋼片黏在杯底，并且油2對鋼片有腐蝕性，這是因為沒有選擇好抗磨劑、乳化劑或抗靜電劑造成的；

◇油3存在難以開機的現象。經向針織廠家咨詢，同種織機之前使用更小黏度的針織機油時沒出現過同種問題，說明難以開機并不是油品黏度小而黏附性不夠造成的，試驗數據對比后發現，油3的磨斑直徑較大，而磨斑直徑的測試方法比較接近圓筒針織機低載荷、高轉速的實際運行工況，磨斑的大小是油品平滑性的體現，說明油3的平滑性未達到圓筒針織機使用要求；

◇油4的乳化性能差，說明未選用合適的乳化劑。

綜合以上出現的問題，經過分析考慮后，我們制定出研制圓筒針織機油的基本指標，見表2。

表2 圓筒針織機油基本研制指標

研制過程

基礎油的選擇

采用上海高橋石化10號與32號工業白油作為研制基礎油，工業白油為深度精制基礎油，芳烴含量低，作為針織機油長期使用不易出現油泥，性能穩定且價格較低。將兩種基礎油各50%（質量分數）調合后指標見表3。

表3 調合基礎油檢測結果

乳化劑的選擇

乳化劑的選擇為本次研制的重要工作。因為目前乳化劑的種類繁多，油溶性各異且顏色深淺不一，在綜合考慮分子結構、HLB值、顏色之后選擇了六種乳化劑（emu1～emu6）作為篩選對象，篩選數據如表4。

表4 乳化劑篩選試驗結果

由表4數據可知，emu1傾點較差，容易在低溫下渾濁；emu3在油中穩定性較差，受熱后容易在油中分層；emu4傾點雖然適中，但受熱后容易產生白色沉淀；對比試驗后確定選用emu2、emu5乳化劑，emu6乳化劑雖有顏色，但因為具有較好的增溶效果，在控制加劑量的前提下可以作為增溶乳化劑使用。將乳化劑emu2、emu5、emu6按親水親油平衡計算HLB值[3]后作為復合乳化劑調入基礎油中，取得較理想的結果，試驗結果見表5。

表5 復合乳化劑驗證結果

抗磨劑的選擇

針織機油的作用部位包括兩種摩擦形式，有織針在針筒中上下運動產生的摩擦和針踵在三角中沿滑道做圓周運動時產生的摩擦，沉降片及沉降片三角之間也是同樣的摩擦形式。這些摩擦部位存在載荷小、摩擦頻率高、空間狹小散熱困難的特點。因此，本次研制工作主要考慮針織機油的平滑性和因偶發的瞬時高溫要求的極壓性。所以研制中挑選了潤滑油行業中常見的顏色較淺的幾種油性劑（oil1～oil3）和極壓抗磨劑(EP1、EP2)進行篩選，篩選數據見表6。

表6 抗磨劑篩選試驗結果

由表6的篩選試驗結果可以看出，oil2油性劑加入體系內存在油溶性問題，故淘汰；EP2極壓劑酸值高、活性強，加入后使銅腐試驗降為2b級，因部分織針含有金屬銅，所以本次研制目標將銅片腐蝕等級限定為1a，故將EP2極壓劑淘汰。

將選用的oil1、oil3和EP1按一定比例進行復配后發現可以明顯降低磨斑直徑，并能提高最大無卡咬負荷PB值。如組合⑦、⑧、⑨磨斑直徑均可達到0.3 mm以內，為了節約成本，最終確定組合⑨（0.5% oil1+0.3% oil3+0.2% EP2）為最佳復合抗磨劑。

配方組成及應用情況

在進行大量試驗數據對比后，在上述篩選結果的基礎上再輔以酚型抗氧劑及抗靜電劑，最終確定研制的高效圓筒針織機油配方組成，見表7。

表7 高效圓筒針織機油研制配方

將研制的圓筒針織機油在調合釜中進行放大試驗，取樣檢測后數據見表8。

表8 研制圓筒針織機油檢測結果

由表8可見，研制的圓筒針織機油達到了預期研制指標。將本次研制的針織機油在紹興市柯橋區3家針織企業共10臺單面機（5臺毛圈機）、12臺雙面機上試用3個月后均未出現異常問題，繼續使用一年后也未發生針織機油引起的故障或其他問題。

結論

☆篩選出了低溫穩定、高溫穩定、顏色淺且乳化效果好的乳化劑組成復合乳化劑，減少了乳化劑的加劑量，提高了圓筒針織機油的可清洗性能。

☆篩選出了腐蝕性小、燒結負荷高且磨斑直徑小的抗磨劑組成復合抗磨劑，使圓筒針織機油具有更好的平滑性和極壓性。

☆研制了以工業白油為基礎油，加入復合乳化劑、復合抗磨劑和抗氧劑及抗靜電劑組成的圓筒針織機油，具有優異的低溫性能、乳化性能、平滑性及極壓性能，在實際應用中，客戶反饋良好，沒有發生因針織機油引起的機械故障或其他問題且可四季通用。