高速铁路螺栓专用长效防腐脂的制备研究

刘娇

摘 要：以1，2—羟基硬脂酸、金属皂基、矿物基础油、石蜡基变压器油为主要原料，采用皂化的方法制备高铁螺栓专用长效防腐脂，通过对制备出的防腐脂的低温附着性、抗盐雾性的研究，选用筛选排除法确定了高铁螺栓专用长效防腐脂的配方为基础油量为80%、稠化剂量为15%、添加剂量为5%。通过理化性能分析和試用结果表明：该防腐脂高低温性能、防锈蚀性和抗水淋性能较好，试用前后结构变化不大，性能稳定。

关键词：高铁螺栓专用长效防腐脂；筛选排除法；配方；防锈

中图分类号：U213 文献标识码：A

随着中国高速铁路的飞速的发展，我国成为了世界上高铁发展最快、系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运营速度最高、在建规模最大的国家。面对快速发展的高速铁路，路枕螺栓的防护材料用量较大，技术要求也全面提高。由于我国高速铁路分布特点是南北方温差大，西北部长年高蒸发度，南方常年温湿多雨，沿海及内陆盐湖地区高盐份，东北部处于高寒地区。在这种气候条件下，对高铁扣件螺栓的腐蚀危害较大，因此急需研制出一种高低温附着性、抗盐雾性较好的高速铁路螺栓专用长效防腐脂。

本文作者选用了1，2—羟基硬脂酸、金属皂基、矿物基础油、石蜡基变压器油为主要原料，防锈剂、抗氧剂为添加剂，进行了高铁螺栓专用长效防腐脂配方设计，采用皂化的方法制备出高速铁路螺栓专用长效防腐脂，对制备出的防腐脂的低温附着性、抗盐雾性能进行了分析研究，利用筛选排除法确定防腐脂的最终配方。并对在该配方下制备出的防腐脂进行理化性能分析，及试用前后的结构研究。

1 实验部分

1.1 实验仪器与测试标准

润滑脂滴点测定器BF-21，GB/T 4929-1985；润滑脂锥入度测定器BF-38，GB/T269-1991；润滑脂钢网分油测定仪FDH-4701，SH/T0324；石油产品水分试验器BF11-A，GB/T512-1965；润滑脂铜片腐蚀测定器BF-19B，GB/T7326-1987；防锈油脂盐雾试验仪TD-SH/T0081，SH/T0081；防锈油脂湿热试验箱GB/T2361，GB/T2361；润滑脂抗水淋性能测定器BF-48，SH/T0109；润滑脂蒸发损失测定器BF-60，GB/T7325；润滑脂氧化安定性测定器SH/T0325，SH/T0325。

1.2 实验步骤

1.2.1 实验原料

根据高速铁路对路枕螺栓防护新特点，设计了高铁螺栓专用长效脂的基本配方，包括1，2—羟基硬脂酸、金属皂基、防锈剂、矿物基础油、石蜡基变压器油、抗氧剂等。

1.2.2 配方的设计

高铁螺栓专用长效防腐脂主要选取的原料为稠化剂、基础油及添加剂。一般润滑脂中稠化剂的含量约为10%～20%，基础油含量约为75%～90%，添加剂及填料的含量在5%以下。针对高速铁路螺栓长效防腐脂的使用特点，设计了各生产原料之间的配比，详见表1。

1.2.3 制备实验

将一定量的硬脂酸、防锈剂、和1/3基础油全部投入四口烧瓶内，开动搅拌，并加热升温到90℃，加入皂基进行皂化反应，保温105℃～110℃，皂化反应时间为1.5h～2h。皂化反应完毕后，再加入1/3基础油，升温到210℃高温炼制，加入剩下的1/3基础油急冷。停止加热，当温度冷却至160℃时，加入抗氧剂、增稠剂、防锈剂等，待降至室温时停止搅拌、研磨出料。

2 产品性能评价

经过对基础油、稠化剂及添加剂的考察，设计了防腐脂的基础配方和工艺，对产品进行了附着性试验、盐雾试验、锥入度测定及理化性能分析。

2.1 低温附着性试验

低温附着性试验是在温度为-20℃，时间为24h条件下，把防腐脂涂覆在（3～5）mm×60mm×80mm钢片上，放入低温箱中，保持温度放置24h。到达时间后用划痕试验器在试片膜上划痕。试验后评判油膜有无脱落。

表2的附着性试验结果显示：配方1、2、3、4附着性较好，符合防腐脂的使用要求，配方5、6、7附着性较差，不符合使用要求。

2.2 盐雾试验

盐雾试验是在80mm×60mm×（1～3）mm的钢片上涂防腐脂，在35℃下，用浓度为5%的盐雾喷洒钢片，时间为14天，试验后评判锈点所占评判板的格子数，试验结果见表3。

表3的盐雾试验结果显示：配方5的抗盐雾性能最好，配方3的抗盐雾性能最差，不符合要求。配方1、2、4、6、7抗盐雾性能一般，符合防腐脂的使用要求。由于配方5、6、7附着性试验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较配方1、2的成本低，且试验效果相同，因此选择配方4。

2.3 理化性能

选择配方4的样品进行了理化性能分析，分析结果见表4。

表4的理化性能分析结果显示：高铁螺栓专用长效防腐脂具有良好的高低温性能、抗水淋性、抗盐雾及良好的润滑性能。

3 试用结果

把高铁螺栓专用长效防腐脂注入扣件预埋套管及涂覆于扣件螺栓等部位，试用于60天。

图1为防腐脂试用前后的FT-IR红外光谱图，从图1中可以看出：防腐脂的结构在试用前后变化不大，性能稳定。

结论

本文作者设计了高铁螺栓专用长效防腐脂的基本配方，并对其各配方产品的性能进行研究，得出了以下结论：

（1）采用筛选排除法确定了高铁螺栓专用长效防腐脂的配方，得出的配方条件为：基础油的量为80%、稠化剂的量为15%、添加剂的量为5%。

（2）根据理化性能分析，可知该防腐脂具有优良的高低温性能、防锈蚀性、抗水淋性能。

（3）研制出的防腐脂试用前后结构变化不大，性能稳定。

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