فرمولاسیون گریس کلسیم

گریس کلسیم یک ماده حفاظتی و ضد سایش است که در بسیاری از صنایع و برنامه‌های مختلف استفاده می‌شود. این ماده با ترکیب پایه روغنی و پودر کلسیم، به همراه افزودنی‌های دیگر، تشکیل می‌شود. گریس کلسیم به عنوان یک چرخه تشکیل کننده و محافظ بین سطوح متحرک و فرسایش‌ پذیر استفاده می‌شود. در این مقاله از فرمول3 با فرمولاسیون گریس کلسیم آشنا میشوید.

گریس کلسیم چیست؟

گریس کلسیم یک نوع گریس (روانکار) است که از ترکیب پایه روغنی و پودر کلسیم تشکیل شده است. این گریس معمولاً به صورت رنگی (سفید یا زرد) و چسبنده تولید می‌شود. با ترکیب پایه روغنی و پودر کلسیم، گریس کلسیم خواص خاصی را به دست می‌دهد که آن را برای برخی کاربردهای خاص مناسب می‌سازد. گریس کلسیم به عنوان یک ماده ضد سایش و ضد آب استفاده می‌شود. خواص ضد سایش گریس کلسیم به دلیل وجود پودر کلسیم در ترکیب آن بهبود می‌یابد. پودر کلسیم باعث ایجاد لایه‌ای محافظتی بر روی سطوح مورد استفاده می‌شود که از سایش و خوردگی جلوگیری می‌کند. همچنین، این گریس به خوبی آب را رد می‌دهد و مقاومت ضد آب بالایی دارد که باعث می‌شود مناسب برای کاربردهایی که در معرض رطوبت هستند، باشد.

مزایای استفاده از گریس کلسیم:

استفاده از گریس کلسیم در صنایع مختلف دارای مزایای زیر است:

1. حفاظت در برابر سایش:

   گریس کلسیم به دلیل داشتن پودر کلسیم در ترکیب آن، خواص ضد سایش قوی‌ای دارد. این خاصیت باعث می‌شود در مواردی که سطوح فلزی با سایش و خوردگی مواجه هستند، گریس کلسیم عملکرد بسیار خوبی داشته باشد و مانع از خرابی و سایش زودرس قطعات شود.

2. مقاومت در برابر آب و رطوبت:

   گریس کلسیم دارای مقاومت بالا در برابر آب و رطوبت است. این خاصیت باعث می‌شود در کاربردهایی که با رطوبت یا آب سروکار دارند، مانند برخی قطعات در صنعت دریایی، گریس کلسیم به خوبی عمل کند و از خوردگی و آسیب به سطوح فلزی جلوگیری کند.

3. محافظت در برابر خوردگی:

   گریس کلسیم با تشکیل لایه‌ای محافظتی بر روی سطوح فلزی، از خوردگی آنها جلوگیری می‌کند. این خاصیت مهم است در صنایعی که سطوح فلزی با عوامل خارجی مانند هوا، رطوبت و مواد شیمیایی در تماس هستند.

4. ثبات حرارتی:

   گریس کلسیم دارای ثبات حرارتی بالا است و می‌تواند در دماهای بالا و شرایط سخت صنعتی به خوبی عمل کند. این ویژگی آن را برای کاربردهایی که در معرض دماهای بالا قرار دارند، مانند در صنعت خودروسازی و تولید قطعات صنعتی، مناسب می‌سازد.

5. ثبات شیمیایی:

   گریس کلسیم دارای ثبات شیمیایی بالا است و مقاوم در برابر اکسیداسیون و تغییرات شیمیایی است. این خاصیت باعث می‌شود در محیط‌هایی که با مواد شیمیایی قوی در تماس هستند، مانند برخی فرآیندهای صنعتی، عملکرد مناسبی داشته باشد.

استفاده از گریس کلسیم به دلیل مزایای فوق در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، صنعت الکترونیک، صنعت دریایی و صنایع عمومی رایج است.

اجزاء تشکیل دهنده گریس کلسیم:

گریس کلسیم به طور عمده توسط دو عنصر اصلی تشکیل می‌شود: پایه روغنی و پودر کلسیم. علاوه بر اینها، ممکن است افزودنی‌های دیگری نیز در ترکیب گریس کلسیم وجود داشته باشند. در ادامه، اجزاء تشکیل دهنده گریس کلسیم را توضیح می‌دهم:

1. پایه روغنی:

   پایه روغنی در گریس کلسیم جهت تشکیل ماتریس روغنی استفاده می‌شود. روغن معدنی، روغن‌های سینتتیک (مانند پلی‌آلفا-اولفین) یا روغن‌های گیاهی (مانند روغن سویا یا روغن زیتون) می‌توانند به عنوان پایه روغنی در گریس کلسیم استفاده شوند. پایه روغنی مسئولیت ایجاد لایه محافظتی و انتقال خواص ضد سایش را بر عهده دارد.

2. پودر کلسیم:

   پودر کلسیم به عنوان جزء جامد و ضد سایش در ترکیب گریس کلسیم حضور دارد. معمولاً از کربنات کلسیم (CaCO3) یا هیدروکسید کلسیم (Ca(OH)2) به عنوان پودر کلسیم استفاده می‌شود. این پودر کلسیم باعث تشکیل لایه‌ای محافظتی بر روی سطوح، کاهش سایش و خوردگی، و افزایش عمر مفید قطعات می‌شود.

3. افزودنی‌ها:

   برخی گریس‌های کلسیم ممکن است حاوی افزودنی‌های دیگری باشند که ویژگی‌های خاصی را به گریس اضافه می‌کنند. این افزودنی‌ها می‌توانند شامل مواد ضد اکسیداسیون، مواد ضد زنگ، مواد ضد خوردگی، مواد ضد رسوب و مواد ضد آب باشند. هدف افزودن این افزودنی‌ها تقویت عملکرد گریس کلسیم در شرایط خاص و بهبود خواص و کارایی آن است.

نکته مهم در تشکیل گریس کلسیم این است که مقادیر و نسبت‌های مختلف اجزاء تشکیل دهنده ممکن است بسته به نوع و برند گریس و همچنین نیازهای خاص کاربرد متفاوت باشد. بنابراین، همیشه به دستورالعمل تولید کننده و راهنمایی‌های مربوطه توجه کنید.

گریس مقاوم در برابر آتش

خلاصه

گریس مقاوم در برابر آتش شامل یک روغن پایه مقاوم در برابر آتش و کربن گرافیتی یا گرافیت اولئوفیل به عنوان غلیظ کننده است. روغن های پایه مناسب شامل سیالات هیدرولیک مقاوم در برابر آتش، به ویژه استرها یا آمیدهای اسید فسفر و به ویژه تری هیدروکربیل فسفات ها هستند. کربن گرافیتی ممکن است از نوع توصیف شده در پت انگلستان باشد. شماره 1,252,582 (آمریکا شماره 3,532,625) و گرافیت اولئوفیل همانطور که در UK Pat. شماره 1,168,784 (پست شماره 3,384,583 ایالات متحده). تماس غلیظ کننده ممکن است 1-20٪ وزنی گریس، ترجیحاً 2-10٪ وزنی گریس باشد و گریس ممکن است حاوی مواد افزودنی معمولی باشد.

این اختراع مربوط به یک گریس مقاوم در برابر آتش است.

در حال حاضر علاقه‌ای به گریس‌های مقاوم در برابر آتش برای روانکاری یاتاقان‌ها و سایر سطوح متحرک در معادن وجود دارد، اما چنین گریس‌هایی ممکن است در هر منطقه دیگری که آتش‌سوزی خطرآفرین است مفید باشد. بدیهی است که روغن های پایه روان کننده معدنی معمولی را نمی توان برای چنین گریس هایی استفاده کرد. یک نقطه شروع مناسب برای گریس های مقاوم در برابر آتش ممکن است استفاده از روغن پایه مایع، نوعی روغن باشد که معمولاً در سیالات هیدرولیک مقاوم در برابر آتش استفاده می شود. بیشتر غلیظ‌کننده‌های گریس معمولی به طور معقولی در برابر آتش مقاوم هستند، اما با این وجود، دشواری‌های عملی در تهیه گریس‌های مقاوم در برابر آتش با استفاده از سیال مقاوم در برابر آتش به عنوان روغن پایه وجود دارد، به‌ویژه زمانی که ماهیت غلیظ‌کننده نیاز به استفاده از دماهای نسبتاً بالا برای ساخت دارد. گریس

پت ما در انگلستان شماره 1,252,582 (پست شماره 3,532,625 ایالات متحده) یک ترکیب گریس را توصیف و ادعا می کند که شامل یک روغن پایه روان کننده است که با یک کربن گرافیتی غیر آبدوست که سطح آن با جذب نیتروژن حداقل 170 متر مربع اندازه گیری می شود تا قوام گریس ضخیم شده است. در هر گرم، نسبت جذب حرارتی n-دوتریاکونتان از n-هپتان به گرمای جذب n-بوتانول از n-هپتان حداقل 3.5:1 و گرمای جذب n-dotriacontane از n-هپتان حداقل است. 1 کالری در هر گرم

اکنون مشخص شده است که ضخیم کننده های کربن گرافیتی ثبت اختراع فوق به ویژه برای گریس های مقاوم در برابر آتش مناسب هستند.

با توجه به اختراع حاضر، یک ترکیب گریس مقاوم در برابر آتش شامل یک روغن پایه است که با (الف) یک کربن گرافیتی غیرآب دوست، دارای سطحی است که با جذب نیتروژن حداقل 170 متر مربع در هر گرم اندازه گیری می شود. گرمای جذب n-دوتریاکونتان از n-هپتان به گرمای جذب n-بوتانول از n-هپتان حداقل 3.5:1 و گرمای جذب n-dotriacontane از n-هپتان حداقل 1 کالری در هر گرم یا (ب) یک گرافیت اولئوفیل، همانطور که در ادامه تعریف می شود، مشخص می شود که روغن پایه یک روغن پایه مقاوم در برابر آتش است.

روغن پایه مقاوم در برابر آتش ممکن است هر یک از روغن های مقاوم در برابر آتش باشد که برای استفاده به عنوان سیالات هیدرولیک شناخته می شوند. روغن های پایه ترجیحی، استرها یا آمیدهای اسیدهای فسفر، به ویژه استرهای فسفات، و به ویژه تری هیدروکربیل فسفات ها هستند. بخش های هیدروکربیلی استر ممکن است آریل، آلکیل یا مخلوطی از آلکیل و آریل باشد و ممکن است از 3 تا 15 اتم کربن داشته باشد. تری (آلکیلاریل) فسفات ممکن است به ویژه مناسب باشند. نمونه ای از چنین موادی با نام Coalite NTP فروخته می شود. اصطلاح “NTP” مخفف Non-Toxic Phosphate است و سمیت کم یکی دیگر از ویژگی های مطلوب روغن پایه است.

سایر روغن های پایه مقاوم در برابر آتش ممکن است هیدروکربن های هالوژنه مانند بی فنیل های کلردار، هگزا کلروبوتادین، پارافین های کلردار و هیدروکربن های کلرو فلوئورو باشند، اما ممکن است مخالفت های زیست محیطی با استفاده از حداقل برخی از این مواد وجود داشته باشد.

روغن های پایه ممکن است دارای ویسکوزیته از 1 تا 30 سانتی استوک در 100 درجه سانتیگراد، شاخص های ویسکوزیته از 0 تا 150، نقاط اشتعال بالاتر از 200 درجه سانتیگراد و دمای اشتعال خودبخودی بالاتر از 315 درجه سانتیگراد باشند.

آزمایش های مناسب برای مقاومت در برابر آتش روغن پایه را می توان در مشخصات NCB 570/1970، ASTM Method D3119-72T و SAE Specification AMS 3150C یافت و اصطلاح روغن پایه مقاوم در برابر آتش به معنای روغنی است که حداقل یکی از این آزمایش ها را گذرانده است.

کربن گرافیتی ممکن است دارای ویژگی های ترجیحی باشد که در پت انگلستان توضیح داده شده است. شماره 1,252,582 (آمریکا شماره 3,532,625). بنابراین، سطح کربن گرافیتی ترجیحاً حداقل 600 متر مربع در هر گرم و ترجیحاً حداقل 1000 متر مربع در هر گرم است.

ترجیحاً کربن گرافیتی دارای حرارت جذب n-dotriacontane از n-هپتان حداقل 2.0 کالری در هر گرم و ترجیحاً حداقل 3 کالری در هر گرم است. کربن گرافیتی ترجیحاً دارای نسبت گرمای جذب n-دوتریاکونتان از n-هپتان به گرمای جذب n-بوتانول از n-هپتان حداقل 5:1 است.

کربن گرافیتی ترجیحاً دارای محتوای گوگرد کمتر از 0.8٪ و ترجیحاً کمتر از 0.1٪ و ترجیحاً کمتر از 0.5٪ وزنی است. ترجیحاً کربن گرافیتی دارای حداقل 85 درصد وزنی کربن باشد.

منظور از اساساً غیر آبدوست این است که کربن گرافیتی تمایل کمی به آب مقطر دارد و خیس کردن آن با آب مقطر دشوار است. هنگامی که کربن گرافیتی با آب مقطر تکان داده می شود، تمایل مشخصی برای جدا شدن کربن گرافیتی پس از پایان تکان دادن وجود دارد.

ترجیحاً کربن گرافیتی بطور قابل ملاحظه ای عاری از آب و اجزای فرار باشد. منظور از اجزای فرار، ترکیباتی است که نقطه جوش اولیه آنها کمتر از 350 درجه سانتیگراد است. ترجیحاً کمتر از 300 درجه سانتیگراد.

اجزای فرار را می توان با حرارت دادن کربن گرافیتی آلوده تا حداقل 300 درجه سانتیگراد. ترجیحاً حداقل 350 درجه سانتیگراد تحت فشار معمولی حذف کرد. از طرف دیگر، ترکیبات فرار را می توان با حرارت دادن تحت فشار کاهش یافته حذف کرد، به عنوان مثال زیر 1 میلی متر جیوه در دمای بالای 50 درجه سانتی گراد. ترجیحاً بالای 100 درجه سانتی گراد.

کربن گرافیتی را می توان با سوزاندن جزئی یک هیدروکربن در اکسیژن یا گاز حاوی اکسیژن در دمای بالا تهیه کرد به طوری که بیش از 10 درصد وزنی کربن موجود در هیدروکربن به عنوان کربن عنصری آزاد نشود و فرآورده های حاصل از احتراق را تصفیه کرد. کربن گرافیتی را از آن جدا کنید.

گرمای جذب n-dotriacontane و n-butanol را می توان با استفاده از یک میکروکالری متر جریان همانطور که در Chemistry and Industry 20 مارس 1965 صفحات 482-489 توضیح داده شده اندازه گیری کرد.

تصور می‌شود که کریستال‌های گرافیت دارای دو نوع مختلف “محل” هستند که از این پس “محل‌های اولئوفیل” و “محل قطبی” نامیده می‌شوند. محل های اولئوفیل در سطح صفحه پایه کریستال های گرافیت و محل های قطبی در ناحیه لبه بلورهای گرافیت وجود دارند. مکان‌های اولئوفیل هیدروکربن‌های پارافینی با زنجیره بلند و مکان‌های قطبی ترکیبات قطبی را جذب می‌کنند، که دو نوع جذب اساساً مستقل هستند. خواص غلیظ شدن چربی کریستال های گرافیت ناشی از توانایی آنها در جذب قوی مولکول های زنجیره بلند موجود در روغن پایه روان کننده است. به منظور ایجاد یک ساختار گرافیت پایدار مناسب، مهم است که نسبت جایگاه‌های صفحه پایه تا حد امکان بزرگ باشد، یعنی هر کریستال گرافیت باید نسبت صفحه پایه به سطح لبه بالایی داشته باشد.

مقدار نسبی سطح صفحه پایه موجود به راحتی از اندازه‌گیری‌های گرمای جذب نشان داده می‌شود، گرمای جذب n-دوتریاکونتان نشان‌دهنده مقدار سطح صفحه پایه است و گرمای جذب n-بوتانول نشان‌دهنده مقدار لبه است. حوزه. بنابراین گرمای جذب بالای n-دوتریاکونتان همراه با گرمای کم جذب n-بوتانول مشخصه گرافیتی است که نسبت نسبتاً بالایی از سطح صفحه پایه دارد که اولئوفیل است و در نتیجه یک عامل ضخیم کننده خوب است.

گرمای جذب n-dotriacontane از n-هپتان می تواند تا 7.5 کالری در هر گرم یا حتی بیشتر در محصولات ترجیحی بیشتر باشد.

کربن گرافیتی مناسب مخصوصاً کربنی است که توسط Akzo Chemie UK Limited با نام تجاری Ketjenblack EC فروخته می شود.Fire resistant grease

سایر مواد مشابه کربن گرافیتی که نسبت گرمای جذب n-دتریاکونتان از n-هپتان به گرمای جذب n-بوتانول از n-هپتان دارند، گرافیت های به اصطلاح “اولئوفیل” هستند که به این صورت تعریف می شوند. گرافیت‌هایی که از آسیاب کردن گرافیت در زیر سطح یک مایع آلی که در دمای زیر 500 درجه سانتی‌گراد تقطیر می‌شود تا سطحی بین 20 تا 800 متر مربع ^بر گرم تولید می‌شود. چنین گرافیت های اولئوفیلی در پت انگلستان توصیف و ادعا شده اند. شماره 1،168،785 و گریس های غلیظ شده با چنین گرافیت های اولئوفیل در UK Pat شرح و ادعا شده است. شماره 1,168,784. مخلوط‌های گرافیت و فلز اولئوفیل در پت بریتانیا توصیف و ادعا شده‌اند. شماره 1292818. گرافیت های اولئوفیل و مخلوط های فلزی گرافیت اولئوفیل ممکن است نسبت گرمای جذب n-دوتریاکونتان از n-هپتان به گرمای جذب n-بوتانول از n-هپتان حداقل 3.5:1 داشته باشند و مساحت سطح معمولاً از 30 باشد. تا 200 متر ^مربع در گرم

مزیت خاص ترکیب روغن پایه و غلیظ کننده مورد استفاده این است که می توان آنها را در دمای اتمسفر با هم زدن مخلوط کرد. ترجیحاً آخرین مرحله اختلاط در یک آسیاب کلوئیدی یا هموژنایزر است، به عنوان مثال یک هموژنایزر Manton-Gaulin. بنابراین هرگونه خطر تبخیر یا تخریب روغن پایه از بین می رود.

مزیت دیگر این است که گریس های با نفوذ مناسب را می توان با استفاده از مقادیر نسبتاً کمی غلیظ کننده تولید کرد. مقدار ممکن است از 1 تا 20 درصد وزنی گریس باشد، اما معمولاً مقدار آن از 2 تا 10 درصد وزنی خواهد بود.

گریس ممکن است حاوی هر یک از افزودنی های معمولی باشد، به عنوان مثال عوامل ضد خوردگی، آنتی اکسیدان ها، افزودنی های حامل بار، و بهبود دهنده های VI و ممکن است در هر مرحله مناسب اضافه شوند. اعتقاد بر این است که کربن گرافیتی با پیوند در سطح صفحه پایه غیر قطبی بزرگ گرافیت به جای ناحیه لبه قطبی کوچک، ضخیم می شود، بنابراین با وجود این واقعیت که اکثر آنها قطبی هستند، توسط افزودنی های معمولی تحت تأثیر قدرت ضخیم شدن قرار نمی گیرد. گرافیت هایی با نواحی لبه قطبی بزرگ تمایل به پیوند در این نواحی دارند و با افزودنی های قطبی ناسازگار هستند.

گریس ها ممکن است در دمای 25 درجه سانتیگراد از 220 تا 460 نفوذ کنند و نقطه ریزش بیشتر از 250 درجه سانتیگراد داشته باشند.

مقاومت گریس ها در برابر آتش ممکن است با تعدادی آزمایش تعیین شود، به عنوان مثال تست گاز (که در آن اشتعال پذیری یک لایه گریس روی گاز ارزیابی می شود)، آزمایش نقطه آتش و نقطه اشتعال، و آزمایش اشتعال خود به خودی روی صفحه داغ .

این اختراع با مثال های زیر نشان داده شده است:

مثال 1

با مخلوط کردن یک گریس تهیه شد

92.9٪: تری (آلکیلاریل) فسفات

6.3 درصد وزنی: کربن گرافیتی

0.8% وزنی: بازدارنده زنگ

تری (آلکیلاریل) فسفات ماده ای بود که توسط Coalite and Chemical Products Limited تحت نام “Coalite NTP” فروخته می شد.

کربن گرافیتی توسط Akzo Chemie UK Limited با نام Ketjenblack EC فروخته شد. دارای مساحت سطح BET 1000 متر ^مربع بر گرم، گرمای جذب n-دوتریاکونتان از n-هپتان 7.2 کالری در گرم، گرمای جذب n-بوتانول از n-هپتان 0.1 کالری در گرم و بنابراین نسبت گرمای جذب 72.

بازدارنده زنگ یک اتیلن دی آمین سوکسینیمید بود که توسط Edwin Cooper & Co. Ltd. با نام Hitec E536 فروخته می شد.

گریس به شرح زیر آماده شد. 5574 گرم Coalite NTP با 48 گرم Hitec E536 در مخلوط کن هوبارت به مدت 30 دقیقه در دمای اتاق مخلوط شد. Ketjenblack EC به آرامی اضافه شد و به مدت سه ساعت هم زده شد تا غلیظ شدن رخ دهد. گریس در آسیاب کلوئیدی برتر با شکاف 0.002 اینچ آسیاب شد و هوازدایی شد. یک گریس صاف، سیاه و براق با نفوذ 274 (60 ضربه کار شده) به دست آمد.

گریس با نتایج زیر به آزمایشات زیر ارسال شد.

_____________________________________                                               نظرات رتبه بندی                                               _____________________________________                                    تست خوردگی IP220                                                                   0 محافظت خوب                                                           در برابر زنگ زدگی                                    تست بلبرینگ IP168                                                                     همه رتبه بندی ها                                                                         عملکرد خوب                                   (7000 دور در دقیقه 120 درجه سانتی گراد.)                                                             1                                                            R.HP High Speed                                                                        پاس عملکرد غیرمعمول خوب                         تست شماره 2 برای گریس NLGI 2                                  آب IP215                                                               شستشو (% وزنی)                                                                         0.25 عملکرد بسیار خوب                              _____________________________________

در آزمایش‌های مقاومت در برابر آتش، گریس در آزمایش گاز به عنوان «سوختن به سختی» طبقه‌بندی شد و حتی در دمای 650 درجه سانتی‌گراد در آزمایش احتراق خود به خودی روی صفحه داغ مشتعل نشد.

مثال 2

با مخلوط کردن یک گریس تهیه شد

94.6 درصد وزنی: تری (آلکیلاریل) فسفات

5.0 درصد وزنی: کربن گرافیتی

0.4% وزنی: بازدارنده زنگ

تری (آلکیلاریل) فسفات ماده ای بود که توسط Ciba-Geigy Limited با نام “HYD 110” فروخته می شد. کربن گرافیتی Ketjenblack EC بود که توسط Akzo Chemie UK Limited فروخته شد. بازدارنده زنگ یک اتیلن دی آمین سوکسینیمید، Hitec E536 بود که توسط Edwin Cooper & Co. Ltd فروخته شد.

3784 گرم از HYD 110 با 16 گرم Hitec E536 در دمای اتاق با استفاده از میکسر برشی سیلورسون مخلوط شد. 200 گرم Ketjenblack EC به تدریج اضافه شد و به خوبی مخلوط شد. سیال غلیظ شده در آسیاب مخروطی فلزی با شکاف 0.005 اینچ آسیاب شد و گریس صاف، سیاه و براق نفوذ (60 ضربه) 303 به دست آمد. نتایج آزمایش زیر بر روی گریس به دست آمد.

Shimis.alizadeh@gmail.com

آدرس: