11.08.2011
Литиевая смазка: простая или комплексная?

По данным недавнего опроса, проведенного Национальным Институтом Смазок США (NLGI), около 70 процентов проданных смазок по всему миру - это смазки либо на основе простого литиевого мыла (simple lithium soap), либо на основе комплексного литиевого загустителя (lithium complex thickener). Возникает вопрос: "Почему именно эти загустители так популярны?" И "Какой из них лучше?" Эта статья дает ответы на эти и некоторые другие вопросы.

Рассмотрим сначала историческую перспективу. Кларенс Э. Эрл (Clarence E. Earle), американский инженер-химик, получил патент США № 2274675 от 3 марта 1942 года на изобретение под названием "Смазочный материал, содержащий соли лития"  ("Lubricant Containing Lithium Salts"). Это первое описание в патентной литературе смазки на основе простого литиевого мыла. Хотя литиевое мыло, описанное в патенте, это сегодня обычная основа для производства литиевых смазок, тем не менее, эта простая литиевая смазка, предложенная Эрлом, открыла новую эру в отрасли консистентных смазкок.

Смазки на основе литиевого мыла обладают многими улучшенными свойствами по сравнению с другими щелочными мылами, которые существовали в 1942 году. Они обладают лучшей водостойкостью по сравнению натриевыми мылами и лучшими высокотемпературными свойствами по сравнению с кальциевыми мылами, а еще они обладают прекрасными механическими свойствами (как сопротивление сдвигу и хорошую текучесть). Хотя литиевые смазки дороже других смазок в изготовлении, но зато они предлагают очень много преимуществ по сравнению с натриевыми и кальциевыми загустителями.
Дополнительные расходы компенсируются более высокими эксплуатационными свойствами литиевых смазок.

Литиевая комплексная смазка была разработана в конце 1940-х. Патент США 2417428 был предоставлен Лестеру У. Мак-Кленнану (Lester W. McClennan) 18 марта 1947 года. Это один из первых патентов описания сложных смазок. Тем не менее, эта смазка не использовалась до начала 1980-х годов. Потом литиевая комплексная смазка вышла на рынок в больших объемах и начала вытеснять простую смазку на основе литиевого мыла, которая была основой промышленного выпуска с 1950 года.

Литиевые комплексные смазки обладают всеми положительными свойствами простых смазок на основе литиевого мыла, а также имеют более высокую температуру каплепадения, что позволяет использовать эти смазки при более высоких температурах.
Сравнение свойств смазок на основе разных загустителей приведено в таблице 1.
 

       
                Таблица 1. Свойства литиевых и комплексных литиевых смазок

Температура каплепадения у литиевых комплексных смазок выше, чем у простых литиевых, из-за наличия второго компонента загустителя, известного как комплексообразователь.
Современный комплекс литиевых смазок обычно использует более короткие цепи бифункциональной карбоновые кислоты, такие как азелаиновая кислота или адипиновая кислота. Литиевые соли этих кислот представляют, как правило, значительно меньшую долю в составе по сравнению с простым литиевым загустителем. Альтернативным материалом, используемым в качестве комплексообразователя, является борная кислота. Ее использование также приводит к высокой температуре каплепадения.

Механическая стабильность, также известная как стабильность к сдвигу, это способность смазки сохранять свою структуру при воздействии механических сил сдвига. Простые литиевые смазки, так же как и комплексные, имеют очень хорошую стойкость к разрушению при сдвиге. Это свойство делает обе эти литиевые смазки популярными во всем мире для широкого спектра использования.

Водостойкость простых и комплексных литиевых смазок связана с растворимостью загустителя. Литий гидроксид имеет ограниченную растворимость в воде (около 10 процентов) и загустители на его основе также имеют ограниченную растворимость. Это обеспечивает хорошую устойчивость к смыванию водой и к водопоглощению. Хотя другим типам загустителей (кальций, барий) присуща лучшая водостойкость по сравнению с литиевыми загустителями, но смазки на основе кальциевых и бариевых загустителей имеют негативные для здоровья аспекты, которые делают их менее желательными для практического использования. Кроме того, водостойкость простых и комплексных литиевых смазок может быть повышена введением полимерных добавок в малых концентрациях.

Количество выделяемого масла (сепарация) характеризует способность смазки сохранять консистенцию при хранении. Смазка должна выделять достаточно масла в зоне контакта применения (подшипники, зубчатые передачи), но при хранении сохранять достаточно масла, чтобы продукт оставался пригодными для использования.
Если во время хранения смазки масло отделяется чрезмерно, смазка, возможно, непригодна к перемешиванию и использованию.

Теперь ответы на вопросы, поставленные в начале статьи. Почему простые и комплексные литиевые смазки так популярны? Это связано с универсальностью загустителей, что делает смазки на их основе пригодными для использования в широком спектре приложений. Какой из них лучше всего подходит к вашим требованиям? Эти загустители схожи по многим свойствам, поэтому лучший способ выбора - определить требуемую рабочую температуру применения. Многие предпочитают комплексные литиевые смазки общего назначения, и это хороший подход, так как они могут быть использованы в широком спектре приложений и более широком диапазоне температур. Тем не менее, для конкретных приложений простая смазка на основе литиевого мыла - это часто наиболее приемлемый экономичный выбор.

По материалам журнала “Machinery Lubrication”

Купить литол-24 производства Эксперт-ойл