CN101993770A - 一种用于高速拉丝的润滑剂及其制备方法 - Google Patents

一种用于高速拉丝的润滑剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种用于高速拉丝的润滑剂及其制备方法。本发明的润滑剂是以聚合物铵盐为主要润滑材料，辅以由阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂组成的混合乳化剂，并添加极压防锈剂、抗磨剂、防腐防霉剂和螯合剂与水乳化形成的水系润滑剂。聚合物铵盐对金属表面优良的吸附和成膜性能，多种表面活性剂对金属表面快速的清洗作用，使润滑吸附层均匀致密、抗磨效果尤为明显。该润滑剂可以满足以碳化钨合金为模具，用于钢帘线用镀黄铜钢丝的高速拉丝，其拉丝最高速度可达10～20m/sec。该润滑剂固含量高，使用浓度低，长期稳定性好。

Description

一种用于高速拉丝的润滑剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于高速拉丝的润滑剂及其制备方法，特别是作为钢帘线用镀黄铜钢丝高速拉丝的润滑剂及其制备方法，属精细化工的制备技术。
背景技术
在金属加工工艺中，润滑剂可以在工件与模具之间形成牢固、坚韧的润滑膜，达到减轻摩擦的目的。目前使用的水基拉丝润滑剂主要是以矿物油、动植物油、脂肪酸皂为基本润滑物质。其主要缺点是润滑剂润滑性能较差，不能适应高速拉丝的要求，而且由于润滑剂中含有矿物油，使用后的污水带有矿物油，不能生化降解，造成环境的污染。
一些专利发明了可以满足高速拉丝的润滑剂。前苏联SU1122686发明了一种含氧化聚乙烯的油基润滑剂，其重量百分组成如下：
氧化聚乙烯            0.5-1.0
矿物油                3.6-7.1
单乙醇胺C8～16合成
脂肪酸聚氧乙烯醚      0.1-0.15
三乙醇胺              0.1-0.15
磺酸钠                0.8-1.6
水                    余量
中国专利9210282.3发明了以氧化聚乙烯为主要润滑物质的水基润滑剂，其重量百分组成如下：
氧化聚乙烯            7.5-15
混合乳化剂            7.5-22.5
水                    余量
其他添加剂            1-7
上述两种润滑剂共同特点是以氧化聚乙烯为主要润滑物质，均能满足高速拉丝的基本要求。但是，前者润滑剂中含有矿物油，且适合该种润滑剂的拉丝模为人工金刚石和天然钻石模，模具造价昂贵，在我国这种拉丝模不被采用。后者润滑剂中，单一氧化聚乙烯的乳化要求高，乳化性能较差，造成润滑剂稳定性变差，影响高速拉丝的效果，且采用磷系添加剂，不利于环保。
发明内容
本发明的目的是提出一种以聚合物铵盐为润滑基础材料，有机硼酸酯为极压抗磨剂，混合表面活性剂为乳化剂的水系润滑剂。此润滑剂可以满足以碳化钨合金为模具，用于钢帘线用镀黄铜钢丝的高速拉丝，其拉丝最高速度可达10～20m/sec。该润滑剂固含量高，使用浓度低，长期稳定性好。
本发明的用于高速拉丝的润滑剂的组成及重量百分比是：
聚合物铵盐        6.0％～14.0％
混合乳化剂        8.0％～20.0％
添加剂            2.0％～8.5％
水                余量
本发明中的聚合物铵盐是由聚氧化乙烯、聚乙二醇、聚甘油中的一种或一种以上的混合物与有机胺或氨水反应制得。所用的聚氧化乙烯、聚乙二醇和聚甘油分子量为800-1000，酸值最好在20～30mgKOH/g。所用的有机胺是乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的一种或一种以上的混合物。
本发明中的混合乳化剂是由阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂组成。其中，阴离子表面活性剂是C10～18的脂肪酸皂，非离子表面活性剂是C10～18脂肪酸醇酰胺、C10～14脂肪胺聚氧乙烯醚、C8～10烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或一种以上的混合物组成。阴离子和非离子表面活性剂的重量百分组成是1∶2.0～4.5。
本发明中的添加剂有极压防锈剂、抗磨剂、防腐防霉剂、消泡剂、螯合剂和助乳化剂等。所用的极压防锈剂为有机硼酸酯，如烷基硼酸酯，烷醇硼酸酯、三乙醇胺硼酸酯，最好是采用三乙醇胺硼酸酯。所用的抗磨剂为烷基磺酸盐，最好是石油磺酸钠。所用的防腐防霉剂可以是苯甲酸钠、磷酸盐、硼酸盐、苯并三氮唑、巯基苯并咪唑中的一种或多种混合物。所用的螯合剂是乙二胺四乙酸二钠(EDTA)。所用的消泡剂是硅酮类消泡剂。所用的助乳化剂可以是乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氨水中的一种或一种以上的混合物。
本发明的用于高速拉丝的润滑剂的制备方法是，将计量的聚合物与有机胺或氨水混合后，升温到85℃～130℃，搅拌下加入计量的混合乳化剂，在85℃～130℃下搅拌15～45min，再加入计量的添加剂和水，搅拌1.0～3.0h后，待温度冷却到40℃以下，出料即得润滑剂的浓缩液。该润滑剂在用于金属的高速拉丝时，应用水稀释，使固含量达到1.0％～5.0％，最好是1.5％～3.5％。
本发明的润滑剂与SU1122686描述的润滑剂区别在于，本润滑剂是一种水系润滑剂，完全不含矿物油，润滑剂固含量达30％，而使用浓度只有1.5％～3.5％，因而不但节约运输费用，而且降低拉丝生产成本。本润滑剂适应以碳化钨合金为模具的金属细线的高速拉丝，更加适合中国的金属加工设备现状。
本发明与中国专利9210282.3描述的润滑剂区别在于，本润滑剂采用几种高分子聚合物铵盐为主要润滑材料，含有活性基团的聚合物铵盐不仅具有优良的吸附、成膜性能，而且水溶性更佳，与润滑剂中各组分相容性好，润滑剂的润滑、冷却性能和稳定性能更优。本润滑剂采用硼酸酯类为极压抗磨剂，有利于润滑剂废液的生化降解，不会造成对环境的污染，是一种环保型的水系润滑剂。
本发明与现有技术相比，具有如下明显的有益效果：(1)本发明由几种水溶性好的聚合物铵盐和混合表面活性剂复配，具有优良的金属表面吸附和成膜性能，使金属在外力作用下，其表面迅速得到润滑和冷却，减少了模具与工件之间的摩擦力，降低了拉丝机的载荷，拉丝过程中的模具损耗远远低于同类润滑剂。(2)本发明为水系润滑剂，拉丝过程中散热和冷却效果明显，从而可以降低拉丝机的工作温度，提高拉丝润滑剂的使用寿命，每吨成品丝消耗的润滑剂只有同类润滑剂的1/3～1/4。(3)本润滑剂含有具有抗静电性能和清洗性能的表面活性剂，有效消除了拉丝过程中产生的静电，同时具有快速清洗金属表面的污物，使成品表面更加光亮清洁。(4)本发明的润滑剂组成物中，聚合物铵盐、各种表面活性剂、极压防锈剂和各种添加剂均无毒、无害，不仅对人体皮肤无刺激性，而且可生物降解，有效解决了润滑剂废液的排放问题。(5)本发明的润滑剂更加适用于金属在碳化钨模上的高速拉丝，特别适用于镀黄铜钢丝的高速拉丝，其拉丝最高速度可达10～20m/sec，正常拉丝速度达到10～14m/sec。该润滑剂固含量高，使用浓度低，长期稳定性好。
本发明的润滑剂与其他几种润滑剂性能的比较：
Figure BSA00000349876800041
具体实施方式
结合实施例对本发明作进一步描述。下面是几个实施例：
Figure BSA00000349876800051
按以上实施例的配方和说明书所述的制备方法进行操作，其温度和搅拌时间按照说明书所述的温度范围、搅拌时间范围内变化，均能够成功地实施本发明。
本发明尚有多种具体的实施方式，凡采用等同替换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种用于高速拉丝的润滑剂，其特征在于它是由聚合物铵盐、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂组成的混合乳化剂、其他添加剂和水。该润滑剂的重量百分组成是：
聚合物铵盐    6.0％～14.0％
混合乳化剂    8.0％～20.0％
添加剂        2.0％～8.5％
水            余量
2.根据权利要求1所述的用于高速拉丝的润滑剂，其特征是聚合物铵盐是由聚氧化乙烯、聚乙二醇、聚甘油中的一种或一种以上的混合物与有机胺或氨水反应制得。
3.根据权利要求1所述的用于高速拉丝的润滑剂，其特征是混合乳化剂由阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂组成。其中，阴离子表面活性剂是C10～18的脂肪酸皂，非离子表面活性剂是C10～18脂肪酸醇酰胺、C10～14脂肪胺聚氧乙烯醚、C8～10烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或一种以上的混合物组成。阴离子和非离子表面活性剂的重量百分组成是1∶2.0～4.5。
4.根据权利要求1所述的用于高速拉丝的润滑剂，其特征是添加剂有极压防锈剂三乙醇胺硼酸酯0.5％～2.0％，抗磨剂石油磺酸钠0～3.0％，防腐剂甲基苯并三氮唑0.2％～0.6％、苯甲酸钠0.2％～0.5％，螯合剂乙二胺四乙酸二钠盐0.1％～0.4％，消泡剂0.05％～0.2％，助乳化剂乙醇胺或二乙醇胺、或三乙醇胺、或氨水1.0％～3.0％。
5.制备高速拉丝润滑剂的方法，其特征是计量的聚合物与有机胺或氨水混合后，升温到85℃～130℃，搅拌下加入计量的混合乳化剂，在85～130℃下搅拌15～45min，再加入计量的添加剂和水，搅拌1.0～3.0h后，待温度冷却到40℃以下，出料即得润滑剂的浓缩液。
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