CN102433208B

CN102433208B - 环境友好型钢丝拉拔润滑剂及其生产方法

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Publication number: CN102433208B
Application number: CN 201110324074
Authority: CN
Inventors: 田微; 张晓芳; 吕焕明; 杜尚君; 刘鹏; 崔阳; 王庆日; 张引; 赵丽; 李明慧
Original assignee: HAIHUA GREASE CHEMISTRY CO Ltd ANSHAN
Current assignee: Liaoning Haihua Polytron Technologies Inc
Priority date: 2011-10-21
Filing date: 2011-10-21
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2031-10-21
Also published as: CN102433208A

Abstract

本发明涉及润滑脂领域，尤其涉及一种环境友好型钢丝拉拔润滑剂及其生产方法，其特征在于，包括以下组分按重量百分比调和而成：基础油5.0～10％，乳化剂15～24％，碱储备剂5.0～8.0％，极压抗磨剂9.4～18.8％，水溶性防锈剂5.3～8.3％，偶合剂0.01～0.03％，消泡剂0.01～0.03％，杀菌剂0.01～0.03％，蒸馏水30.81～60.27％，上述组分总和为100％。与现有技术相比，本发明的优点是：该润滑剂使用时是水溶液，冷却效果好，组成润滑剂的各成分不会与钢丝基体发生化学反应，防锈性能好，消泡性能好，生物稳定性好，储存和使用中变质慢，使用寿命长；不污染环境，废液易于处理。

Description

环境友好型钢丝拉拔润滑剂及其生产方法

技术领域

本发明涉及润滑脂领域，尤其涉及一种环境友好型钢丝拉拔润滑剂及其生产方法。

背景技术

近年来，不锈钢丝、不锈钢细丝、不锈钢特细丝、不锈钢高速拉丝的拉制加工技术发展迅速，这就要求与之配套的金属加工液不断更新换代。金属加工液的发展趋势是向水基型方向发展，尤其是合成液和半合成液，因其冷却性好，在金属拉拔过程中使用对获得表面性能好的钢丝是必不可少的环节，润滑剂可降低拉拔摩擦力，提高产品质量。

目前市场上钢丝拉拔润滑剂所采用的润滑剂多为油溶性的，通过提高油溶性添加剂在水中的溶解性，以提高产品的润滑性，但这种方式配制的钢丝拉拔润滑剂的稳定性差，油溶性添加剂难以满足对钢丝拉拔润滑剂综合性能的要求。而市场上水基型钢丝拉拔润滑剂也存在一定的不足，表现在如下方面：

1)产品的保质期短、防锈性差，久置分层，乳化性随库存时间长而呈直线下降，易腐败变质的问题。

2)润滑性，拉拔阻力大，拉出的钢丝表面容易出现伤痕，拉丝模损耗快。

3)润滑剂在使用过程中不可避免的与操作者皮肤接触，易引起皮炎或过敏等伤害。

4)添加对环境有毒、有害的化学物质，增加了无毒化后序处理的压力，并造成一定的环境污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环境友好型钢丝拉拔润滑剂及其生产方法，克服现有技术的不足，提高拉丝速度、减少拉丝模磨损、抑制细菌繁殖、可生物降解，能保持拉拔过程中的润滑膜，改善产品的表面光洁度。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

环境友好型钢丝拉拔润滑剂，包括以下组分按重量百分比调和而成：

基础油 5.0～10％，

乳化剂 15～24％，

碱储备剂 5.0～8.0％，

极压抗磨剂 9.4～18.8％，

水溶性防锈剂 5.3～8.3％，

偶合剂 0.01～0.03％，

消泡剂 0.01～0.03％，

杀菌剂 0.01～0.03％，

蒸馏水 60.27～30.81％，上述组分总和为100％；

所述基础油为三羟甲基丙烷三油酸酯(Trihydroxy methylpropyltrioleate)，40℃运动粘度为45-54mm²/s，粘度指数大于180，碘值90-120，闪点大于270℃；

所述乳化剂为丁二酸二异辛酯磺酸钠和烷基聚乙二醇改性醚的混合物，两者混合比例按重量比为4∶1，其中丁二酸二异辛酯磺酸钠的HLB值(亲水亲油平衡值)为10.8，烷基聚乙二醇改性醚的HLB值(亲水亲油平衡值)为7。实验证明，此混合乳化剂产品能提高拉拔液的清洗性能，具有支链化和不含硫的特性使拉拔润滑剂的耐菌性能、乳化性能、润湿性能、可生物降解性能更好。

所述碱储备剂为三乙醇胺，能有效中和因高温、污染和生物降解作用使拉丝液内产生的酸性物质，增强产品生物稳定性。

所述极压抗磨剂包括超碱值合成磺酸钙、高活性的硫化烯烃极压剂和水分散支链化丁二酸酯，三者的重量百分比为：超碱值合成磺酸钙32％、高活性的硫化烯烃极压剂4.2％、水分散支链化丁二酸酯63.8％，其中所述超碱值合成磺酸钙总碱值TBN：375，％Ca含量13.7，40℃时为胶体，其胶体中所含的碳酸钙颗粒呈晶体结构，比一般磺酸钙中的碳酸钙颗粒小，具有优化的钙/磺酸比，遇水不易形成凝胶。所述高活性的硫化烯烃极压剂的活性硫的含量为38.5％，40℃运动粘度小于39mm²/s，低气味及较低的粘度，溶解性好，与超碱值合成磺酸钙互配使用具有增效作用，能降低乳化液的摩擦系数，减少模具的磨损，延长模具使用周期。所述水分散支链化丁二酸酯可改善钢丝表面光洁度，提高拉丝效果，能有效提高钢丝表面Zn层的含量，并能够在极性钢丝表面形成化学吸附膜而排出水，提供强的润滑性的同时还具有助乳化和一定的防锈性能。

所述水溶性防锈剂是指触变型磺酸钙防锈剂和水性无灰防锈剂的混合物，两者按重量百分比的混合比例为：触变型磺酸钙防锈剂80％、水性无灰防锈剂20％，其中所述触变型磺酸钙防锈剂是水溶型单剂，固体含量46％，25℃时粘度为35000cPs，稀释剂为水，PH值缓冲效果佳，能够提高流变性和腐蚀保护性。所述水性无灰防锈剂是有机聚羧酸，50％自由酸，50％水，分子量468.6，低泡沫倾向和空气释放性，与硬水兼容，易生物降解。两者通过适当比例的互配，达到极佳的长效防锈效果，同时延长油品的使用寿命。

所述的偶合剂为二甘醇丁醚，可以平衡各种物象的作用，获得清澈透明均匀的外观和透明度。

所述的消泡剂为丙烯酸酯非硅型复合消泡剂，对配方中含有合成磺酸盐发泡性较强的物质具有良好的消泡和抑泡作用，使用时最好先加入油中，再加水。

所述的杀菌剂是101六氢三嗪衍生物，不含重金属、酚、卤代物，能完全生物降解，能够有效控制拉丝液中真菌(霉菌/酵母菌)繁殖的活性化学物质，达到广谱抑菌的效果。

上述环境友好型钢丝拉拔润滑剂的生产方法，具体操作步骤如下：

1)制备油基A中间产品：在基础油中加入极压抗磨剂中的水分散支链化丁二酸酯，加热至85-95℃后，待完全溶解后搅拌10-12min，降温至68-70℃，依次加入乳化剂、极压抗磨剂中的超碱值合成磺酸钙和高活性的硫化烯烃、消泡剂，待完全溶解后继续搅拌15-20min，温度保持在70℃±2℃，加入碱储备剂保温搅拌10-15min，待完全溶解后降温至40-50℃保温，备用；

2)水基B中间产品的制备方法：在蒸馏水中依次加入水溶性防锈剂，加热至70-80℃后，待完全溶解后搅拌10-15min，降温至40-50℃保温，备用；

3)将步骤2)中预制好的水基B中间产品以10-12L/min速度缓慢投入步骤1)中预制好的油基A中间产品中，通过以800-850转/min速度高速搅拌，使其乳化成半流体状均匀油膏，即得中间产品C，在中间产品C中加入偶合剂，待其中和均匀后，加入杀菌剂，搅拌均匀即得浓缩液；

4)使用时步骤3)中所得浓缩液与自来水按体积百分比5％-7％混合，搅拌均匀即为润滑剂产品。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)该润滑剂使用时是水溶液，冷却效果好，组成润滑剂的各成分不会与钢丝基体发生化学反应，生成影响钢丝性能的化合物，或对钢丝发生腐蚀作用，具有耐酸碱和耐硬水性；防锈性能好，不锈蚀设备和拉制件；低泡沫，消泡性能好，生物稳定性好，储存和使用中变质慢，使用寿命长；不污染环境，对人体无害，且资源丰富，成本低，废液易于处理。

2)极压抗磨剂选用超碱值磺酸盐与硫化烯烃两种类型的极压抗磨剂的互配，具有明显的协同作用，在减少硫化极压剂加量的同时，能够大大提高配方的极压抗磨性能和经济性，水分散支链化丁二酸酯在配方中能提供优异的油膜强度，与传统的酯和脂肪类原料相比，它们具有的高粘度指数和卓越的热稳定性，使得其形成的润滑膜能承受更高的温度。

3)具有水解稳定性好、无灰、不会使金属变色、低气味等特点，理化性能稳定，放置一定时间不分层、不变质，不形成妨碍润滑剂进入模孔的凝固性小块，保证润滑系统的畅通，同时还具有良好的润湿性能，在加工过程中，可以更有效的将拉丝润滑剂传递到复杂的金属磨具界面上。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步说明：

实施例1：

环境友好型长寿命钢丝拉拔润滑剂，包括以下组分按重量百分比调和而成：

基础油三羟甲基丙烷三油酸酯 5.0％，

乳化剂丁二酸二异辛酯磺酸钠 12％，

烷基聚乙二醇改性醚 3.0％，

碱储备剂三乙醇胺 5.0％，

极压抗磨剂超碱值合成磺酸钙 3.0％，

高活性的硫化烯烃 0.4％，

水分散支链化丁二酸酯 6.0％，

水溶性防锈剂触变型磺酸钙防锈剂 4.24％，

水性无灰防锈剂 1.06％，

偶合剂二甘醇丁醚 0.01％，

消泡剂丙烯酸酯非硅型复合消泡剂 0.01％，

杀菌剂 101六氢三嗪衍生物杀菌剂 0.01％，

蒸馏水 60.27％；

1)制备油基A中间产品：在基础油中加入极压抗磨剂中的全部水分散支链化丁二酸酯，加热至85-95℃后，待完全溶解后搅拌10-12min，降温至68-70℃，依次加入乳化剂、极压抗磨剂中的所有超碱值合成磺酸钙和高活性的硫化烯烃、消泡剂，待完全溶解后继续搅拌15-20min，温度保持在70℃±2℃，加入碱储备剂保温搅拌10-15min，待完全溶解后降温至40-50℃保温，备用；

实施例2：

基础油三羟甲基丙烷三油酸酯 7.5％，

乳化剂丁二酸二异辛酯磺酸钠 15.6％，

烷基聚乙二醇改性醚 3.9％，

碱储备剂三乙醇胺 7.5％，

极压抗磨剂超碱值合成磺酸钙 4.5％，

高活性的硫化烯烃 0.6％，

水分散支链化丁二酸酯 9.0％，

水溶性防锈剂触变型磺酸钙防锈剂 5.44％，

水性无灰防锈剂 1.36％，

偶合剂二甘醇丁醚 0.02％，

消泡剂丙烯酸酯非硅型复合消泡剂 0.02％，

杀菌剂 101六氢三嗪衍生物杀菌剂 0.02％，

蒸馏水 44.54％；

该环境友好型钢丝拉拔润滑剂的生产方法同实施例1。

实施例3：

基础油三羟甲基丙烷三油酸酯 10.0％，

乳化剂丁二酸二异辛酯磺酸钠 19.2％，

烷基聚乙二醇改性醚 4.8％

碱储备剂三乙醇胺 8.0％，

极压抗磨剂超碱值合成磺酸钙 6.0％，

高活性的硫化烯烃 0.8％，

水分散支链化丁二酸酯 12.0％，

水溶性防锈剂触变型磺酸钙防锈剂 6.64％，

水性无灰防锈剂 1.66％，

偶合剂二甘醇丁醚 0.03％，

消泡剂丙烯酸酯非硅型复合消泡剂 0.03％，

杀菌剂 101六氢三嗪衍生物杀菌剂 0.03％，

蒸馏水 30.81％；

该环境友好型钢丝拉拔润滑剂的生产方法同实施例1。

Claims

1.环境友好型钢丝拉拔润滑剂的浓缩液，其特征在于，包括以下组分按重量百分比调和而成：

基础油 5.0～10%，

乳化剂 15～24%，

碱储备剂 5.0～8.0%，

极压抗磨剂 9.4～18.8%，

水溶性防锈剂 5.3～8.3%，

偶合剂 0.01～0.03%，

消泡剂 0.01～0.03%，

杀菌剂 0.01～0.03%，

蒸馏水 30.81～60.27%，上述组分总和为100%；

所述基础油为三羟甲基丙烷三油酸酯，40℃运动粘度为45-54mm²/s，粘度指数大于180，碘值90-120，闪点大于270℃；

所述乳化剂为丁二酸二异辛酯磺酸钠和烷基聚乙二醇改性醚的混合物，两者混合比例按重量比为4:1；

所述碱储备剂为三乙醇胺；

所述极压抗磨剂包括超碱值合成磺酸钙、高活性的硫化烯烃极压剂和水分散支链化丁二酸酯；

所述水溶性防锈剂是指触变型磺酸钙防锈剂和水性无灰防锈剂的混合物；

所述偶合剂为二甘醇丁醚；

所述消泡剂为丙烯酸酯非硅型复合消泡剂；

所述杀菌剂是六氢三嗪衍生物。

2.根据权利要求1所述环境友好型钢丝拉拔润滑剂的浓缩液，其特征在于，所述极压抗磨剂中超碱值合成磺酸钙、高活性的硫化烯烃极压剂和水分散支链化丁二酸酯三者的重量百分比为：超碱值合成磺酸钙32%、高活性的硫化烯烃极压剂4.2%、水分散支链化丁二酸酯63.8%，其中超碱值合成磺酸钙总碱值TBN:375，%Ca含量13.7 , 40℃时为胶体；高活性的硫化烯烃极压剂的活性硫的含量为38.5%，40℃运动粘度小于39mm²/s。

3. 根据权利要求1所述环境友好型钢丝拉拔润滑剂的浓缩液，其特征在于，所述水溶性防锈剂中触变型磺酸钙防锈剂和水性无灰防锈剂两者的混合比例按重量百分比为：触变型磺酸钙防锈剂80%、水性无灰防锈剂20%，其中所述触变型磺酸钙防锈剂是水溶型单剂，固体含量46%，25℃时粘度为35000cPs，稀释剂为水；所述水性无灰防锈剂是有机聚羧酸，50%自由酸，50%水，分子量468.6。

4. 使用权利要求1或2或3所述的浓缩液制备环境友好型钢丝拉拔润滑剂的方法，其特征在于，具体操作步骤如下：

1）制备油基A中间产品：在基础油中加入极压抗磨剂中的水分散支链化丁二酸酯，加热至85-95℃后，待完全溶解后搅拌10-12min，降温至68-70℃，依次加入乳化剂、极压抗磨剂中的超碱值合成磺酸钙和高活性的硫化烯烃、消泡剂，待完全溶解后继续搅拌15-20min，温度保持在70℃±2℃，加入碱储备剂保温搅拌10-15min，待完全溶解后降温至40-50℃保温，备用；

2）水基B中间产品的制备方法：在蒸馏水中依次加入水溶性防锈剂，加热至70-80℃后，待完全溶解后搅拌10-15min，降温至40-50℃保温，备用；

3）将步骤2）中预制好的水基B中间产品以10-12L/min速度缓慢投入步骤1）中预制好的油基A中间产品中，通过以800-850转/min速度高速搅拌，使其乳化成半流体状均匀油膏，即得中间产品C，在中间产品C中加入偶合剂，待其中和均匀后，加入杀菌剂，搅拌均匀即得浓缩液；

4）使用时步骤3）中所得浓缩液与外加自来水按体积百分比5%-7%混合，搅拌均匀即为润滑剂产品。