CN107573991A - 一种极压抗磨且易分散的铜拉丝油及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种极压抗磨且易分散的铜拉丝油，包括基础油、乳化剂、防腐剂和极压抗磨抗氧化复合剂，其中基础油、乳化剂、极压抗磨抗氧化复合剂、防腐剂的质量比为80‑90％﹕3‑8％﹕3‑8％﹕1‑3％。本发明还公开了该铜拉丝油的制备方法。该铜拉丝油具有较好的极压抗磨性能，且具有极佳的储存稳定性。

Description

一种极压抗磨且易分散的铜拉丝油及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种极压抗磨且易分散的铜拉丝油，本发明还涉及该铜拉丝油的制备方法。

背景技术

铜线(丝)是电力行业输送电的主要传输导线，通常由拉拔工艺，将直径较大的铜杆通过模具孔隙，在外力作用下拉拔，使其截面积缩小形成所需直径的线、丝材。在铜拉丝过程中，拉丝速度高达800-3000m/min，胚料的变形量很大，摩擦磨损现象严重，导致模具升温迅速，并且易造成断丝现象。因此，要求铜拉丝油既要有优异的润滑性，又要有良好的极压抗磨及防锈防腐效果。现有的铜拉丝油主要有三大类型，第一类是肥皂水类铜拉丝油，其具有一定的润滑作用，但肥皂水的润滑、极压抗磨作用不强而易使产品及模具损坏。而且肥皂水的碱性较重，使拉制的产品易氧化变色，影响成品的质量。第二类是不含极压抗磨剂，以矿物油(或矿物油加植物油)为主，并加入少量的乳化剂、防锈防腐剂和消泡剂。该类铜拉丝油的润滑和防锈性能较好，但极压抗磨性能不够，在铜拉丝过程中，摩擦磨损现象严重，导致电线易断丝有划痕，模具升温迅速，易受损伤。第三类是在第二类铜拉丝油的基础上，加入少量的稀土、石墨类的抗磨粉体，如CN103614222A中聚乙烯醇、纳米氮化铝粉末、CN104004572A中石墨烯及硅烷偶联剂等。虽然提高了铜拉丝油的抗磨性能，但是抗磨粉体均是难溶于油或水中，使用时易沉淀分层，影响使用效能。铜拉丝油中的润滑剂多采用矿物油(基础油)或低粘度的白油，然而矿物油(基础油)或低粘度的白油工艺流程繁琐，生产成本高，直接导致铜拉丝油成本高。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种极压抗磨且易分散的铜拉丝油，其具有较好的极压抗磨性能，且具有极佳的储存稳定性。

本发明的第一个目的是通过以下技术方案来实现：一种极压抗磨且易分散的铜拉丝油，主要含有以下质量百分比的组分：基础油﹕乳化剂﹕极压抗磨抗氧化复合剂﹕防腐剂＝80-90％﹕3-8％﹕3-8％﹕1-3％。

所述极压抗磨抗氧化复合剂，主要含有以下质量百分比的组分：硼化物15-30％，碱6-15％，溶剂10-20％，高碱值磺酸盐极压剂40-60％，分散剂3-10％，磷酸酯类化合物3-10％。

高碱值磺酸盐极压剂中的碱性组分、碱在100℃的温度下与硼化物反应，生成硼酸盐，将其溶解在溶剂中。该硼酸盐具有良好的极压抗磨、抗氧化性能，再加入分散剂使硼酸盐均匀、稳定地分散在油中。磷酸酯类化合物是一种与硼酸盐有很好的相互促进相辅相成的极压添加剂，有助于提高硼酸盐的极压抗磨性。

所述的硼化物可为硼酸或偏硼酸。

所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种。

所述的溶剂为航煤和120号溶剂油中的一种或两种。

所述的高碱值磺酸盐极压剂为钙盐和钠盐中的一种或两种。

所述的分散剂为单丁二酰亚胺和双丁二酰亚胺中的一种或两种。

所述的磷酸酯类化合物为磷酸三甲酚酯、磷酸三苯酯、亚磷酸二正丁酯和亚磷酸三异丙酯中的一种或两种。

用于铜拉丝油的极压抗磨抗氧化复合剂制备方法，将计量的硼化物、碱、溶剂和高碱值磺酸盐极压剂加入到调和釜中，加热到100℃并搅拌2-3小时，生成具有良好极压抗磨减摩性、氧化安定性和优异防锈抗腐蚀性、在高温下对铜无腐蚀并且无毒无味的硼酸盐后，加入分散剂和磷酸酯类化合物，充分搅拌成澄清透明液即得。

所述基础油为原油经过蒸馏、糠醛精制、酮苯脱蜡所得的减二线脱蜡油。其性能要求为凝点(度)在-5度至-22度范围，溶剂含量：不大于0.5％(质量分数)。减二线脱蜡油生产工艺比矿物油或白油简单，价格也低，从而能大大降低铜拉丝油成本。

所述乳化剂为石油磺酸钠，它既是乳化剂又是优良的防锈剂，并且油溶性好，与减二线脱蜡油相溶性也好。

所述防腐剂为苯并三氮唑，用作铜金属的防锈剂与缓蚀剂。

本发明第二个目的是提供上述铜拉丝油的制备方法。

具体通过以下技术方案来实现：一种极压抗磨且易分散的铜拉丝油的制备方法：将基础油加入调合釜并加热至50～60℃，然后分别加入乳化剂、极压抗磨抗氧化复合剂、防腐剂，搅拌30～40分钟后，冷却、过滤即可。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1.本发明提供的极压抗磨抗氧化复合剂与基础油、乳化剂、防腐剂混合制成铜拉丝油，呈澄清透明稳定均匀油状液。经广州电缆厂、江门三阜电线厂等使用证实，与现有的第一类铜拉丝油相比，具有润滑性好，而且由于呈中性，使拉制的铜丝(线)产品不易氧化变色；与第二类铜拉丝油相比，增加了良好的极压抗磨性能，在拉丝过程中，电线断丝、模具升温迅速并且易损伤的现象大大降低；与第三类铜拉丝油相比，表现出与基础油良好的相溶性，所以具有极佳储存稳定性，使用时不易沉淀分层，效果更理想。

2.本发明的添加剂主要原材料如硼化物、碱和溶剂等因价格低廉，而且整剂自配，所以成本较低。

具体实施方式

以下通过实施例更加详细地阐述本发明内容，但是下述实施例只是用于对本发明的内容进行阐述，而不是限制，因此在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。

实施例一：

极压抗磨抗氧化复合剂：

硼酸 19％

氢氧化钾 8％

120号溶剂油 20％

高碱值磺酸钠盐极压剂 45％

单丁二酰亚胺 3％

磷酸三苯酯 5％

将计量准确的硼酸、氢氧化钾、120号溶剂油、高碱值磺酸钠盐极压剂加入到调和釜中，加热到100度并搅拌2小时，生成具有良好极压抗磨减摩性、氧化安定性和优异防锈抗腐蚀性、在高温下对铜无腐蚀并且无毒无味的硼酸盐。再加入单丁二酰亚胺、磷酸三苯酯，充分搅拌30分钟成澄清透明液即得极压抗磨且易分散的极压抗磨抗氧化复合剂。

将此制得的极压抗磨抗氧化复合剂与基础油减二线脱蜡油、乳化剂石油磺酸钠和防腐剂苯并三氮唑按以下质量百分比调制成铜拉丝油：极压抗磨抗氧化复合剂﹕基础油减二线脱蜡油﹕乳化剂石油磺酸钠﹕防腐剂苯并三氮唑＝3％﹕89％﹕5％﹕3％。将减二线脱蜡油加入调合釜并加热至60℃，然后分别加入乳化剂、极压抗磨抗氧化复合剂和防腐剂，搅拌40分钟后，冷却、过滤即可。

制成的铜拉丝油效果评定如下表：

实施例二：

极压抗磨抗氧化复合剂：

硼酸 23％

氢氧化钠 13％

航煤 15％

高碱值磺酸钙盐极压剂 41％

双丁二酰亚胺 5％

磷酸三甲酚酯 3％。

将计量准确的硼酸、氢氧化钠、航煤、高碱值磺酸钙盐极压剂加入到调和釜中，加热到100度并搅拌2小时，生成具有良好极压抗磨减摩性、氧化安定性和优异防锈抗腐蚀性、在高温下对铜无腐蚀并且无毒无味的硼酸盐。再加入双丁二酰亚胺、磷酸三甲酚酯，充分搅拌30分钟成澄清透明液即得极压抗磨且易分散的极压抗磨抗氧化复合剂。

将此制得的极压抗磨抗氧化复合剂与基础油减二线脱蜡油、乳化剂石油磺酸钠和防腐剂苯并三氮唑按以下质量百分比调制成铜拉丝油：极压抗磨抗氧化复合剂﹕基础油减二线脱蜡油﹕乳化剂石油磺酸钠﹕防腐剂苯并三氮唑＝3.5％﹕88％﹕7％﹕2.5％。将减二线脱蜡油加入调合釜并加热至60℃，然后分别加入乳化剂、极压抗磨抗氧化复合剂和防腐剂，搅拌40分钟后，冷却、过滤即可。

制成的铜拉丝油效果评定如下表：

实施例三：

极压抗磨抗氧化复合剂：

硼酸 15％

氢氧化钾 6％

航煤 19％

高碱值磺酸钠盐极压剂 50％

单丁二酰亚胺 7％

磷酸三甲酚酯 3％

将计量准确的硼酸、氢氧化钾、航煤、高碱值磺酸钠盐极压剂加入到调和釜中，加热到100度并搅拌2小时，生成具有良好极压抗磨减摩性、氧化安定性和优异防锈抗腐蚀性、在高温下对铜无腐蚀并且无毒无味的硼酸盐。再加入单丁二酰亚胺、磷酸三甲酚酯，充分搅拌30分钟成澄清透明液即得极压抗磨且易分散的添加剂。

将此制得的添加剂与基础油减二线脱蜡油、乳化剂石油磺酸钠和防腐剂苯并三氮唑按以下质量百分比调制成铜拉丝油：极压抗磨抗氧化复合剂﹕基础油减二线脱蜡油﹕乳化剂石油磺酸钠﹕防腐剂苯并三氮唑＝5％﹕85％﹕8％﹕2％。将减二线脱蜡油加入调合釜并加热至55℃，然后分别加入乳化剂、极压抗磨抗氧化复合剂和防腐剂，搅拌35分钟后，冷却、过滤即可。

制成的铜拉丝油效果评定如下表：

实施例四：

极压抗磨抗氧化复合剂：

硼酸 19％

氢氧化钠 8％

120号溶剂油 20％

高碱值磺酸钠盐极压剂 45％

双丁二酰亚胺 3％

磷酸三苯酯 5％

将计量准确的硼酸、氢氧化钠、120号溶剂油、高碱值磺酸钠盐极压剂加入到调和釜中，加热到100度并搅拌2小时，生成具有良好极压抗磨减摩性、氧化安定性和优异防锈抗腐蚀性、在高温下对铜无腐蚀并且无毒无味的硼酸盐。再加入双丁二酰亚胺和磷酸三苯酯，充分搅拌30分钟成澄清透明液即得极压抗磨且易分散的极压抗磨抗氧化复合剂。

将此制得的极压抗磨抗氧化复合剂与基础油减二线脱蜡油、乳化剂石油磺酸钠和防腐剂苯并三氮唑按以下质量百分比调制成铜拉丝油：极压抗磨抗氧化复合剂﹕基础油减二线脱蜡油﹕乳化剂石油磺酸钠﹕防腐剂苯并三氮唑＝4％﹕86％﹕7％﹕3％。将减二线脱蜡油加入调合釜并加热至60℃，然后分别加入乳化剂、极压抗磨抗氧化复合剂和防腐剂，搅拌40分钟后，冷却、过滤即可。

制成的铜拉丝油效果评定如下表：

实施例五：

极压抗磨抗氧化复合剂：

硼酸 23％

氢氧化钾 13％

航煤 15％

高碱值磺酸钙盐极压剂 41％

双丁二酰亚胺 5％

磷酸三甲酚酯 3％

将计量准确的硼酸、氢氧化钾、航煤、高碱值磺酸钙盐极压剂加入到调和釜中，加热到100度并搅拌2小时，生成具有良好极压抗磨减摩性、氧化安定性和优异防锈抗腐蚀性、在高温下对铜无腐蚀并且无毒无味的硼酸盐。再加入双丁二酰亚胺、磷酸三甲酚酯，充分搅拌30分钟成澄清透明液即得极压抗磨且易分散的极压抗磨抗氧化复合剂。

将此制得的极压抗磨抗氧化复合剂与基础油基础油减二线脱蜡油、乳化剂石油磺酸钠和防腐剂苯并三氮唑按以下质量百分比调制成铜拉丝油：极压抗磨抗氧化复合剂﹕基础油减二线脱蜡油﹕乳化剂石油磺酸钠﹕防腐剂苯并三氮唑＝4.5％﹕89％﹕3.5％﹕3％。将减二线脱蜡油加入调合釜并加热至60℃，然后分别加入乳化剂、极压抗磨抗氧化复合剂和防腐剂，搅拌40分钟后，冷却、过滤即可。

制成的铜拉丝油效果评定如下表：

实施例六：

极压抗磨抗氧化复合剂：

偏硼酸 19％

氢氧化钠 8％

航煤 20％

高碱值磺酸钙盐极压剂 45％

单丁二酰亚胺 3％

磷酸三甲酚酯 5％

将计量准确的偏硼酸、氢氧化钠、航煤、高碱值磺酸钙盐极压剂加入到调和釜中，加热到100度并搅拌2小时，生成具有良好极压抗磨减摩性、氧化安定性和优异防锈抗腐蚀性、在高温下对铜无腐蚀并且无毒无味的硼酸盐。再加入单丁二酰亚胺和磷酸三甲酚酯，充分搅拌30分钟成澄清透明液即得极压抗磨且易分散的极压抗磨抗氧化复合剂。

将此制得的极压抗磨抗氧化复合剂与基础油减二线脱蜡油、乳化剂石油磺酸钠和防腐剂苯并三氮唑按以下质量百分比调制成铜拉丝油：极压抗磨抗氧化复合剂﹕基础油减二线脱蜡油﹕乳化剂石油磺酸钠﹕防腐剂苯并三氮唑＝3％﹕88％﹕8％﹕1％。将减二线脱蜡油加入调合釜并加热至50℃，然后分别加入乳化剂、极压抗磨抗氧化复合剂和防腐剂，搅拌35分钟后，冷却、过滤即可。

制成的铜拉丝油效果评定如下表：

实施例七：

极压抗磨抗氧化复合剂：

偏硼酸 23％

氢氧化钾 13％

120号溶剂油 15％

高碱值磺酸钙盐极压剂 41％

单丁二酰亚胺 5％

磷酸三甲酚酯 3％

将计量准确的偏硼酸、氢氧化钾、120号溶剂油、高碱值磺酸钙盐极压剂加入到调和釜中，加热到100度并搅拌2小时，生成具有良好极压抗磨减摩性、氧化安定性和优异防锈抗腐蚀性、在高温下对铜无腐蚀并且无毒无味的硼酸盐。再加入单丁二酰亚胺和磷酸三甲酚酯，充分搅拌30分钟成澄清透明液即得极压抗磨且易分散的极压抗磨抗氧化复合剂。

将此制得的极压抗磨抗氧化复合剂与基础油减二线脱蜡油、乳化剂石油磺酸钠和防腐剂苯并三氮唑按以下质量百分比调制成铜拉丝油：极压抗磨抗氧化复合剂﹕基础油减二线脱蜡油﹕乳化剂石油磺酸钠﹕防腐剂苯并三氮唑＝4％﹕86％﹕8％﹕2％。将减二线脱蜡油加入调合釜并加热至60℃，然后分别加入乳化剂、极压抗磨抗氧化复合剂和防腐剂，搅拌40分钟后，冷却、过滤即可。

制成的铜拉丝油效果评定如下表：

实施例八：

极压抗磨抗氧化复合剂：

偏硼酸 15％

氢氧化钠 6％

120号溶剂油 19％

高碱值磺酸钠盐极压剂 50％

双丁二酰亚胺 7％

磷酸三苯酯 3％

将计量准确的偏硼酸、氢氧化钠、120号溶剂油、高碱值磺酸钠盐极压剂加入到调和釜中，加热到100度并搅拌2小时，生成具有良好极压抗磨减摩性、氧化安定性和优异防锈抗腐蚀性、在高温下对铜无腐蚀并且无毒无味的硼酸盐。再加入双丁二酰亚胺和磷酸三苯酯，充分搅拌30分钟成澄清透明液即得极压抗磨且易分散的极压抗磨抗氧化复合剂。

将此制得的极压抗磨抗氧化复合剂与基础油减二线脱蜡油、乳化剂石油磺酸钠和防腐剂苯并三氮唑按以下质量百分比调制成铜拉丝油：极压抗磨抗氧化复合剂﹕基础油减二线脱蜡油﹕乳化剂石油磺酸钠﹕防腐剂苯并三氮唑＝5％﹕86％﹕6％﹕3％。将减二线脱蜡油加入调合釜并加热至55℃，然后分别加入乳化剂、极压抗磨抗氧化复合剂和防腐剂，搅拌35分钟后，冷却、过滤即可。

制成的铜拉丝油效果评定如下表：

实施例九：

极压抗磨抗氧化复合剂：

偏硼酸 23％

氢氧化钾 13％

航煤 15％

高碱值磺酸钙盐极压剂 41％

双丁二酰亚胺 5％

磷酸三苯酯 3％

将计量准确的偏硼酸、氢氧化钾、航煤、高碱值磺酸钙盐极压剂加入到调和釜中，加热到100度并搅拌2小时，生成具有良好极压抗磨减摩性、氧化安定性和优异防锈抗腐蚀性、在高温下对铜无腐蚀并且无毒无味的硼酸盐。再加入双丁二酰亚胺和磷酸三苯酯，充分搅拌30分钟成澄清透明液即得极压抗磨且易分散的添加剂。

将此制得的极压抗磨抗氧化复合剂与基础油减二线脱蜡油、乳化剂石油磺酸钠和防腐剂苯并三氮唑按以下质量百分比调制成铜拉丝油：极压抗磨抗氧化复合剂﹕基础油减二线脱蜡油﹕乳化剂石油磺酸钠﹕防腐剂苯并三氮唑＝4.5％﹕86％﹕8％﹕1.5％。将减二线脱蜡油加入调合釜并加热至60℃，然后分别加入乳化剂、极压抗磨抗氧化复合剂和防腐剂，搅拌30分钟后，冷却、过滤即可。

制成的铜拉丝油效果评定如下表：

Claims (10)

1.一种极压抗磨且易分散的铜拉丝油，包括基础油、乳化剂和防腐剂，其特征是，还包括极压抗磨抗氧化复合剂，其中基础油、乳化剂、极压抗磨抗氧化复合剂、防腐剂的质量比为80-90％﹕3-8％﹕3-8％﹕1-3％。

2.根据权利要求1所述的极压抗磨且易分散的铜拉丝油，其特征是，所述极压抗磨抗氧化复合剂主要包含以下质量百分比的组分：硼化物15-30％，碱6-15％，溶剂10-20％，高碱值磺酸盐极压剂40-60％，分散剂3-10％，磷酸酯类化合物3-10％。

3.根据权利要求2所述的用于铜拉丝油的极压抗磨抗氧化复合剂，其特征是，所述的硼化物为硼酸或偏硼酸。

4.根据权利要求2所述的用于铜拉丝油的极压抗磨抗氧化复合剂，其特征是，所述的碱为氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或两种。

5.根据权利要求2所述的用于铜拉丝油的极压抗磨抗氧化复合剂，其特征是，所述的溶剂为航煤和120号溶剂油中的一种或两种。

6.根据权利要求2所述的用于铜拉丝油的极压抗磨抗氧化复合剂，其特征是，所述的高碱值磺酸盐极压剂为钙盐和钠盐中的一种或两种。

7.根据权利要求2所述的用于铜拉丝油的极压抗磨抗氧化复合剂，其特征是，所述的分散剂为单丁二酰亚胺和双丁二酰亚胺中的一种或两种。

8.根据权利要求2所述的用于铜拉丝油的极压抗磨抗氧化复合剂，其特征是，所述的磷酸酯类化合物为磷酸三甲酚酯、磷酸三苯酯、亚磷酸二正丁酯和亚磷酸三异丙酯中的一种或两种。

9.根据权利要求1-8任一项所述的用于铜拉丝油的极压抗磨抗氧化复合剂，其特征是，所述基础油为原油经过蒸馏、糠醛精制和酮苯脱蜡所得的减二线脱蜡油，其性能要求为凝点在-5度至-22度范围，溶剂的质量分数不大于0.5％；所述乳化剂为石油磺酸钠；所述防腐剂为苯并三氮唑。

10.权利要求1-9任一项所述极压抗磨且易分散的铜拉丝油的制备方法，其特征是，将基础油加入调合釜并加热至50～60℃，然后分别加入乳化剂、极压抗磨抗氧化复合剂、防腐剂，搅拌30～40分钟后，冷却、过滤即可。