CN109233965A - 一种钢帘线湿拉润滑剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢帘线湿拉润滑剂及其制备方法，包括如下以重量计算的制备原料：乙二胺羧酸酯：5～10％，摩擦特性改进剂：12～22％，抗磨防霉剂：3～6％，偶合剂：12～18％，油性剂单体：4～8％，防锈粘附反应单体：0.6～1.2％，工作液改良剂：0.5～1.0％，余量的去离子水。与现有技术相比，本发明制备的润滑剂具有昂贵的进口润滑剂如法国SUPERSOL ADM U V2产品的应用属性，最佳润滑性能周期长、生产稳定、耐高压、高温，钢帘线与橡胶的粘合力高，冷却效果好、低的泡沫倾向、无异味、不含矿物油可以生物降解，主要应用于钢帘线以及切割钢丝的湿式拉拔，取代进口，降低成本，满足行业的实际需要、提升行业战略安全，提高企业经济效益。

Description

一种钢帘线湿拉润滑剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及润滑剂领域，尤其涉及一种钢帘线湿拉润滑剂及其制备方法。

背景技术

钢帘线是用优质高碳钢制成的表面镀有黄铜、且具有特殊用途的细规格钢丝的股或绳。主要用于轿车轮胎、轻型卡车轮胎、载重型卡车轮胎、工程机械车轮胎和飞机轮胎及其它橡胶制品骨架材料。采用钢帘线作为增强材料所制作的子午线轮胎具有使用寿命长、行驶速度快、耐穿刺、弹性好、安全舒适、节约燃料等优点。汽车行业上子午线轮胎的迅猛发展导致其主要骨架材料钢帘线的需求量急剧增加，行业前景向好。

钢帘线生产的湿拉阶段是钢帘线生产的关键工艺，它需要大量的高品质和高可靠性的湿拉润滑剂工作液来完成拉拔过程。随着钢帘线的品种越来越多，质量要求越来越严格，对湿拉润滑剂的性能就提出了更高的要求。目前，我国钢帘线行业广泛使用的几款进口湿拉润滑剂综合性能较好，但价格较高。因此开发出一种综合性能好，价格适中的湿拉润滑剂具有十分重要的意义。

目前国内也有一些对于相关类似用途润滑剂的专利研究，但是存在一些问题，具体如下：

中国专利CN102559351B公开了一种汽车子午线轮胎钢帘线湿拉润滑剂，其中油性剂采用油酸三乙醇胺皂，油酸三乙醇胺酯，油酸二乙醇酰胺以及蓖麻油的混合物，但油酸的乙醇胺皂(酯)是一种普通油性剂，它的抗氧化安定不理想，将明显降低工作液的最佳润滑性能周期；极压抗磨剂采用硫磷丁辛伯烷基锌盐(T202)，它是一种油溶性极压抗磨剂，在湿拉工艺中容易水解产生硫化物和过量锌离子，硫化物会腐蚀钢帘线的镀铜层使产品缺陷，过量的锌离子会产生更多复盐造成较多的废渣排放。

中国专利CN101993770A公开了一种用于高速拉丝的润滑剂及其制备方法，其中表面活性剂采用的阴离子表面活性剂C10～18的脂肪酸皂，这样容易生成铜皂，导致拉丝过程中钢丝表面不清洁，从而影响后续加工；采用乙二胺四乙酸二钠(EDTA)螯合剂，将会使有效的锌和磷离子浓度降低，缩短工作液的维护周期；采用硅酮类消泡剂，它难以生物降解，加大废液处理难度和成本。

中国专利CN105886075A公布了一种拉丝润滑剂及其制备方法，其中基础油采用动物油脂、植物油脂和清洗煤油的混合物，而清洗煤油是易挥发有气味的烃类，会影响车间环境；极压剂采用了传统的氯化石蜡，在湿拉工艺中容易水解，产生的HCl会对工作液循环系统和钢帘线造成腐蚀，也加大了废液处理成本和难度；还采用了独立的抗氧化剂双十二碳醇酯、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚和对苯二胺的混合物，而这些油溶性的抗氧化剂并不能在湿拉工艺中发挥作用，无辜增加了制造成本。

研制出一种能够具有与进口润滑剂同样优异的属性性能，且可生物降解，环保、低成本的湿拉润滑剂意义非凡。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术中所存在的问题，本发明提出了一种钢帘线湿拉润滑剂及其制备方法，制备而成的润滑剂性能稳定、价格适中、完全可以取代进口的钢帘线湿拉润滑剂。

技术方案：为达以上目的，本发明采取以下技术方案：一种钢帘线湿拉润滑剂，包括如下以重量计算的制备原料：乙二胺羧酸酯：5～10％，摩擦特性改进剂：12～22％，抗磨防霉剂：3～6％，偶合剂：12～18％，油性剂单体：4～8％，防锈粘附反应单体：0.6～1.2％，工作液改良剂：0.5～1.0％，余量的去离子水。

更为优选的，所述乙二胺羧酸酯为乙二胺亚麻油酸酯、乙二胺棕榈油酸酯、乙二胺二聚酸酯其中两种的混合物。乙二胺的亚麻油酸酯、棕榈油酸酯、二聚酸酯，他们均具有非常好的抗氧化和抗低温特性，也是本发明中参与反应的主要材料的一类，可有效延长拉丝液的过劳化周期和提高缓蚀性能。

所述摩擦特性改进剂为油醇聚氧乙烯(3)醚磷酸酯、油醇聚氧乙烯(5)醚磷酸酯、油醇聚氧乙烯(7)醚磷酸酯中的一种或两种与二乙醇胺磷酸酯、二乙醇胺肌醇六磷酸酯中的一种的混合物。该混合物具有优异的油性、极压性能和适度的界面张力，况且低泡、低磷，也是本发明中参与反应的主要材料的一类，配合其他功能单体，赋予拉丝液特定的摩擦行为特性和浮游性能，同时保持HLB的平衡，确保拉丝液的长效运行，也是废液处理变得容易。

其中所述油醇聚氧乙烯(3)醚磷酸酯、油醇聚氧乙烯(5)醚磷酸酯、油醇聚氧乙烯(7)醚磷酸酯中的油醇为动物油醇或植物油醇。

更进一步的，所述油醇为9-正十八碳烯醇，其结构式为：

所述抗磨防霉剂为蓖麻油硼酸酯、聚乙二醇硼酸酯、三乙醇胺硼酸酯中的一种。该类优选材料是保证本发明产品具备长效极压润滑性和生物稳定性不可或缺的硼系防霉润滑添加剂，同时不需要单独的杀菌防霉剂，充分降低了废液的处理难度。

所述偶合剂为甘油与2-甲基-2,4-戊二醇(MPD)的混合物。其中，甘油具有较低的摩擦系数和适度的耦合作用，2-甲基-2,4-戊二醇(MPD)易溶于脂肪族和芳香族碳氢化合物，以及如水、醇和脂肪酸等极性物质中，是典型的高性能偶合剂和拟泡剂，两者结合使用，充分满足本发明产品的稳定性和低泡倾向。

所述油性剂单体为红花籽油、油醇、精制蓖麻油中的一种。该类材料是完全可以生物降解的优选组分，在保证有效润滑的状态下，降低废液的处理成本。

所述防锈粘附反应单体为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、巯基苯并噻唑中的一种。需要说明的是，该类优选材料和乙二胺羧酸酯、油醇醚磷酸酯之间有条件性缩合反应，主要表征类产物为1-羟基苯三唑磷酸酯乙二胺盐，它具有防锈、改变金属界面特性的双重作用，可使成品钢帘线与橡胶具有高的粘合力。

所述工作改良剂为鱼鳔胶、黄原胶、琼脂中的一种。该类优选材料均具备增粘和胶体稳定的特性，一是保持润滑剂的储存稳定性，二是增加拉丝工作液的粘度、提高拉丝工作液在钢丝表面的附着量，使进入模具的润滑剂保持充裕，有效提高整体润滑性，降低模具损耗。

本发明还公开了上述钢帘线湿拉润滑剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)首先在反应器中加入去离子水，然后依次加入防锈粘附反应单体和工作液改良剂，搅拌升温到75-80℃，使其胀溶分散彻底；

(2)依次加入乙二胺羧酸酯和摩擦特性改进剂，充氮恒压到45-55KPa，于85～90℃反应60min；

(3)释放反应压力到常压，依次加入抗磨防霉剂、油性剂单体、偶合剂，维持70-75℃分散45min；

(4)分散完成后停止搅拌，静止降温到≤40℃，再经5μm过滤介质过滤后得所需润滑剂。

有益效果：本发明提供的一种钢帘线湿拉润滑剂及其制备方法备的润滑剂具有昂贵的进口润滑剂如法国SUPERSOL ADM U V2产品的应用属性，最佳润滑性能周期长、生产稳定、耐高压、高温，钢帘线与橡胶的粘合力高，冷却效果好、低的泡沫倾向、无异味、不含矿物油可以生物降解，主要应用于钢帘线以及切割钢丝的湿式拉拔，取代进口，降低成本，满足行业的实际需要、提升行业战略安全，提高企业经济效益。

具体实施方式

实施例1-3所使用的去离子水的电导率＜0.5μs/cm。

实施例1：

在反应器中首先加入去离子水467kg，然后加入巯基苯并噻唑10kg和琼脂8kg，搅拌升温到75-80℃，使其胀溶分散彻底；依次加入油醇聚氧乙烯(3)醚磷酸酯50kg、油醇聚氧乙烯(7)醚磷酸酯50kg，乙二胺亚麻油酸酯25公斤、乙二胺棕榈油酸酯25公斤、二乙醇胺肌醇六磷酸酯110kg，然后充氮恒压到50±5kPa，于85～90℃反应60min；释放反应压力到常压，依次加入聚乙二醇硼酸酯50kg、油醇55kg、甘油140kg和2-甲基-2,4-戊二醇(MPD)10kg，维持70-75℃分散45min；停止搅拌，静止降温到≤40℃，再经5μm过滤介质过滤后得所需润滑剂。

实施例2：

在反应器中首先加入去离子水471kg，然后加入甲基苯并三氮唑12kg和黄原胶5kg，搅拌升温到75-80℃，使其胀溶分散彻底；依次加入油醇聚氧乙烯(3)醚磷酸酯75kg、油醇聚氧乙烯(7)醚磷酸酯25kg，乙二胺亚麻油酸酯25公斤、乙二胺二聚酸酯25公斤、二乙醇胺磷酸酯100kg、然后充氮恒压到50±5kPa，于85～90℃反应60min；释放反应压力到常压，依次加入蓖麻油硼酸酯55kg、红花籽油50kg、甘油150kg和2-甲基-2,4-戊二醇(MPD)7kg，维持70-75℃分散45min；停止搅拌，静止降温到≤40℃，再经5μm过滤介质过滤后得所需润滑剂。

实施例3：

在反应器中首先加入去离子水473kg，然后加入苯并三氮唑11kg和鱼鳔胶5kg，搅拌升温到75-80℃，使其胀溶分散彻底；依次加入油醇聚氧乙烯(5)醚磷酸酯105kg，乙二胺棕榈油酸酯25公斤、乙二胺二聚酸酯25公斤、二乙醇胺磷酸酯100kg，然后充氮恒压到50±5kPa，于85～90℃反应60min；释放反应压力到常压，依次加入三乙醇胺硼酸酯40kg、精制蓖麻油60kg、甘油150kg和2-甲基-2,4-戊二醇(MPD)6kg，维持70-75℃分散45min；停止搅拌，静止降温到≤40℃，再经5μm过滤介质过滤后得所需润滑剂。

对实施例1-3制备的润滑剂与法国SUPERSOL ADM U V2润滑剂产品进行各性能测试，测试方法如下：

测试结果如表1所示：

表1实施例与进口润滑剂法国SUPERSOL ADM U V2产品性能对比

从表1的数据可以看出，本发明实施例1-3制备的一种钢帘线湿拉润滑剂各理化指标与法国的ADM U V2几乎相近，功能元素含量也基本持平；承载能力数据明显好于法国的ADM U V2，其中实施例1的PB值和PD值分别高于法国的ADM U V2两个级别和一个级别；腐蚀试验数据和法国的ADM U V2表现一致。本发明的钢帘线湿拉润滑剂和全球知名品牌法国的SUPERSOL ADM U V2产品性能相当，综合性能表现良好，可以替代进口，满足钢帘线行业的实际需要，同时有效降低了成本，提高经济效益。

Claims (10)

1.一种钢帘线湿拉润滑剂，其特征在于包括如下以重量计算的制备原料：乙二胺羧酸酯：5～10％，摩擦特性改进剂：12～22％，抗磨防霉剂：3～6％，偶合剂：12～18％，油性剂单体：4～8％，防锈粘附反应单体：0.6～1.2％，工作液改良剂：0.5～1.0％，余量的去离子水。

2.根据权利要求1所述的钢帘线湿拉润滑剂，其特征在于：所述乙二胺羧酸酯为乙二胺亚麻油酸酯、乙二胺棕榈油酸酯、乙二胺二聚酸酯其中两种的混合物。

3.根据权利要求1所述的钢帘线湿拉润滑剂，其特征在于：所述摩擦特性改进剂为油醇聚氧乙烯(3)醚磷酸酯、油醇聚氧乙烯(5)醚磷酸酯、油醇聚氧乙烯(7)醚磷酸酯中的一种或两种与二乙醇胺磷酸酯、二乙醇胺肌醇六磷酸酯中的一种的混合物；其中所述油醇聚氧乙烯(3)醚磷酸酯、油醇聚氧乙烯(5)醚磷酸酯、油醇聚氧乙烯(7)醚磷酸酯中的油醇为动物油醇或植物油醇。

4.根据权利要求3所述的钢帘线湿拉润滑剂，其特征在于：所述油醇为9-正十八碳烯醇，其结构式为：

5.根据权利要求1所述的钢帘线湿拉润滑剂，其特征在于：所述抗磨防霉剂为蓖麻油硼酸酯、聚乙二醇硼酸酯、三乙醇胺硼酸酯中的一种。

6.根据权利要求1所述的钢帘线湿拉润滑剂，其特征在于：所述偶合剂为甘油与2-甲基-2,4-戊二醇(MPD)的混合物。

7.根据权利要求1所述的钢帘线湿拉润滑剂，其特征在于：所述油性剂单体为红花籽油、油醇、精制蓖麻油中的一种。

8.根据权利要求1所述的钢帘线湿拉润滑剂，其特征在于：所述的防锈粘附反应单体为为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、巯基苯并噻唑中的一种。

9.根据权利要求1所述的钢帘线湿拉润滑剂，其特征在于：所述工作改良剂为鱼鳔胶、黄原胶、琼脂中的一种。

10.如权利要求1所述的钢帘线湿拉润滑剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)首先在反应器中加入去离子水，然后依次加入防锈粘附反应单体和工作液改良剂，搅拌升温到75-80℃，使其胀溶分散彻底；

(2)依次加入乙二胺羧酸酯和摩擦特性改进剂，充氮恒压到45-55KPa，于85～90℃反应60min；

(3)释放反应压力到常压，依次加入抗磨防霉剂、油性剂单体、偶合剂，维持70-75℃分散45min；

(4)分散完成后停止搅拌，静止降温到≤40℃，再经5μm过滤介质过滤后得所需润滑剂。