CN111117756B - 一种轮胎装配用无痕水性润滑液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轮胎装配用无痕水性润滑液及其制备方法，属于润滑材料技术领域。本发明提供的轮胎装配用无痕水性润滑液，原料的重量百分比为：水溶性聚合物2～5%、增稠剂2～3%、表面活性剂2～3%、杀菌剂0.3～0.5%、润湿剂2～5%、流平剂2～5%、防锈剂0.3～1.0%、铝缓蚀剂0.3～1.0%、余量为去离子水。本发明所述润滑液不使用基础矿物油和油性剂，在轮胎装配使用过程中，不仅能提供良好的润滑性和对铝合金轮辋的防护功能，而且具有更高的橡胶相容性，干后不会在接触面留下白色痕迹，制备工艺简单。

Description

一种轮胎装配用无痕水性润滑液及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种轮胎装配用无痕水性润滑液及其制备方法，属于润滑材料技术领域。
背景技术
轮胎是汽车三大易耗成品之一，作为汽车的重要组成部分，是汽车与地面接触的唯一媒介，其主要功能是支撑汽车负荷，保证车轮和路面的附着力；同时还具有缓和冲击和隔震降噪等功能，防止汽车零部件受到剧烈震动和早期损坏，保证行驶的安全性、操纵稳定性、舒适性等。
高速公路的普及和汽车工业的发展对轮胎的需求量越来越多，许多汽车生产企业大都采用自动化车轮装配模式来提高生产效率，轮胎组装的难易程度将直接影响生产效率。实际生产过程中装胎困难的一个主要原因是轮胎与轮辋间摩擦力较大，而润滑对轮胎装配工艺有非常重要的作用，可以减少轮胎在装配和充气时的阻力，也可以有效防止割伤轮胎的唇口。适当在轮胎胎圈部位喷涂润滑液，可以有效降低装胎过程中轮胎与轮辋的摩擦力，改善装胎困难状况。过去常用的润滑液如肥皂水(会使轮毂生锈)、黄油(会加速轮胎老化)等已不能满足润滑液不能堵塞设备管路、不能对轮胎及轮毂产生腐蚀、不能影响轮胎正常使用的基本要求。
专利CN1546620A公开的轮胎装配润滑液存在制备时间长、未提及对轮辋的防锈等不足，专利CN103571599A公开一种润滑液组合物在轮胎装配中的应用，主要解决铝合金轮辋的防腐蚀性问题，专利107090345A公开了一种用于实心轮胎装配的润滑液及制备方法，能起到较好的润滑效果，有效防止轮胎磨损及轮辋变形。专利CN103571599A和107090345A配方中均采用了矿物油和油性剂等，均会在接触面形成一层膜，而油性添加剂的存在一定程度上会加速橡胶轮胎的老化。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明的目的是要提供一种轮胎装配用无痕水性润滑液，该润滑液不使用基础矿物油和油性剂，在轮胎装配使用过程中，不仅能提供良好的润滑性和对铝合金轮辋的防护功能，而且具有更高的橡胶相容性，干后无痕迹，不会在接触面形成膜，制备工艺简单。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种轮胎装配用无痕水性润滑液，包括以下重量百分比的原料：水溶性聚合物2～5%、增稠剂2～3%、表面活性剂2～3%、杀菌剂0.3～0.5%、润湿剂2～5%、流平剂2～5%、防锈剂0.3～1.0%、 铝缓蚀剂0.3～1.0%、余量为去离子水；所述增稠剂为丙烯酸聚合物、罗望子胶、瓜儿豆胶、羧甲基纤维素中的至少一种；所述的杀菌剂为所述的杀菌剂为苯氧乙醇、3-碘-2丙炔基-N-正丁基氨基甲酸酯、1,2-苯丙异噻唑啉酮中的任意一种；所述的防锈剂为三乙醇胺、硼酸、三元酸的中两种组合物；所述的铝缓蚀剂为酯类缓蚀剂NF-3、TR1099中的一种或两种组合物。
优选地，所述水溶性聚合物为聚氧烯、聚乙二醇、聚丙烯酰胺中的任意两种组合物；
优选地，所述增稠剂由罗望子胶、瓜儿豆胶和羧甲基纤维素中的一种与丙烯酸聚合物复配而成。
优选地，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、聚乙烯吡咯烷酮中的任意两种组合物。
更优选地，所述表面活性剂由聚乙烯吡咯烷酮与十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种复配而成。
优选地，所述的润湿剂为N-乙烯基吡咯烷酮、丙三醇中的任意一种。
优选地，所述的流平剂为嵌段聚合物。
优选地，所述的防锈剂为三乙醇胺分别与硼酸和三元酸中的一种复配而成；
上述轮胎装配用无痕水性润滑液的制备方法，包括以下步骤：
(1) 将三乙醇胺分别与硼酸和三元酸中的一种在80℃搅拌条件下加热2～3小时制备成防锈剂备用；
(2) 将水溶性聚合物、表面活性剂和水在搅拌状态下进行混合，混合温度为20～40℃，混合时间为0.5～1小时；
(3) 在搅拌状态下，将增稠剂加入到步骤(2)中的混合溶液中，恒温搅拌0.5～1小时，直到体系变透亮；
(4) 向步骤(3)中所得的透亮溶液中，在搅拌条件下依次加入润湿剂、流平剂、防锈剂、铝缓蚀剂、杀菌剂，继续搅拌至均匀透明即得轮胎装配用无痕水性润滑液。
本发明采用增稠剂、流平剂控制润滑液的主体润滑性能，再结合水溶性的高分子聚合物，完善整体润滑性能，同时水溶性的高分子聚合物还兼有部分保湿功效，与润湿剂一起可调整润滑时间，以便满足轮胎装配要求；润湿剂与表面活性剂的组合，可保证润滑液在轮胎表面的铺展，同时辅助杀菌剂，提升润滑液整体的保质时间。防锈剂和铝缓蚀剂在装配过程中对装配工具和铝合金轮辋的防护功能；最后本发明选择的杀菌剂与其他成分复配后，保证在轮胎装配后不会在轮胎外表面留下白色痕迹；同时提高润滑液保质期。
本发明有益效果
1. 对人体和环境更友好，可大大延长轮胎的使用寿命
本发明选用水性聚合物、增稠剂、润湿剂和流平剂等特定组分制备而成的轮胎装配用水性润滑液，不含基础矿物油和油性剂，对橡胶轮胎具有更好的相容性，对人体和环境更友好，可大大延长轮胎的使用寿命。
2. 不会留下白色痕迹
本发明选用水性聚合物、增稠剂、润湿剂和流平剂等特定组分制备而成的轮胎装配用水性润滑液制备工艺简单，润滑性能优异，而且干燥后不会在接触面留下白色痕迹。
3. 对铝合金轮辋提供有效的防护
采用酯类铝缓蚀剂TR1099和NF-3可对铝合金轮辋提供有效的防护；同时与杀菌剂共同作用，提高润滑液的保质期。
具体实施方式
实施例1
一种轮胎装配用无痕水性润滑液，包括以下重量份的原料：
水溶性聚合物50 g（聚乙二醇50 g和聚氧烯5 g混合后称取）、增稠剂20 g（丙烯酸聚合物16 g和羧甲基纤维素4 g）、表面活性剂30 g（聚乙烯吡咯烷酮30 g和烷基酚聚氧乙烯醚3 g混合后称取）、防腐杀菌剂苯氧乙醇5 g、润湿剂N-乙烯基吡咯烷酮20 g、流平剂嵌段聚合物50 g、防锈剂3 g（三乙醇胺1 g与硼酸3.5 g混合后称取）、铝缓蚀剂8 g（NF-3 4 g和TR1099 6 g混合后称取）、去离子水814 g。
一种轮胎装配用无痕水性润滑液的制备方法，包括以下步骤：
(1) 将三乙醇胺与硼酸在80℃搅拌条件下加热3小时制备成防锈剂；
(2) 将水溶性聚合物、表面活性剂和水在搅拌状态下进行混合，混合温度为40℃，混合时间为0.5小时；
(3) 在搅拌状态下，将增稠剂加入到步骤(2)中的混合溶液中，恒温搅拌1小时，直到体系变透亮。
(4) 向步骤(3)中所得的透亮溶液中，在搅拌条件下依次加入润湿剂、流平剂、防锈剂、铝缓蚀剂、杀菌剂，继续搅拌至均匀透明即得轮胎装配用无痕水性润滑液。
实施例2
一种轮胎装配用无痕水性润滑液，包括以下重量份的原料：
水溶性聚合物40 g（聚乙二醇40 g和聚丙烯酰胺4 g混合均匀后称取）、增稠剂20g（丙烯酸聚合物16 g和瓜儿豆胶4 g）、表面活性剂20 g（聚乙烯吡咯烷酮15 g和十二烷基磺酸钠5 g）、防腐杀菌剂1，2-苯丙异噻唑啉酮4 g、润湿剂丙三醇40 g、流平剂嵌段聚合物30 g、防锈剂10 g（三乙醇胺5 g与有机三元酸6.5 g混合均匀后称取）、铝缓蚀剂4 g（NF-32 g和TR1099 2 g）、去离子水832 g。
一种轮胎装配用无痕水性润滑液的制备方法，包括以下步骤：
(1) 将三乙醇胺与有机三元酸在80℃搅拌条件下加热2小时制备成防锈剂；
(2) 将水溶性聚合物、表面活性剂和水在搅拌状态下进行混合，混合温度为20℃，混合时间为1 小时；
(3) 在搅拌状态下，将增稠剂加入到步骤(2)中的混合溶液中，恒温搅拌0.5小时，直到体系变透亮。
(4) 向步骤(3)中所得的透亮溶液中，在搅拌条件下依次加入润湿剂、流平剂、防锈剂、铝缓蚀剂、杀菌剂，继续搅拌至均匀透明即得轮胎装配用无痕水性润滑液。
实施例3
一种轮胎装配用无痕水性润滑液的制备方法，包括以下重量份的原料：
水溶性聚合物20 g（聚氧烯2 g和聚丙烯酰胺30 g混合均匀后称取）、增稠剂30 g（丙烯酸聚合物24 g和罗望子胶6 g）、表面活性剂20 g（聚乙烯吡咯烷酮15 g和十六烷基三甲基溴化铵5 g）、防腐杀菌剂苯氧乙醇3 g、润湿剂N-乙烯基吡咯烷酮30 g、流平剂嵌段聚合物40 g、防锈剂7 g（三乙醇胺2 g与硼酸7 g混合均匀后称取）、铝缓蚀剂酯类缓蚀剂NF-36 g、去离子水844 g。
一种轮胎装配用无痕水性润滑液，包括以下步骤：
(1) 将三乙醇胺与硼酸在80℃搅拌条件下加热2.5小时制备成防锈剂；
(2) 将水溶性聚合物、表面活性剂和水在搅拌状态下进行混合，混合温度为30℃，混合时间为0.8小时；
(3) 在搅拌状态下，将增稠剂加入到步骤(2)中的混合溶液中，恒温搅拌0.8小时，直到体系变透亮。
(4) 向步骤(3)中所得的透亮溶液中，在搅拌条件下依次加入润湿剂、流平剂、防锈剂、铝缓蚀剂、杀菌剂，继续搅拌至均匀透明即得轮胎装配用无痕水性润滑液。
实施例4
一种轮胎装配用无痕水性润滑液，包括以下重量份的原料：
水溶性聚合物30 g（聚乙二醇30 g和聚丙烯酰胺3 g混合均匀后称取）、增稠剂30g（丙烯酸聚合物24 g和瓜儿豆胶6 g）、表面活性剂30 g（聚乙烯吡咯烷酮30 g和十二烷基磺酸钠3 g混合均匀后称取）、防腐杀菌剂苯氧乙醇5 g、润湿剂丙三醇50 g、流平剂嵌段聚合物20 g、防锈剂10 g（三乙醇胺5 g与有机三元酸6.5 g混合均匀后称取）、铝缓蚀剂酯类缓蚀剂TR1099 4 g、去离子水821 g。
一种轮胎装配用无痕水性润滑液的制备方法，包括以下步骤：
(1) 将三乙醇胺与有机三元酸在80℃搅拌条件下加热2.5小时制备成防锈剂备用；
(2) 将水溶性聚合物、表面活性剂和水在搅拌状态下进行混合，混合温度为30℃，混合时间为0.8小时；
(3) 在搅拌状态下，将增稠剂加入到步骤(2)中的混合溶液中，恒温搅拌0.8小时，直到体系变透亮。
(4) 向步骤(3)中所得的透亮溶液中，在搅拌条件下依次加入润湿剂、流平剂、防锈剂、铝缓蚀剂、杀菌剂，继续搅拌至均匀透明即得轮胎装配用无痕水性润滑液。
实施例5
一种轮胎装配用无痕水性润滑液，包括以下重量份的原料：
水溶性聚合物20 g（聚氧烯2 g和聚丙烯酰胺30 g混合均匀后称取）、增稠剂30 g（丙烯酸聚合物24 g和羧甲基纤维素6 g）、表面活性剂20 g（聚乙烯吡咯烷酮30 g和十六烷基三甲基溴化铵3 g混合均匀后称取）、防腐杀菌剂1，2-苯丙异噻唑啉酮3 g、润湿剂N-乙烯基吡咯烷酮30 g、流平剂嵌段聚合物30 g、防锈剂5 g（三乙醇胺2 g与硼酸7 g混合均匀后称取）、铝缓蚀剂（NF-3 0.4 g和TR1099 0.6 g）1.0g、去离子水852 g。
一种轮胎装配用无痕水性润滑液的制备方法，包括以下步骤：
(1) 将三乙醇胺与硼酸在80℃搅拌条件下加热3小时制备成防锈剂；
(2) 将水溶性聚合物、表面活性剂和水在搅拌状态下进行混合，混合温度为40℃，混合时间为0.5小时；
(3) 在搅拌状态下，将增稠剂加入到步骤(2)中的混合溶液中，恒温搅拌1小时，直到体系变透亮。
(4) 向步骤(3)中所得的透亮溶液中，在搅拌条件下依次加入润湿剂、流平剂、防锈剂、铝缓蚀剂、杀菌剂，继续搅拌至均匀透明即得轮胎装配用无痕水性润滑液。
对比例1
一种轮胎装配用无痕水性润滑液，包括以下重量份的原料：
水溶性聚合物50 g（聚乙二醇50 g和聚氧烯5 g混合均匀后称取）、增稠剂20 g（丙烯酸聚合物16 g和羧甲基纤维素4 g）、表面活性剂30 g（聚乙烯吡咯烷酮30 g和十六烷基三甲基溴化铵3 g混合均匀后称取）、防腐杀菌剂苯氧乙醇5 g、润湿剂N-乙烯基吡咯烷酮20g、流平剂嵌段聚合物50 g、防锈剂3 g（三乙醇胺1 g与硼酸3.5 g混合均匀后称取）、去离子水822 g。
一种轮胎装配用无痕水性润滑液的制备方法，包括以下步骤：
(1) 将三乙醇胺与硼酸在80℃搅拌条件下加热3小时制备成防锈剂；
(2) 将水溶性聚合物、表面活性剂和水在搅拌状态下进行混合，混合温度为40℃，混合时间为1 小时；
(3) 在搅拌状态下，将增稠剂加入到步骤(2)中的混合溶液中，恒温搅拌1小时，直到体系变透亮。
(4) 向步骤(3)中所得的透亮溶液中，在搅拌条件下依次加入润湿剂、流平剂、防锈剂、铝缓蚀剂、杀菌剂，继续搅拌至均匀透明即得轮胎装配用无痕水性润滑液。
对比例2
一种轮胎装配用无痕水性润滑液，包括以下重量份的原料：
水溶性聚合物50 g（聚乙二醇50 g和聚氧烯5 g混合均匀后称取）、增稠剂20 g（丙烯酸聚合物16 g和羧甲基纤维素4 g）、表面活性剂30 g（聚乙烯吡咯烷酮30 g和烷基酚聚氧乙烯醚3 g混合均匀后称取）、防腐杀菌剂苯氧乙醇5 g、润湿剂N-乙烯基吡咯烷酮2 g、流平剂嵌段聚合物5 g、铝缓蚀剂8 g（NF-3 3.2 g和TR1099 4.8 g）、去离子水817 g。
一种轮胎装配用无痕水性润滑液的制备方法，包括以下步骤：
(1) 将三乙醇胺与硼酸在80℃搅拌条件下加热2～3小时制备成防锈剂；
(2) 将水溶性聚合物、表面活性剂和水在搅拌状态下进行混合，混合温度为20～40℃，混合时间为0.5～1 小时；
(3) 在搅拌状态下，将增稠剂加入到步骤(2)中的混合溶液中，恒温搅拌0.5～1小时，直到体系变透亮。
(4) 向步骤(3)中所得的透亮溶液中，在搅拌条件下依次加入润湿剂、流平剂、防锈剂、铝缓蚀剂、杀菌剂，继续搅拌至均匀透明即得轮胎装配用无痕水性润滑液。
对比例3
一种轮胎装配用无痕水性润滑液，包括以下重量份的原料：
水溶性聚合物50 g（聚乙二醇50 g和聚氧烯5 g混合均匀后称取）、增稠剂20 g（丙烯酸聚合物16 g和羧甲基纤维素4 g）、表面活性剂30 g（聚乙烯吡咯烷酮30 g和烷基酚聚氧乙烯醚3 g混合均匀后称取）、防腐杀菌剂苯氧乙醇5 g、润湿剂N-乙烯基吡咯烷酮20 g、流平剂嵌段聚合物50 g、防锈剂2 g（三乙醇胺1 g与硼酸3.5 g混合均匀后称取）、铝缓蚀剂3 g（NF-3 1.2 g和TR1099 1.8 g）、去离子水820 g。
一种轮胎装配用无痕水性润滑液，包括以下步骤：
(1) 将三乙醇胺与硼酸在80℃搅拌条件下加热3小时制备成防锈剂；
(2) 将水溶性聚合物、表面活性剂和水在搅拌状态下进行混合，混合温度为40℃，混合时间为1 小时；
(3) 在搅拌状态下，将增稠剂加入到步骤(2)中的混合溶液中，恒温搅拌1小时，直到体系变透亮。
(4) 向步骤(3)中所得的透亮溶液中，在搅拌条件下依次加入润湿剂、流平剂、防锈剂、铝缓蚀剂、杀菌剂，继续搅拌至均匀透明即得轮胎装配用无痕水性润滑液。
润滑液组合物的腐蚀性试验在某轿车装配车间进行。试验时，将10~20% 稀释浓度的润滑液组合物在铝合金轮辋外圈边缘上涂刷2 遍，置于室内阴凉处，分别观察7 天、15天、30 天后轮辋表面变化情况并进行评级。其中，A 级——无锈、光泽如新；B 级——轻微变暗；C 级——中度变暗；D 级——严重变暗。
润滑液橡胶相容性的测试参考GB/T1690-2010硫化橡胶或热塑性橡胶 耐液体试验方法中的重量变化法进行。结果见表1。
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Claims (6)

1.一种轮胎装配用无痕水性润滑液，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：水溶性聚合物2～5%、增稠剂2～3%、表面活性剂2～3%、杀菌剂0.3～0.5%、润湿剂2～5%、流平剂2～5%、防锈剂0.3～1.0%、 铝缓蚀剂0.3～1.0%、余量为去离子水；所述增稠剂为丙烯酸聚合物、罗望子胶、瓜儿豆胶、羧甲基纤维素中的至少一种；所述的杀菌剂为所述的杀菌剂为苯氧乙醇、3-碘-2丙炔基-N-正丁基氨基甲酸酯、1,2-苯丙异噻唑啉酮中的任意一种；所述的防锈剂为三乙醇胺、硼酸、三元酸的中两种组合物；所述的铝缓蚀剂为酯类缓蚀剂NF-3、TR1099中的一种或两种组合物；
所述的无痕水性润滑液的制备方法，包括以下步骤：
(1) 将三乙醇胺分别与硼酸和三元酸中的一种在80℃搅拌条件下加热2～3小时制备成防锈剂备用；
(2) 将水溶性聚合物、表面活性剂和水在搅拌状态下进行混合，混合温度为20～40℃，混合时间为0.5～1小时；
(3) 在搅拌状态下，将增稠剂加入到步骤(2)中的混合溶液中，恒温搅拌0.5～1小时，直到体系变透亮；
(4) 向步骤(3)中所得的透亮溶液中，在搅拌条件下依次加入润湿剂、流平剂、防锈剂、铝缓蚀剂、杀菌剂，继续搅拌至均匀透明即得轮胎装配用无痕水性润滑液；
所述水溶性聚合物为聚氧乙烯、聚乙二醇、聚丙烯酰胺中的任意两种组合物。
2.根据权利要求1所述的水性润滑液，其特征在于，所述增稠剂由罗望子胶、瓜儿豆胶和羧甲基纤维素中的一种与丙烯酸聚合物复配而成。
3.根据权利要求1所述的水性润滑液，其特征在于，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、聚乙烯吡咯烷酮中的任意两种组合物。
4.根据权利要求1所述的水性润滑液，其特征在于，所述表面活性剂由聚乙烯吡咯烷酮与十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种复配而成。
5.根据权利要求1所述的水性润滑液，其特征在于，所述的润湿剂为N-乙烯基吡咯烷酮、丙三醇中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的水性润滑液，其特征在于，所述的流平剂为嵌段聚合物。
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