CN115651748A - 一种皂化润滑剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及润滑剂技术领域，具体涉及一种皂化润滑剂及其制备方法。本申请公开了一种皂化润滑剂，包括如下重量百分比的原料：极压剂1‑2％、水性硬脂酸钙20‑25％、水性基础油20‑25％、分散剂1‑2％、乳化剂3‑5％、防锈剂0.5‑1％、相容剂3‑5％、增粘剂0.5‑1％、余量为水。本申请制备得到的皂化润滑剂，在使用后形成润滑膜，可大幅度减少金属工件在冷塑加工过程中的产生的热量，防止金属工件烧结、熔粘。

Description

一种皂化润滑剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及润滑剂技术领域，具体涉及一种皂化润滑剂及其制备方法。

背景技术

在金属冷加工工艺中，磷化膜可以减少冷锻用金属坯料在变形过程中的流动阻力，保证金属坯料能够充满型腔、减少模具磨损。因此在进行冷摆辗、冷辗扩及冷镦等冷锻工艺之前，需要对金属坯料进行磷化处理，使金属坯料表面生成一层磷化膜。

而磷化处理是将钢铁产品浸泡于含锌、锰、铁、钙等金属酸性盐溶液中进行化学处理，经过系列反应后形成一种难溶于水的磷酸盐膜，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；而磷化膜为多孔结构，孔隙率达20％，当前随着冷锻加工能量的不断提高和生产节奏的加快，磷化膜的减摩能效难以满足使用要求，因此，在实际生产过程中，仍然需要再对金属坯料模型面涂抹润滑油或施撒固体润滑剂进行润滑，这不仅增加了操作工序、降低了生产效率、容易造成盲孔和间隙堵塞、型腔堆积导致废品产生，而且使用的皂化润滑剂，容易造成废水处理不合格，循环使用效率差等问题。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种皂化润滑剂及其制备方法，制备得到的润滑剂，防腐蚀性能好，可长期循环使用，且在使用过程中槽液粘度无明显变化。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种皂化润滑剂，包括如下重量百分比的原料：

极压剂1-2％、水性硬脂酸钙20-25％、水性基础油20-25％、分散剂1-2％、乳化剂3-5％、防锈剂0.5-1％、相容剂3-5％、增粘剂0.5-1％、余量为水。

将磷化后的线材用清水冲洗干净后，浸入皂化润滑剂中，皂化润滑剂与磷化膜通过反应生成具有良好延展性的润滑层，润滑效果极好，大大降低了模具的损耗，而且线材的表面干净、不带粉，不会影响后续的拉拔和冷镦处理；

进一步的，所述极压剂为硫磷酸锌水基极压剂。在本申请中，选用的硫磷酸锌水基极压剂，其对金属吸附性较强，能在金属表面成膜且此膜强度较高，具有抗粘连、烧结的作用。

进一步的，所述分散剂由油氨基油酸酯、磷酸酯、壳聚糖组成。按照重量百分比，具体为油氨基油酸酯0.3-0.5％、壳聚糖0.5-1％、磷酸酯0.2-0.5％；在分散剂中，油氨基油酸酯分子中阴离子和阳离子有机基团的大小基本相等，整个分子呈现中性但却具有极性；磷酸酯挥发性低，稳定性好，具有优良的润湿性、洗净性、增溶性、乳化分散性、抗静电性，耐酸碱性好，耐温范围广；壳聚糖对细菌、酵母、真菌等微生物都有很好的抑制作用，而且作用分散剂，壳聚糖通过其大分子链上含有大量的羟基、氨基等亲水性基团，赋予其具有较好的吸水性、较高的吸湿性及良好的表面触感等性能；因此通过油氨基油酸酯、磷酸酯、壳聚糖组配得到的分散剂，可以有助于将体系中的水性硬脂酸钙、水性基础油分散均匀，且在有助于磷化膜表面吸附润滑剂。

进一步的，所述乳化剂为脂肪醇聚氧丙烯醚、水性环氧乳化剂中的一种。本申请选用的乳化剂、腐蚀性小、不与金属工件反应，使用寿命长，有利于后续工件(钢丝\钢片)与橡胶的粘合。

进一步的，所述防锈剂为油酸咪唑啉、山梨醇单油酸酯中的一种或两种。山梨醇单油酸酯在很短时间内在碳钢表面形成多层膜且内层为反应沉积型膜，与金属工件结合力较强，从而有效防止了金属工件的生锈；油酸咪唑啉能自发地吸附在金属工件表面，形成一层取向性好、排列紧密的疏水性单分子层，可有效阻止水分子、氧分子及电子向金属工件表面的传输，使金属工件发生氧化的临界电位正移，金属表面的氧化-还原电流显著降低，从而起到对金属工件的保护作用。

进一步的，所述相容剂为聚乙二醇，所述聚乙二醇分子为500-700。聚乙二醇具有良好的水溶性，并与许多有机物有良好的相溶性，具有优良的润滑性、保湿性、分散性，使得润滑剂不分层，保持均一性。

进一步的，所述增粘剂为NH-36型水性增粘乳液、NH-136型水性增粘乳液、NH-138型水性增粘乳液中的任一种。加入适当的增粘剂，润滑剂保持一定的粘度，方便皂化吸附的进行。

进一步的，所述水性基础油为UCON水溶性基础油，极性较强，能在金属表面形成定向吸附膜，起到减少摩擦增强抗磨性的作用。

进一步的，所述皂化润滑剂，还包括如下重量百分比的原料：熊果酸乙酸酯0.25-0.5％、硬脂醇甘草亭酸酯0.25-0.5％。

在本申请中，熊果酸乙酸酯和硬脂醇甘草亭酸酯为三萜类化合物，具有抗菌的功效；且熊果酸乙酸酯和硬脂醇甘草亭酸酯可作为助剂，在聚乙二醇作用下，可以络合基础油中的碱性氮化物，从而降低基础油中碱性氮化物的质量分数，从而提高润滑剂的氧化安定性。

此外，本发明还提供了一种皂化润滑剂的制备方法，包括以下步骤：

S1.按照重量百分比，准备好各个相关的原料；

S2.将相容剂、熊果酸乙酸酯、硬脂醇甘草亭酸酯、水性基础油在室温下，进行充分混合，得到混合液A；

S3.将极压剂、水性硬脂酸钙、分散剂、水在室温下，进行充分混合，得到混合液B；

S4.将混合液B升温至40-50℃，加入混合液A，充分混合搅拌后，再依次加入乳化剂、防锈剂、增粘剂，在40-50℃下混合搅拌保温10-15min，保温结束降至室温，得到皂化润滑剂。

本发明的有益效果在于：

1.本发明制备得到的润滑剂，直接作用在

钢丝或者08Al的钢丝上，观察其48h、96h、144h、192h表面情况，发现钢丝表面外观无变化，切口外观无不变化，说明润滑剂不腐蚀钢丝。

2.本发明制备得到的润滑剂，可循环进行使用；在循环使用过程中，工作温度40-50℃下，钢片的腐蚀减量≤1mg/dm²。

3.本发明制备得到的润滑剂，在使用后形成润滑膜，可大幅度减少金属工件在冷塑加工过程中的产生的热量，防止金属工件烧结、熔粘等；由于在拉模和拉件间润滑剂能起到减磨介质和塑性作用，从而提高拉拔金属工件的表面光洁度和加工精度，减少拉拔工具和拉拔模间的磨损并防止损伤；同时该皂化润滑油耐用性强，槽液十分稳定，不易老化，延长槽液使用周期，降低了换槽的频率。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

实施例1

一种皂化润滑剂，包括如下重量百分比的原料：

硫磷酸锌水基极压剂1％、水性硬脂酸钙20％、UCON水溶性基础油20％、油氨基油酸酯0.3％、壳聚糖0.5％、磷酸酯0.2％、脂肪醇聚氧丙烯醚3％、油酸咪唑啉0.5％、聚乙二醇(分子量500-700)3％、NH-36型水性增粘乳液0.5％、熊果酸乙酸酯0.25％、硬脂醇甘草亭酸酯0.25％、余量为水。

上述皂化润滑剂的制备方法，包括以下步骤：

S1.按照重量百分比，准备好各个相关的原料；

S2.将相容剂、熊果酸乙酸酯、硬脂醇甘草亭酸酯、水性基础油在室温下，进行充分混合，得到混合液A；

S3.将极压剂、水性硬脂酸钙、分散剂、水在室温下，进行充分混合，得到混合液B；

S4.将混合液B升温至40℃，加入混合液A，充分混合搅拌后，再依次加入乳化剂、防锈剂、增粘剂，在40℃下混合搅拌保温10min，保温结束降至室温，得到皂化润滑剂。

实施例2

一种皂化润滑剂，包括如下重量百分比的原料：

硫磷酸锌水基极压剂2％、水性硬脂酸钙25％、UCON水溶性基础油25％、油氨基油酸酯0.5％、壳聚糖1％、磷酸酯0.5％、脂肪醇聚氧丙烯醚5％、山梨醇单油酸酯1％、聚乙二醇(分子量500-700)5％、NH-136型水性增粘乳液1％、熊果酸乙酸酯0.5％、硬脂醇甘草亭酸酯0.5％、余量为水。

上述皂化润滑剂的制备方法，包括以下步骤：

S1.按照重量百分比，准备好各个相关的原料；

S2.将相容剂、熊果酸乙酸酯、硬脂醇甘草亭酸酯、水性基础油在室温下，进行充分混合，得到混合液A；

S3.将极压剂、水性硬脂酸钙、分散剂、水在室温下，进行充分混合，得到混合液B；

S4.将混合液B升温至50℃，加入混合液A，充分混合搅拌后，再依次加入乳化剂、防锈剂、增粘剂，在50℃下混合搅拌保温15min，保温结束降至室温，得到皂化润滑剂。

实施例3

一种皂化润滑剂，包括如下重量百分比的原料：

硫磷酸锌水基极压剂1.5％、水性硬脂酸钙22％、UCON水溶性基础油23％、油氨基油酸酯0.4％、壳聚糖0.6％、磷酸酯0.3％、脂肪醇聚氧丙烯醚4％、山梨醇单油酸酯0.8％、聚乙二醇(分子量500-700)4％、NH-138型水性增粘乳液0.7％、熊果酸乙酸酯0.35％、硬脂醇甘草亭酸酯0.45％、余量为水。

上述皂化润滑剂的制备方法，包括以下步骤：

S1.按照重量百分比，准备好各个相关的原料；

S2.将相容剂、熊果酸乙酸酯、硬脂醇甘草亭酸酯、水性基础油在室温下，进行充分混合，得到混合液A；

S3.将极压剂、水性硬脂酸钙、分散剂、水在室温下，进行充分混合，得到混合液B；

S4.将混合液B升温至45℃，加入混合液A，充分混合搅拌后，再依次加入乳化剂、防锈剂、增粘剂，在45℃下混合搅拌保温12min，保温结束降至室温，得到皂化润滑剂。

实施例4

一种皂化润滑剂，包括如下重量百分比的原料：

硫磷酸锌水基极压剂1％、水性硬脂酸钙25％、UCON水溶性基础油15％、油氨基油酸酯0.5％、壳聚糖0.5％、磷酸酯0.5％、脂肪醇聚氧丙烯醚2％、水性环氧乳化剂2％、油酸咪唑啉0.4％、山梨醇单油酸酯0.4％、聚乙二醇(分子量500-700)3.5％、NH-36型水性增粘乳液0.3％、NH-136型水性增粘乳液0.3％、NH-138型水性增粘乳液0.3％、熊果酸乙酸酯0.06％、硬脂醇甘草亭酸酯0.09％、余量为水。

上述皂化润滑剂的制备方法，包括以下步骤：

S1.按照重量百分比，准备好各个相关的原料；

S2.将相容剂、熊果酸乙酸酯、硬脂醇甘草亭酸酯、水性基础油在室温下，进行充分混合，得到混合液A；

S3.将极压剂、水性硬脂酸钙、分散剂、水在室温下，进行充分混合，得到混合液B；

S4.将混合液B升温至43℃，加入混合液A，充分混合搅拌后，再依次加入乳化剂、防锈剂、增粘剂，在43℃下混合搅拌保温13min，保温结束降至室温，得到皂化润滑剂。

实施例5

一种皂化润滑剂，包括如下重量百分比的原料：

硫磷酸锌水基极压剂2％、水性硬脂酸钙20％、UCON水溶性基础油11％、油氨基油酸酯0.35％、壳聚糖0.9％、磷酸酯0.3％、水性环氧乳化剂3％、油酸咪唑啉1％、聚乙二醇(分子量500-700)5％、NH-36型水性增粘乳液1％、熊果酸乙酸酯0.25％、硬脂醇甘草亭酸酯0.5％、余量为水。

上述皂化润滑剂的制备方法，包括以下步骤：

S1.按照重量百分比，准备好各个相关的原料；

S2.将相容剂、熊果酸乙酸酯、硬脂醇甘草亭酸酯、水性基础油在室温下，进行充分混合，得到混合液A；

S3.将极压剂、水性硬脂酸钙、分散剂、水在室温下，进行充分混合，得到混合液B；

S4.将混合液B升温至45℃，加入混合液A，充分混合搅拌后，再依次加入乳化剂、防锈剂、增粘剂，在45℃下混合搅拌保温10min，保温结束降至室温，得到皂化润滑剂。

对比例1

不加入熊果酸乙酸酯、硬脂醇甘草亭酸酯，其余条件和实施例1一致；

对比例2

不加入分散剂，其余条件和实施例1一致。

性能测试：

1.润滑剂的腐蚀试验

实施例1-实施例5制备得到的皂化润滑剂，直接作用在

钢丝(或08Al钢丝)上，观察表面情况；48h、96h、144h、192h后，表面无变化，切口也不变化，说明皂化润滑剂不腐蚀钢丝；

对比例1，制备得到的皂化润滑剂，直接作用在

钢丝(或08Al钢丝)上，观察表面情况；48h、96h、144h、192h后，表面无变化，切口也不变化，说明熊果酸乙酸酯、硬脂醇甘草亭酸酯的加入与否，并不影响皂化润滑剂对钢丝的腐蚀性。

对比例2，制备得到的皂化润滑剂，直接作用在

钢丝(或08Al钢丝)上，观察表面情况；48h、96h、表面无变化，切口也不变化，而144h、192h后切口上基本没润滑剂覆盖，润滑剂脱落。

2.循环使用过程

实施例1-实施例5制备得到的皂化润滑剂，初始粘度为51-65mPa·S；工作温度65-70℃，皂化时间10-15min，皂化(浸入)结束后吹干；对皂化润滑剂的润滑性能进行测试，结果如下：失重率0.1-0.2％，质量磨损11.2-12.3mg，成膜性好、延展性好且表面易清洁；在循环使用15天后，粘度下降≤10％，抑菌性率从98％降低至90％，补入适当的增粘剂即可继续循环使用。当抑菌性率降低到60％以下时，可补入皂化润滑剂进行循环使用，循环周期最长可达45天。

对比例1制备得到的皂化剂，应用于和上述一致的皂化润滑过程，结果：失重率0.23％，质量磨损12.7mg，成膜性好、延展性好且表面易清洁；在循环使用15天后，粘度下降≤10％，抑菌性率基本为0。

对比例2制备得到的皂化剂，应用于和上述一致的皂化润滑过程，结果：失重率1.3％，质量磨损68mg，成膜性不好、延展性不好且表面挂粉不易清洁；在循环使用15天后，粘度下降≤30％，抑菌性率从95％降低至65％；当抑菌性率降低到60％以下时，可补入皂化润滑剂进行循环使用，循环周期最长可达20天。

也进行了极压性能测试，方法：使用回球机进行测试，试件GCr15钢(磷化后)对钢，运动方式为滑动，接触方式为点接触，极压测试速度1760±40r/min，测试时间极压10s，测得实施例1-实施例5的润滑剂的最大载荷为5143-6531N，而对比例1的最大载荷为4958N，对比例2的最大载荷为4167N。因此可说明在缺少分散剂后，皂化润滑剂分散不均匀，造成极压性能降低。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种皂化润滑剂，其特征在于：包括如下重量百分比的原料：

极压剂1-2％、水性硬脂酸钙20-25％、水性基础油20-25％、分散剂1-2％、乳化剂3-5％、防锈剂0.5-1％、相容剂3-5％、增粘剂0.5-1％、余量为水。

2.根据权利要求1所述的一种皂化润滑剂，其特征在于：所述极压剂为硫磷酸锌水基极压剂。

3.根据权利要求1所述的一种皂化润滑剂，其特征在于：所述分散剂由油氨基油酸酯、磷酸酯、壳聚糖组成。

4.根据权利要求1所述的一种皂化润滑剂，其特征在于：所述乳化剂为脂肪醇聚氧丙烯醚、水性环氧乳化剂中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种皂化润滑剂，其特征在于：所述防锈剂为油酸咪唑啉、山梨醇单油酸酯中的一种或两种。

6.根据权利要求1所述的一种皂化润滑剂，其特征在于：所述相容剂为聚乙二醇，所述聚乙二醇分子为500-700。

7.根据权利要求1所述的一种皂化润滑剂，其特征在于：所述增粘剂为NH-36型水性增粘乳液、NH-136型水性增粘乳液、NH-138型水性增粘乳液中的任一种。

8.根据权利要求1所述的一种皂化润滑剂，其特征在于：所述皂化润滑剂，还包括如下重量百分比的原料：

熊果酸乙酸酯0.25-0.5％、硬脂醇甘草亭酸酯0.25-0.5％。

9.根据权利要求1所述的一种皂化润滑剂，其特征在于：所述水性基础油为UCON水溶性基础油。

10.一种权利要求1-9任一项所述的皂化润滑剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.按照重量百分比，准备好各个相关的原料；

S2.将相容剂、熊果酸乙酸酯、硬脂醇甘草亭酸酯、水性基础油在室温下，进行充分混合，得到混合液A；

S3.将极压剂、水性硬脂酸钙、分散剂、水在室温下，进行充分混合，得到混合液B；

S4.将混合液B升温至40-50℃，加入混合液A，充分混合搅拌后，再依次加入乳化剂、防锈剂、增粘剂，在40-50℃下混合搅拌保温10-15min，保温结束降至室温，得到皂化润滑剂。