专利名称：一种用于高速拉丝的润滑剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用于高速拉丝的润滑剂及其制备方法，特别是作为钢帘线用镀黄 铜钢丝高速拉丝的润滑剂及其制备方法，属精细化工的制备技术。
背景技术：
在金属加工工艺中，润滑剂可以在工件与模具之间形成牢固、坚韧的润滑膜，达到 减轻摩擦的目的。目前使用的水基拉丝润滑剂主要是以矿物油、动植物油、脂肪酸皂为基本 润滑物质。其主要缺点是润滑剂润滑性能较差，不能适应高速拉丝的要求，而且由于润滑剂 中含有矿物油，使用后的污水带有矿物油，不能生化降解，造成环境的污染。一些专利发明了可以满足高速拉丝的润滑剂。前苏联SUl 122686发明了 一种含氧 化聚乙烯的油基润滑剂，其重量百分组成如下氧化聚乙烯0.5-1.0矿物油3. 6-7. 1单乙醇胺(8 16合成脂肪酸聚氧乙烯醚0. 1-0. 15三乙醇胺0. 1-0. 15磺酸钠0. 8-1. 6水余量中国专利9210282. 3发明了以氧化聚乙烯为主要润滑物质的水基润滑剂，其重量 百分组成如下氧化聚乙烯7.5-15混合乳化剂7.5-22.5水余量其他添加剂1-7上述两种润滑剂共同特点是以氧化聚乙烯为主要润滑物质，均能满足高速拉丝的 基本要求。但是，前者润滑剂中含有矿物油，且适合该种润滑剂的拉丝模为人工金刚石和天 然钻石模，模具造价昂贵，在我国这种拉丝模不被采用。后者润滑剂中，单一氧化聚乙烯的 乳化要求高，乳化性能较差，造成润滑剂稳定性变差，影响高速拉丝的效果，且采用磷系添 加剂，不利于环保。
发明内容
本发明的目的是提出一种以聚合物铵盐为润滑基础材料，有机硼酸酯为极压抗磨 剂，混合表面活性剂为乳化剂的水系润滑剂。此润滑剂可以满足以碳化钨合金为模具，用于 钢帘线用镀黄铜钢丝的高速拉丝，其拉丝最高速度可达10 20m/sec。该润滑剂固含量高， 使用浓度低，长期稳定性好。本发明的用于高速拉丝的润滑剂的组成及重量百分比是
聚合物铵盐6. 0%--14. 0%
混合乳化剂8. 0%--20. 0%
添加剂2. 0%--8. 5%
水余量
本发明中的聚合物铵盐是E&聚氧化乙烯、聚乙二醇、聚甘油中的一种或一种以
上的混合物与有机胺或氨水反应制得。所用的聚氧化乙烯、聚乙二醇和聚甘油分子量为 800-1000，酸值最好在20 30mgK0H/g。所用的有机胺是乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的 一种或一种以上的混合物。本发明中的混合乳化剂是由阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂组成。其中， 阴离子表面活性剂是C1(l 18的脂肪酸皂，非离子表面活性剂是C1(l 18脂肪酸醇酰胺、C10^14 脂肪胺聚氧乙烯醚、c8 1(l烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或一种以上的混合物组成。阴离子和 非离子表面活性剂的重量百分组成是1 2.0 4. 5。本发明中的添加剂有极压防锈剂、抗磨剂、防腐防霉剂、消泡剂、螯合剂和助乳化 剂等。所用的极压防锈剂为有机硼酸酯，如烷基硼酸酯，烷醇硼酸酯、三乙醇胺硼酸酯，最好 是采用三乙醇胺硼酸酯。所用的抗磨剂为烷基磺酸盐，最好是石油磺酸钠。所用的防腐防 霉剂可以是苯甲酸钠、磷酸盐、硼酸盐、苯并三氮唑、巯基苯并咪唑中的一种或多种混合物。 所用的螯合剂是乙二胺四乙酸二钠(EDTA)。所用的消泡剂是硅酮类消泡剂。所用的助乳化 剂可以是乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氨水中的一种或一种以上的混合物。本发明的用于高速拉丝的润滑剂的制备方法是，将计量的聚合物与有机胺或氨水 混合后，升温到85°C 130°C，搅拌下加入计量的混合乳化剂，在85°C 130°C下搅拌15 45min，再加入计量的添加剂和水，搅拌1. 0 3. Oh后，待温度冷却到40°C以下，出料即得 润滑剂的浓缩液。该润滑剂在用于金属的高速拉丝时，应用水稀释，使固含量达到1.0% 5. 0%，最好是 1. 5% 3. 5%。本发明的润滑剂与SU1122686描述的润滑剂区别在于，本润滑剂是一种水系润滑 剂，完全不含矿物油，润滑剂固含量达30%，而使用浓度只有1.5% 3.5%，因而不但节约 运输费用，而且降低拉丝生产成本。本润滑剂适应以碳化钨合金为模具的金属细线的高速 拉丝，更加适合中国的金属加工设备现状。本发明与中国专利9210282. 3描述的润滑剂区别在于，本润滑剂采用几种高分子 聚合物铵盐为主要润滑材料，含有活性基团的聚合物铵盐不仅具有优良的吸附、成膜性能， 而且水溶性更佳，与润滑剂中各组分相容性好，润滑剂的润滑、冷却性能和稳定性能更优。 本润滑剂采用硼酸酯类为极压抗磨剂，有利于润滑剂废液的生化降解，不会造成对环境的 污染，是一种环保型的水系润滑剂。本发明与现有技术相比，具有如下明显的有益效果(1)本发明由几种水溶性好 的聚合物铵盐和混合表面活性剂复配，具有优良的金属表面吸附和成膜性能，使金属在外 力作用下，其表面迅速得到润滑和冷却，减少了模具与工件之间的摩擦力，降低了拉丝机的 载荷，拉丝过程中的模具损耗远远低于同类润滑剂。(2)本发明为水系润滑剂，拉丝过程中 散热和冷却效果明显，从而可以降低拉丝机的工作温度，提高拉丝润滑剂的使用寿命，每吨 成品丝消耗的润滑剂只有同类润滑剂的1/3 1/4。(3)本润滑剂含有具有抗静电性能和 清洗性能的表面活性剂，有效消除了拉丝过程中产生的静电，同时具有快速清洗金属表面的污物，使成品表面更加光亮清洁。(4)本发明的润滑剂组成物中，聚合物铵盐、各种表面活 性剂、极压防锈剂和各种添加剂均无毒、无害，不仅对人体皮肤无刺激性，而且可生物降解， 有效解决了润滑剂废液的排放问题。(5)本发明的润滑剂更加适用于金属在碳化钨模上的 高速拉丝，特别适用于镀黄铜钢丝的高速拉丝，其拉丝最高速度可达10 20m/sec，正常拉 丝速度达到10 14m/sec。该润滑剂固含量高，使用浓度低，长期稳定性好。
本发明的润滑剂与其他几种润滑剂性能的比较
权利要求
一种用于高速拉丝的润滑剂，其特征在于它是由聚合物铵盐、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂组成的混合乳化剂、其他添加剂和水。该润滑剂的重量百分组成是聚合物铵盐6.0％～14.0％混合乳化剂8.0％～20.0％添加剂2.0％～8.5％水余量
2.根据权利要求1所述的用于高速拉丝的润滑剂，其特征是聚合物铵盐是由聚氧化乙 烯、聚乙二醇、聚甘油中的一种或一种以上的混合物与有机胺或氨水反应制得。
3.根据权利要求1所述的用于高速拉丝的润滑剂，其特征是混合乳化剂由阴离子表面 活性剂和非离子表面活性剂组成。其中，阴离子表面活性剂是Cici^18的脂肪酸皂，非离子表 面活性剂是Cici^18脂肪酸醇酰胺、C10^14脂肪胺聚氧乙烯醚、C8^10烷基酚聚氧乙烯醚中的 一种或一种以上的混合物组成。阴离子和非离子表面活性剂的重量百分组成是1 2.0 4. 5。
4.根据权利要求1所述的用于高速拉丝的润滑剂，其特征是添加剂有极压防锈剂 三乙醇胺硼酸酯0.5% 2.0%，抗磨剂石油磺酸钠0 3.0%，防腐剂甲基苯并三氮唑 0. 2% 0. 6%、苯甲酸钠0. 2% 0. 5%，螯合剂乙二胺四乙酸二钠盐0. 0. 4%，消泡 剂0. 05% 0. 2%，助乳化剂乙醇胺或二乙醇胺、或三乙醇胺、或氨水1. 0% 3. 0%。
5.制备高速拉丝润滑剂的方法，其特征是计量的聚合物与有机胺或氨水混合后，升温 到85°C 130°C，搅拌下加入计量的混合乳化剂，在85 130°C下搅拌15 45min，再加入 计量的添加剂和水，搅拌1. 0 3. Oh后，待温度冷却到40°C以下，出料即得润滑剂的浓缩 液。
全文摘要
一种用于高速拉丝的润滑剂及其制备方法。本发明的润滑剂是以聚合物铵盐为主要润滑材料，辅以由阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂组成的混合乳化剂，并添加极压防锈剂、抗磨剂、防腐防霉剂和螯合剂与水乳化形成的水系润滑剂。聚合物铵盐对金属表面优良的吸附和成膜性能，多种表面活性剂对金属表面快速的清洗作用，使润滑吸附层均匀致密、抗磨效果尤为明显。该润滑剂可以满足以碳化钨合金为模具，用于钢帘线用镀黄铜钢丝的高速拉丝，其拉丝最高速度可达10～20m/sec。该润滑剂固含量高，使用浓度低，长期稳定性好。
文档编号B21C9/00GK101993770SQ20101054840
公开日2011年3月30日 申请日期2010年11月18日 优先权日2010年11月18日
发明者倪忠斌, 刘士荣, 毛明富, 陈明清, 龚雁 申请人:江南大学