[发明专利]镀锌钢丝拉拔过程中自生成极压抗磨剂的水基润滑剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种镀锌钢丝拉拔过程中自生成极压抗磨剂的水基润滑剂，按重量百分比计其组成为：脂肪酸多元醇酯8.0~15.0%，油酸胺皂6.0~8.0%，多烯多胺1.5~3.0%，磷酸2.0~3.0%，乳化剂3.0~7.0%，耦合剂2.0~5.0%，防锈剂1.0~5.0%，防霉剂1.0~3.0%，消泡剂0.1~0.3%，余量的水。该水基润滑剂的主要特点是：在水箱拉拔过程中，钢丝表面磨损下来的氧化锌或锌能在钢丝变形产生的高温下与润滑液中的脂肪酸根、多烯多胺、磷酸根反应生产一种具有极压抗磨性能的含P、Zn、RCOO基团的络合物，该络合物的结构式为[Zn(EDA)_n(RCOO)_x]_y(PO₄)_z，其中0＜n≤0.5，0＜x≤0.5，2＜y≤3，1＜z≤2，是一种白色细微粉末，随着生产的进行，磨损下来的锌屑、锌粉越来越多，络合物生成量越来越多，模具消耗越来越少，锌层损失小，使用寿命长。

技术领域

本发明涉及金属压力加工用水基润滑剂，具体涉及一种镀锌钢丝拉拔过程中自生成极压抗磨剂的水基润滑剂及其制备方法。

背景技术

锌是钢铁最优秀的保护层，它不仅价廉、易得，而且在大气中的腐蚀率仅为钢铁的1/15。镀锌钢丝绳在桥梁、航空、输送胶带、通讯等领域有很广泛的应用。钢丝绳所用的钢丝生产工艺大都是先镀后拉拔。镀层工艺有电镀和热镀，为了获得较厚的镀层，热镀工艺越来越多，镀层厚度达1.68～4.2μm，强度都很高(2700～3300N/mm²)。较细规格的半成品钢丝大都是在水箱中拉拔的，为了保证钢丝的顺利拉拔，必须使用起润滑、冷却、清洗作用的水基钢丝拉拔润滑剂。

锌是一类软金属，硬度低，熔点低(419℃)。特别是热镀锌镀层厚而均匀性差，其润滑剂研制的难点在于如何防止模具的磨损和锌层的脱落，且表面残留少，不影响钢丝与橡胶的粘合。目前，常用的镀锌钢丝拉拔润滑剂大部分是以水溶性脂肪酸皂(钠皂或钾皂)或脂肪酸皂加脂肪酸油脂为主，在使用过程中脂肪酸皂易于与磨损的锌粉铁粉生成不溶于水的锌皂、铁皂而被消耗，润滑效果逐渐降低，且由于水溶性脂肪酸皂同时也是乳化剂，浓度降低也破坏了加脂肪酸油脂配方乳化液的稳定性，使用寿命短。专利CN103740455是采用脂肪酸多烯多胺缩合物代替水溶性脂肪酸皂为油性剂，该油性剂不与磨损下来的锌屑、锌粉反应生成不溶于水的锌皂，就避免了消耗快寿命短，污染钢丝的缺点，但它必须与含磷极压剂配合使用。本发明是从另一个角度解决锌皂问题，是通过添加多烯多胺、磷酸，在水溶性脂肪酸胺皂的配合下使它可以与磨损下来的锌屑、锌粉反应，生成具有极压抗磨性能的含P、Zn、RCOO基团的络合物，随着拉拔过程的进行，生成的络合物越多，极压抗磨性能越好，这样既延长了润滑剂的使用寿命，又提高了润滑性。当总锌浓度达到1000PPM以上时，模耗可以减少15％～30％，锌层损失可减少10～20％。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种镀锌钢丝拉拔过程中自生成极压抗磨剂的水基润滑剂及其制备方法。该水基润滑剂的润滑性能优良，模具消耗少，锌层损失小，钢丝表面质量好，使用寿命长，能满足电镀、热镀锌钢丝的高速拉拔。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

一种镀锌钢丝拉拔过程中自生成极压抗磨剂的水基润滑剂，按重量百分比计其组成为：脂肪酸多元醇酯8.0～15.0％，油酸胺皂6.0～8.0％，多烯多胺1.5～3.0％，磷酸2.0～3.0％，防锈剂1.0～5.0％，防霉剂1.0～3.0％，消泡剂0.1～0.3％，乳化剂3.0～7.0％，耦合剂2.0～5.0％，余量的水。

按上述方案，所述脂肪酸多元醇酯由脂肪酸与多元醇合成得来；其中，脂肪酸选自月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚麻油酸等中的一种或多种，多元醇选自季戊四醇、三羟甲基丙烷、新戊二醇等中的一种或多种。

按上述方案，所述的脂肪酸多元醇酯选自季戊四醇酯、三羟基丙烷酯、新戊二醇酯等中的一种或多种。这一类脂肪酸多元醇酯润滑性好，同时由于没有β-叔氢原子，其稳定性也好。