铜拉丝油的制造检验及使用维护.doc

铜拉丝润滑剂的制造检验及使用维护笔者在铜拉丝润滑剂生产企业工作多年，先后从事生产技术和售后服务工作，今将有关铜润滑剂的他人经验和自己的体会小结一下，供润滑剂生产企业以及线缆和漆包线行业的人士参考，纰漏之处，欢迎指正。为叙述方便，下文中将铜拉丝润滑剂简称为拉丝油。一、 乳化剂 按照乳化剂在水中的电离情况，乳化剂分为四类：阴离子乳化剂 、非离子乳化 、阳离子乳化剂、 两性乳化剂。每种离子表面活性剂都有其特性，所以只要知道表面活性剂的类型就可以推测其应用范围。从实际应用的情况看，作为清洗、乳化使用的多数是阴离子和非离子型的乳化剂，目前在拉丝润滑剂中使用的乳化清洗剂也是如此。1 阴离子乳化剂阴离子表面活性剂按亲水基可分为四类，这四类又按照憎水基不同可分为数类。作为乳化剂的阴离子羧酸皂有油酸、硬脂酸、松香酸、蓖麻油皂等，它们的抗硬水能力都较差，水溶液呈碱性，有一定的PH缓冲性能，是早期的拉丝油的主要乳化剂和辅助润滑剂。肥皂是最早也是最常用的阴离子表面活性剂，一般由动植物油与氢氧化钠皂化而得，也可以由油酸硬脂酸中和制得。另一类阴离子乳化剂是硫酸酯盐类，此类乳化剂一般比羧酸皂易溶于水，并且水溶液呈中性，抗硬水能力也较强。有脂肪醇硫酸盐类和硫酸化植物油类等。蓖麻油的硫酸化产物的钠盐被称为太古油、土耳其红油，是早期乳化型拉丝油的主要乳化剂和润滑剂成分。阴离子乳化剂的另一类是磺酸盐类，其中最知名的是十二烷基苯磺酸钠，是合成洗衣粉的主要成分。重烷基苯磺酸盐和石油磺酸盐是很好的乳化剂和防锈剂，是乳化型与半合成型拉丝油的辅助乳化清洗剂。磷酸酯盐抗静电性能较好 主要用在化纤油剂中。2 非离子乳化剂此类乳化剂主要有聚乙二醇型和多元醇型两类，近年随着石化工业的发展，所用主要原料环氧乙烷成本不断降低，在乳化清洗中已普遍使用。该类活性剂的典型代表有脂肪醇聚氧乙烯醚（俗称平平加）、壬基酚聚氧乙烯醚（俗称OP、NP）、环氧乙烷与环氧丙烷的聚合物（聚醚）、失水山梨醇脂肪酸酯（司本）、脂肪酸二乙醇酰胺（尼那尔）等。由于非离子表面活性剂具有在水中不电离的特点，决定了它在某些方面较离子型表面活性剂优越，如在水中和有机溶剂中都有较好的溶解性，在溶液中稳定性高，不易受强电解质无机盐和酸、碱的影响。由于与其它类型表面活性剂相容性好，所以常可以很好地混合复配使用。非离子表面活性剂有良好的耐硬水能力，有低起泡性的特点，因此适合作特殊洗涤剂。由于它具有分散、乳化、泡沫、润湿、增溶多种性能，因此在很多领域中都有重要用途。部分非离子活性剂具有“逆温性”，即低温时在水中的溶解度大，高温时溶解度小，甚至不溶。金属线在通过模具的瞬间温度升高，含有该类乳化剂的乳化液携带润滑剂等从水中析出，附着在线材和模具表面，所以即使在低浓度下线材和模具也能获得很好的润滑和保护，当温度降低后，析出的乳化剂等又溶回到水中。拉丝油用户可以把拉丝油配制成一定浓度的乳化液并把其加热到90左右，之后冷却到室温，如果加热后乳化液发生分层现象，并在其降到室温后上层析出的部分又溶解到水中，就基本可以断定该乳化液含有较多非离子乳化剂。非离子乳化剂在拉丝油中的用量足够大时，即使在硬水中乳化液也不析皂，PH值低至6甚至更低，乳化液也不分层。并且清洗性能只有少许下降。目前非离子乳化剂在乳化型、半合成型拉丝油中都有应用，使用量越来愈大，并且是合成型拉丝油的主要成分。 3阳离子乳化剂4两性乳化剂 以上两类在拉丝油中应用极少。二、拉丝油功能性添加剂每种添加剂的功能不一定是单一的，有的兼有润滑性和清洗性；有的兼有乳化型和润滑性等等。拉丝油中一般都含有下列添加剂，以满足拉丝工艺的需要1润滑性添加剂2消泡剂3微生物控制剂4碱度储备剂5耦合剂6抗氧化剂三、铜拉丝工艺对拉丝油的基本要求1润滑性 良好的润滑能保证铜材的表面质量，延长模具寿命，降低电力消耗。2清洗性 足够的清洗性可以保持模具、塔轮清洁，铜材表面干净无油污。拉丝油乳化稳定性很好、所用材料氧化安定性很高、长期使用而不产生大量油泥，这样的乳化液才能获得长期的良好的清洗性。需要指出的是，以前大家认为润滑性与清洗性是相互矛盾的，提高润滑性，就要降低清洗性；或者提高清洗性，就得降低润滑性。现在随着合成材料的发展，这一矛盾已基本不存在，可以同时获得高的润滑性和清洗性。3对铜材的保护性 拉丝过程是截面积逐步减少的过程，大量的潮湿的新生表面暴露在空气中很容易变暗、变红、发黑，在夏季南方、尤其是沿海地区对拉丝油的保护作用要求更高，甚至要单独添加铜的抗氧剂才能好转。4抗微生物性能 因乳化液经常和人体接触， 所以选择拉丝油原料时的第一条要求就是人性化，即乳化液接触皮肤时不能引起发痒、起疙瘩等症状，也不能有潜在的危害。对人体没有危害的材料抵抗微生物的能力自然也低，就需要添加一定量的微生物控制剂，以延长乳化液的寿命。四、铜拉丝油的分类及生产工艺配方铜拉丝油属于金工用油，在GB7631.5有关油品分类中应属于L-MAB至L-MAG类，这里只简单的把水溶性铜拉丝油分为三类：乳化型 、半合成型（微乳化型）、合成型。 早期的拉丝油基本是肥皂水和植物油的混合物，小拉时采用“高皂低脂肪”配方，大中拉采用“低皂高脂肪”配方，上世纪80年代，吉林、营口、天津等地先后开发了专业的铜拉丝油产品。1纯油型铜拉丝油 目前该类油品很少见2乳化型铜拉丝油 最早的水溶性油品遇水后呈白色，如同牛奶一样，乳化油因此得名，该类产品以中至低粘度润滑油为基础油，以阴离子类活性剂为主要乳化剂，1983年吉化开发的代号为CWD的铜拉丝油就是这类产品的代表，其配方如下：石油磺酸钠10 5号白油 30硫酸化植物油 30 石油酸 少量（根据具体情况而定）三乙醇胺 同上硫酸 7烧碱 3消泡剂 0.1杀生剂 0.3该产品润滑性佳，所选材料无毒副作用，成本低廉。上世纪80年代年产近2000吨，占据了国内拉丝油的主导地位。2000年吉化油脂厂解体前后，南海、顺德、珠海、高明、无锡、常州、宜兴、南通等地多家移植了该工艺，吉林本地也衍生出数家拉丝油厂。但该品清洗性略显不足，使用寿命稍短，抗硬水能力低，乳化液表面有黑绿色的漂浮物。随着合成材料的发展和拉丝工艺的改进，目前除在要求不高的中低速大中拉方面还有应用外，漆包线行业已难觅其踪影。 3半合成型铜拉丝油（微乳化型）半合成型拉丝油又称微乳化型拉丝油，相对于乳化型拉丝油，这类产品含油量较少（约10%30%），乳化剂尤其是非离子型乳化剂含量很大（约25%60%），可在水中分散成更加细小的颗粒，以致光线可以通过，形成透明的乳化液，其乳化液是热力学的稳定体系，不能被高速离心机分离。“一切差异都在中间阶段融合”，乳化液和微乳化液也是如此，从乳化液到微乳化液的变化是渐进的，没有明显的分界线。如果向半合成型乳化油中加入一定量的机油，乳化液就可能变成白色，半合成型乳化油就变成了乳化油。虽然半合成型拉丝油的含油量下降，但并不影响其润滑性能，因为在乳化油中，作为各种功能性添加剂的溶剂与载体的基础油（一般为546号机油），只提供辅助的润滑性，主要的润滑性能是添加剂提供的。有时拉丝厂家把微乳化油加到水中后，水没有变成牛奶状的白色，而是形成透明溶液，就认为拉丝油“没有了”，其实这是误解。乳化油的生产厂家大多不制造乳化剂，而是外购，但不同厂家不同批号的乳化剂的性能有微小的差别，即使采用同样的配方、同样的工艺也不一定生产出合格的产品，即使是成熟的配方，生产时也要微调。有时，一吨产品中某种添加剂的量差一公斤产品性能都有差别，这就对乳化油生产厂家的质量控制提出了很高的要求，同时也是有些厂家产品时好时坏的原因。半合成型拉丝油的组成不像有些乳化型产品那样，在业内几乎尽人皆知，目前几乎见不到成熟的公开的配方，下面是一款切削液的配方，但组成和组方原则和半合成拉丝油极其接近。矿物油 17硫化植物油 8聚乙二醇油酸酯 12壬基酚聚氧乙烯醚 5油酸二乙醇胺 28水 304合成型铜拉丝油严格讲合成型产品不能叫拉丝“油”了，因为其中不含矿物油，这也是拉丝润滑产品的统称应该是拉丝润滑剂、而不是拉丝油的原因。这类产品含大量的水和多种水溶性功能添加剂，为了使外观好看，经常使用色素将产品染成红绿黄等颜色。这类产品清洗性能极好，润滑性相对较差，成本较高，目前主要用在微拉上面，小拉也有应用。五拉丝油的检验 不仅拉丝油，其它金工用油的标准也同样只有外观、PH值、泡沫试验等几项，这些指标既不能反应产品档次，也不完全反应内在质量，产品的标准与试验方法和实际应用的关联性有限。所以国外很多品牌的产品一般不给出产品的分析指标，而是承诺用户的使用效果。拉丝油生产厂家在确定一款产品的工艺之前，都必须经过数家用户的实际应用来检验，工艺定型后一般不做大的变更。通过眼观、手摸来检验的方法是没有依据的，检验一个产品好坏的最终标准是生产实践。下面是吉林市龙汇化工有限公司的标准文本，供大家参考。铜拉丝油1 范围本标准规定了铜拉丝油的要求、试验方法、抽样、检验规则、标志、包装运输等。本标准适用于本厂生产的铜拉丝油。2 引用文件GB/T 510-1983 石油产品凝点测定法GB/T 4756-1998 石油液体手工取样法GB/T 3142-1982 润滑剂承载能力测定法（四球法）SH/T 0195-1992 润滑油腐蚀试验法SH/T 0164-1992 石油产品标志、包装、运输、贮存及交货验收规则3 要求铜拉丝油质量应符合其质量标准4 抽样铜拉丝油的抽样按GB/T4756-1998的要求进行5 试验方法5.1 油基外观 目测5.2 凝点的测定 按GB/T510-1983执行5.3 5%乳化液腐蚀试验的测定按SH/T 0195-1992执行5.4 5%乳化液PH值的测定5.4.1 将样品按要求加入软水后测定其酸碱度5.4.2 主要仪器与试剂烧杯 250mL具塞量筒 100mL软水5.4.3 分析步骤与观察判断称取试样5g于具塞量筒中，称准至0.1g，加入软水至100 mL处，盖紧后摇匀1分钟，用一条PH410广泛试纸浸入该液中，半秒后取出与标准比色板比较，即测得PH值。5.5 5%乳化液稳定性的测定5.5.1 方法原理 样品与水混合后观察其乳化液稳定性5.5.2主要仪器与试剂具塞量筒 100mL软水5.5.3 分析步骤与观察判断称取试样5g于具塞量筒中，称准至0.1g，分两次加入2030的软水至100 mL标线处。首次加入到50mL标线处摇匀再加入余量。随之盖紧盖子剧烈摇动1分钟，放置1小时观察油皂析出体积。油：乳化液上层析出的棕黄色透明液状物，分油为不合格。皂：浮在液面上的一层脂状物，体积不大于1mL为合格。5.6 5%乳化液消泡性的测定5.6.1 方法原理 测定铜拉丝油所配制的乳化液泡沫消除快慢的性能5.6.2 主要仪器与试剂具塞量筒 空间高度为70mm恒温水浴软水5.6.3 分析步骤与观察判断在具塞量筒中用软水配制成5%乳化液50mL，并将其置于5052恒温水浴锅中，15分钟后取出立即上下激烈振动30秒，其上下摇动距离约为30cm，摇动速度约在100120次/分，摇动完毕在室温下静止5分钟，观察泡沫消除情况。5.7 最大无卡咬负荷的测定按GB/T3142-82执行6 检验规则6.1 铜拉丝油由厂质量监督部门进行检验，合格产品附有合格证明方可出厂。6.2 本产品以每生产一罐为一批，一罐净重为2.0吨。6.3 本产品出厂检验项目为外观、5%乳化液PH值、5%乳化液稳定性、5%乳化液消泡性四项6.4 抽样 按GB/T4756-1998进行取样量为2L，分为两份，分别装入两个清洁、干燥的瓶中，贴上标签，内容包括：产品名称、批号、取样日期、取样人姓名等。一瓶送化验室分析检验，一瓶密封保存5个月备查。6.5 有下列情况之一时应进行型式检验，型式检验项目为本标准规定的所有项目。a) 产品正式生产时；b) 原料、配方、工艺改变时；c) 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时；d) 上级质量监督部门要求进行型式检验时；e) 供需双方发生产品质量争议时。7. 判定规则检验结果有一项指标不符合本标准要求时，应重新加倍取样进行检验，如仍不合格，则判定该批产品不合格。六、拉丝油的使用及维护1.配制乳化液 配液用水的质量要求：配液用水的质量与拉丝油的质量同等重要，这一点拉丝油的用户一定要引起重视。配制润滑液用水应使用软水（自来水或去离子水），其水质应是无色、无臭，无悬浮物和机械杂质，PH值6.57.5。若水质过硬，则要考虑增设水处理装置，若悬浮物过多或PH值不在要求范围内，要上一套净化水的装置，并对PH值做适当的调整后方可使用，水中氯离子含量过高（100mg/L），则不宜使用，或掺加蒸馏水以降低氯离子含量，否则容易引起铜材变色。乳化液系统清理用水彻底清洗拉丝机、润滑液输送管道和润滑液池。再用5%氢氧化钠溶液或1%的甲醛水溶液浸泡（或喷洗）润滑液池3h以上，整个系统再循环一段时间。排出氢氧化钠溶液或甲醛水溶液后，再用清水清洗整个循环系统至清洁干净。乳化液配制配制润滑液前，先将润滑剂的包装桶放倒，滚动数次使润滑剂均匀。（目前拉丝油很少有分层现象了，即使稍有分层，只是上下层含量不同，而不会分出不溶于水的机油，此举是预防万一。）润滑液池，在容积相同情况下应以横截面积大为宜，这有利于润滑液的消泡和铜粉沉降。 润滑液的浓度，必须根据所加工线材的规格和润滑剂生产厂所提供的浓度参考数据（或根据自己的使用经验）进行配制。 新配制的润滑液，必须经充分搅拌均匀后才可以使用。2.使用中的乳化液维护 杂质控制食物残渣等生物质的混入是造成乳化液腐败的重要诱因，应严加控制其混入，铜粉能加速乳化液老化，加速模具等的磨损，应将其捞掉或者过滤掉。 浓度控制乳化液浓度的测定a)用折光仪（糖度计）直接测定此法简单方便，但测量已使用较长时间的乳化液时，界线模糊，显示不清晰。一般地说，当温度增高一度时，液体有机化合物的折光率就减小3.510-45.510-4，一般用410-4为温度变化常数。另外，用折光仪测量拉丝油原油的浓度结果是不准确的。b)破乳法测定具体方法如下：取50毫升乳化液，加入到100毫升带刻度的具塞量筒中,再加入氯化钠(食盐)适量，使液面上升至56毫升,盖紧具塞量筒的盖子上下震动，使食盐完全溶解。静止放置，待下层水清澈透明时,记录分出油脂的毫升数。按下式计算乳化液的浓度： 析出油脂的毫升数乳化液浓度 = 100% 50 每天检验或根据生产情况不定期检验乳化液浓度。PH值控制每天检查一次 , 其范围在7.59.0为最佳。低于7.5时补充三乙醇胺,也可以缓慢添加适量的低浓度的食用碱（碳酸钠）或氢氧化钠，调整PH值至7.59.0温度控制使用温度在3045为最佳。温度高于45时润滑性能受到影响。微生物控制停产时每天开机循环一段时间，或加入杀菌以抑制微生物繁殖。3与润滑剂有关的问题及原因和解决方案这部分属于拉丝油现场应用方面的内容，笔者是润滑剂厂家工作人员，视角难免有局限，特别希望有识之