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銅拉絲潤滑劑的制造檢驗及使用維護

筆者在銅拉絲潤滑劑生產企業(yè)工作多年，先后從事生產技術和售后服務工作，今將有關銅潤滑劑的他人經驗和自己的體會小結一下，供潤滑劑生產企業(yè)以及線纜和漆包線行業(yè)的人士參考，紕漏之處，歡迎指正。為敘述方便，下文中將銅拉絲潤滑劑簡稱為拉絲油。

一、 乳化劑  

按照乳化劑在水中的電離情況，乳化劑分為四類：陰離子乳化劑 、非離子乳化 、陽離子乳化劑、兩性乳化劑。每種離子表面活性劑都有其特性，所以只要知道表面活性劑的類型就可以推測其應用范圍。從實際應用的情況看，作為清洗、乳化使用的多數是陰離子和非離子型的乳化劑，目前在拉絲潤滑劑中使用的乳化清洗劑也是如此。

1． 陰離子乳化劑

陰離子表面活性劑按親水基可分為四類，這四類又按照憎水基不同可分為數類。

作為乳化劑的陰離子羧酸皂有油酸、硬脂酸、松香酸、蓖麻油皂等，它們的抗硬水能力都較差，水溶液呈堿性，有一定的PH緩沖性能，是早期的拉絲油的主要乳化劑和輔助潤滑劑。肥皂是最早也是最常用的陰離子表面活性劑，一般由動植物油與氫氧化鈉皂化而得，也可以由油酸硬脂酸中和制得。

另一類陰離子乳化劑是硫酸酯鹽類，此類乳化劑一般比羧酸皂易溶于水，并且水溶液呈中性，抗硬水能力也較強。有脂肪醇硫酸鹽類和硫酸化植物油類等。蓖麻油的硫酸化產物的鈉鹽被稱為太古油、土耳其紅油，是早期乳化型拉絲油的主要乳化劑和潤滑劑成分。

陰離子乳化劑的另一類是磺酸鹽類，其中最知名的是十二烷基苯磺酸鈉，是合成洗衣粉的主要成分。重烷基苯磺酸鹽和石油磺酸鹽是很好的乳化劑和防銹劑，是乳化型與半合成型拉絲油的輔助乳化清洗劑。

磷酸酯鹽抗靜電性能較好  主要用在化纖油劑中。

2． 非離子乳化劑

此類乳化劑主要有聚乙二醇型和多元醇型兩類，近年隨著石化工業(yè)的發(fā)展，所用主要原料環(huán)氧乙烷成本不斷降低，在乳化清洗中已普遍使用。

該類活性劑的典型代表有脂肪醇聚氧乙烯醚（俗稱平平加）、壬基酚聚氧乙烯醚（俗稱OP、NP）、環(huán)氧乙烷與環(huán)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（尼那爾）等。

由于非離子表面活性劑具有在水中不電離的特點，決定了它在某些方面較離子型表面活性劑優(yōu)越，如在水中和有機溶劑中都有較好的溶解性，在溶液中穩(wěn)定性高，不易受強電解質無機鹽和酸、堿的影響。由于與其它類型表面活性劑相容性好，所以�？梢院芎玫鼗旌蠌团涫褂谩７请x子表面活性劑有良好的耐硬水能力，有低起泡性的特點，因此適合作特殊洗滌劑。由于它具有分散、乳化、泡沫、潤濕、增溶多種性能，因此在很多領域中都有重要用途。

部分非離子活性劑具有“逆溫性”，即低溫時在水中的溶解度大，高溫時溶解度小，甚至不溶。金屬線在通過模具的瞬間溫度升高，含有該類乳化劑的乳化液攜帶潤滑劑等從水中析出，附著在線材和模具表面，所以即使在低濃度下線材和模具也能獲得很好的潤滑和保護，當溫度降低后，析出的乳化劑等又溶回到水中。

拉絲油用戶可以把拉絲油配制成一定濃度的乳化液并把其加熱到90℃左右，之后冷卻到室溫，如果加熱后乳化液發(fā)生分層現象，并在其降到室溫后上層析出的部分又溶解到水中，就基本可以斷定該乳化液含有較多非離子乳化劑。

非離子乳化劑在拉絲油中的用量足夠大時，即使在硬水中乳化液也不析皂，PH值低至6甚至更低，乳化液也不分層。并且清洗性能只有少許下降。

目前非離子乳化劑在乳化型、半合成型拉絲油中都有應用，使用量越來愈大，并且是合成型拉絲油的主要成分。 

3．陽離子乳化劑

4．兩性乳化劑

以上兩類在拉絲油中應用極少。

二、拉絲油功能性添加劑

每種添加劑的功能不一定是單一的，有的兼有潤滑性和清洗性；有的兼有乳化型和潤滑性等等。拉絲油中一般都含有下列添加劑，以滿足拉絲工藝的需要

1．潤滑性添加劑

2．消泡劑

3．微生物控制劑

4．堿度儲備劑

5．耦合劑

6．抗氧化劑

三、銅拉絲工藝對拉絲油的基本要求

1．潤滑性  良好的潤滑能保證銅材的表面質量，延長模具壽命，降低電力消耗。

2．清洗性

足夠的清洗性可以保持模具、塔輪清潔，銅材表面干凈無油污。拉絲油乳化穩(wěn)定性很好、所用材料氧化安定性很高、長期使用而不產生大量油泥，這樣的乳化液才能獲得長期的良好的清洗性。

需要指出的是，以前大家認為潤滑性與清洗性是相互矛盾的，提高潤滑性，就要降低清洗性；或者提高清洗性，就得降低潤滑性�，F在隨著合成材料的發(fā)展，這一矛盾已基本不存在，可以同時獲得高的潤滑性和清洗性。

3．對銅材的保護性 

 拉絲過程是截面積逐步減少的過程，大量的潮濕的新生表面暴露在空氣中很容易變暗、變紅、發(fā)黑，在夏季南方、尤其是沿海地區(qū)對拉絲油的保護作用要求更高，甚至要單獨添加銅的抗氧劑才能好轉。

4．抗微生物性能

因乳化液經常和人體接觸， 所以選擇拉絲油原料時的第一條要求就是人性化，即乳化液接觸皮膚時不能引起發(fā)癢、起疙瘩等癥狀，也不能有潛在的危害。對人體沒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劑，以延長乳化液的壽命。

［yuzeliang 在 2011-11-18 10:26:12 編輯過］

四、銅拉絲油的分類及生產工藝配方

銅拉絲油屬于金工用油，在GB7631.5有關油品分類中應屬于L-MAB至L-MAG類，這里只簡單的把水溶性銅拉絲油分為三類：乳化型 、半合成型（微乳化型）、合成型。  

早期的拉絲油基本是肥皂水和植物油的混合物，小拉時采用“高皂低脂肪”配方，大中拉采用“低皂高脂肪”配方，上世紀80年代，吉林、營口、天津等地先后開發(fā)了專業(yè)的銅拉絲油產品。

1．純油型銅拉絲油  目前該類油品很少見

2．乳化型銅拉絲油

最早的水溶性油品遇水后呈白色，如同牛奶一樣，乳化油因此得名，該類產品以中至低粘度潤滑油為基礎油，以陰離子類活性劑為主要乳化劑，1983年吉化開發(fā)的代號為CWD的銅拉絲油就是這類產品的代表，其配方如下：

石油磺酸鈉………………………10

    5號白油………………………  30

    硫酸化植物油…………………  30

    石油酸………………………… 少量（根據具體情況而定）

    三乙醇胺……………………… 同上

    硫酸……………………………  7

燒堿……………………………  3

消泡劑………………………… 0.1

    殺生劑………………………… 0.3

該產品潤滑性佳，所選材料無毒副作用，成本低廉。上世紀80年代年產近2000噸，占據了國內拉絲油的主導地位。2000年吉化油脂廠解體前后，南海、順德、珠海、高明、無錫、常州、宜興、南通等地多家移植了該工藝，吉林本地也衍生出數家拉絲油廠。但該品清洗性略顯不足，使用壽命稍短，抗硬水能力低，乳化液表面有黑綠色的漂浮物。隨著合成材料的發(fā)展和拉絲工藝的改進，目前除在要求不高的中低速大中拉方面還有應用外，漆包線行業(yè)已難覓其蹤影。

   3．半合成型銅拉絲油（微乳化型）

半合成型拉絲油又稱微乳化型拉絲油，相對于乳化型拉絲油，這類產品含油量較少（約10%～30%），乳化劑尤其是非離子型乳化劑含量很大（約25%～60%），可在水中分散成更加細小的顆粒，以致光線可以通過，形成透明的乳化液，其乳化液是熱力學的穩(wěn)定體系，不能被高速離心機分離。“一切差異都在中間階段融合”，乳化液和微乳化液也是如此，從乳化液到微乳化液的變化是漸進的，沒有明顯的分界線。如果向半合成型乳化油中加入一定量的機油，乳化液就可能變成白色，半合成型乳化油就變成了乳化油。雖然半合成型拉絲油的含油量下降，但并不影響其潤滑性能，因為在乳化油中，作為各種功能性添加劑的溶劑與載體的基礎油（一般為5～46號機油），只提供輔助的潤滑性，主要的潤滑性能是添加劑提供的。有時拉絲廠家把微乳化油加到水中后，水沒有變成牛奶狀的白色，而是形成透明溶液，就認為拉絲油“沒有了”，其實這是誤解。

乳化油的生產廠家大多不制造乳化劑，而是外購，但不同廠家不同批號的乳化劑的性能有微小的差別，即使采用同樣的配方、同樣的工藝也不一定生產出合格的產品，即使是成熟的配方，生產時也要微調。有時，一噸產品中某種添加劑的量差一公斤產品性能都有差別，這就對乳化油生產廠家的質量控制提出了很高的要求，同時也是有些廠家產品時好時壞的原因。

半合成型拉絲油的組成不像有些乳化型產品那樣，在業(yè)內幾乎盡人皆知，目前幾乎見不到成熟的公開的配方，下面是一款切削液的配方，但組成和組方原則和半合成拉絲油極其接近。

礦物油…………………………  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………………………………  30

4．合成型銅拉絲油

嚴格講合成型產品不能叫拉絲“油”了，因為其中不含礦物油，這也是拉絲潤滑產品的統稱應該是拉絲潤滑劑、而不是拉絲油的原因。這類產品含大量的水和多種水溶性功能添加劑，為了使外觀好看，經常使用色素將產品染成紅綠黃等顏色。這類產品清洗性能極好，潤滑性相對較差，成本較高，目前主要用在微拉上面，小拉也有應用。

五拉絲油的檢驗

不僅拉絲油，其它金工用油的標準也同樣只有外觀、PH值、泡沫試驗等幾項，這些指標既不能反應產品檔次，也不完全反應內在質量，產品的標準與試驗方法和實際應用的關聯性有限。所以國外很多品牌的產品一般不給出產品的分析指標，而是承諾用戶的使用效果。拉絲油生產廠家在確定一款產品的工藝之前，都必須經過數家用戶的實際應用來檢驗，工藝定型后一般不做大的變更。通過眼觀、手摸來檢驗的方法是沒有依據的，檢驗一個產品好壞的最終標準是生產實踐。

下面是吉林市龍匯化工有限公司的標準文本，供大家參考。

銅拉絲油

1  范圍

本標準規(guī)定了銅拉絲油的要求、試驗方法、抽樣、檢驗規(guī)則、標志、包裝運輸等。

本標準適用于本廠生產的銅拉絲油。

2       引用文件

GB/T 510-1983     石油產品凝點測定法

GB/T 4756-1998    石油液體手工取樣法

GB/T 3142-1982    潤滑劑承載能力測定法（四球法）

SH/T 0195-1992    潤滑油腐蝕試驗法

SH/T 0164-1992    石油產品標志、包裝、運輸、貯存及交貨驗收規(guī)則

3       要求

銅拉絲油質量應符合其質量標準

4       抽樣

銅拉絲油的抽樣按GB/T4756-1998的要求進行

5  試驗方法

5.1  油基外觀    目測

5.2  凝點的測定

按GB/T510-1983執(zhí)行

5.3  5%乳化液腐蝕試驗的測定

按SH/T 0195-1992執(zhí)行

5.4  5%乳化液PH值的測定

5.4.1 將樣品按要求加入軟水后測定其酸堿度

5.4.2 主要儀器與試劑

燒杯      250mL

具塞量筒  100mL

軟水

5.4.3 分析步驟與觀察判斷

稱取試樣5g于具塞量筒中，稱準至0.1g，加入軟水至100 mL處，蓋緊后搖勻1分鐘，用一條PH4~10廣泛試紙浸入該液中，半秒后取出與標準比色板比較，即測得PH值。

5.5  5%乳化液穩(wěn)定性的測定

5.5.1 方法原理

樣品與水混合后觀察其乳化液穩(wěn)定性

5.5.2主要儀器與試劑

具塞量筒  100mL

軟水

5.5.3 分析步驟與觀察判斷

稱取試樣5g于具塞量筒中，稱準至0.1g，分兩次加入20~30℃的軟水至100 mL標線處。首次加入到50mL標線處搖勻再加入余量。隨之蓋緊蓋子劇烈搖動1分鐘，放置1小時觀察油皂析出體積。

油：乳化液上層析出的棕黃色透明液狀物，分油為不合格。

皂：浮在液面上的一層脂狀物，體積不大于1mL為合格。

5.6  5%乳化液消泡性的測定

5.6.1 方法原理

測定銅拉絲油所配制的乳化液泡沫消除快慢的性能

5.6.2 主要儀器與試劑

具塞量筒  空間高度為70mm

恒溫水浴

軟水

5.6.3 分析步驟與觀察判斷

在具塞量筒中用軟水配制成5%乳化液50mL，并將其置于50~52℃恒溫水浴鍋中，15分鐘后取出立即上下激烈振動30秒，其上下搖動距離約為30cm，搖動速度約在100~120次/分，搖動完畢在室溫下靜止5分鐘，觀察泡沫消除情況。

5.7  最大無卡咬負荷的測定

按GB/T3142-82執(zhí)行

6．              檢驗規(guī)則

6.1  銅拉絲油由廠質量監(jiān)督部門進行檢驗，合格產品附有合格證明方可出廠。

6.2 本產品以每生產一罐為一批，一罐凈重為2.0噸。

6.3 本產品出廠檢驗項目為外觀、5%乳化液PH值、5%乳化液穩(wěn)定性、5%乳化液消泡性四項

6.4 抽樣 按GB/T4756-1998進行

取樣量為2L，分為兩份，分別裝入兩個清潔、干燥的瓶中，貼上標簽，內容包括：產品名稱、批號、取樣日期、取樣人姓名等。一瓶送化驗室分析檢驗，一瓶密封保存5個月備查。

6.5 有下列情況之一時應進行型式檢驗，型式檢驗項目為本標準規(guī)定的所有項目。

a)        產品正式生產時；

b)              原料、配方、工藝改變時；

c)              出廠檢驗結果與上次型式檢驗有較大差異時；

d)              上級質量監(jiān)督部門要求進行型式檢驗時；

e)              供需雙方發(fā)生產品質量爭議時。

7.  判定規(guī)則

檢驗結果有一項指標不符合本標準要求時，應重新加倍取樣進行檢驗，如仍不合格，則判定該批產品不合格。

［yuzeliang 在 2011-11-18 10:25:40 編輯過］

六、拉絲油的使用及維護

1.配制乳化液

⑴  配液用水的質量要求：

配液用水的質量與拉絲油的質量同等重要，這一點拉絲油的用戶一定要引起重視。

配制潤滑液用水應使用軟水（自來水或去離子水），其水質應是無色、無臭，無懸浮物和機械雜質，PH值6.5～7.5。若水質過硬，則要考慮增設水處理裝置，若懸浮物過多或PH值不在要求范圍內，要上一套凈化水的裝置，并對PH值做適當的調整后方可使用，水中氯離子含量過高（＞100mg/L），則不宜使用，或摻加蒸餾水以降低氯離子含量，否則容易引起銅材變色。

⑵乳化液系統清理

①用水徹底清洗拉絲機、潤滑液輸送管道和潤滑液池。

②再用5%氫氧化鈉溶液或1%的甲醛水溶液浸泡（或噴洗）潤滑液池3h以上，整個系統再循環(huán)一段時間。

③排出氫氧化鈉溶液或甲醛水溶液后，再用清水清洗整個循環(huán)系統至清潔干凈�！�

⑶乳化液配制

①配制潤滑液前，先將潤滑劑的包裝桶放倒，滾動數次．使?jié)櫥瑒┚鶆�。（目前拉絲油很少有分層現象了，即使稍有分層，只是上下層含量不同，而不會分出不溶于水的機油，此舉是預防萬一。）

②潤滑液池，在容積相同情況下應以橫截面積大為宜，這有利于潤滑液的消泡和銅粉沉降。

　  ③潤滑液的濃度，必須根據所加工線材的規(guī)格和潤滑劑生產廠所提供的濃度參考數據（或根據自己的使用經驗）進行配制。

　  ④新配制的潤滑液，必須經充分攪拌均勻后才可以使用。

2.使用中的乳化液維護

 ⑴雜質控制

食物殘渣等生物質的混入是造成乳化液腐敗的重要誘因，應嚴加控制其混入，銅粉能加速乳化液老化，加速模具等的磨損，應將其撈掉或者過濾掉。

 ⑵濃度控制

①乳化液濃度的測定

a)用折光儀（糖度計）直接測定

此法簡單方便，但測量已使用較長時間的乳化液時，界線模糊，顯示不清晰。一般地說，當溫度增高一度時，液體有機化合物的折光率就減小3.5×10-4—5.5×10-4，一般用4×10-4為溫度變化常數。另外，用折光儀測量拉絲油原油的濃度結果是不準確的。

b)破乳法測定

具體方法如下：取50毫升乳化液，加入到100毫升帶刻度的具塞量筒中,再加入氯化鈉(食鹽)適量，使液面上升至56毫升,蓋緊具塞量筒的蓋子上下震動，使食鹽完全溶解。靜止放置，待下層水清澈透明時,記錄分出油脂的毫升數。按下式計算乳化液的濃度：

                析出油脂的毫升數

乳化液濃度  =  ——————————  × 100%

                   50

②每天檢驗或根據生產情況不定期檢驗乳化液濃度。

⑶PH值控制

每天檢查一次 , 其范圍在7.5～9.0為最佳。低于7.5時補充三乙醇胺,也可以緩慢添加適量的低濃度的食用堿（碳酸鈉）或氫氧化鈉，調整PH值至7.5～9.0

⑷溫度控制

使用溫度在30～45℃為最佳。溫度高于45℃時潤滑性能受到影響。

⑸微生物控制

停產時每天開機循環(huán)一段時間，或加入殺菌以抑制微生物繁殖。

［yuzeliang 在 2011-11-18 10:23:12 編輯過］

 3．與潤滑劑有關的問題及原因和解決方案

這部分屬于拉絲油現場應用方面的內容，筆者是潤滑劑廠家工作人員，視角難免有局限，特別希望有識之士補充指正。

［yuzeliang 在 2011-11-18 10:24:20 編輯過］

好資料,

頂

與潤滑劑有關的問題及原因和解決方案

這部分屬于拉絲油現場應用方面的內容，筆者是潤滑劑廠家工作人員，視角難免有局限，特別希望有識之士補充指正。

（呵呵  ，自己發(fā)現了一些問題，做了些更正。）

好資料，支持，基礎中的基礎啊