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。

［yuzeliang 在 2011-11-18 10:26:12 编辑过］

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5～46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………………………………  30

4．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PH4~10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20~30℃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50~52℃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100~120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。

［yuzeliang 在 2011-11-18 10:25:40 编辑过］

六、拉丝油的使用及维护

1.配制乳化液

⑴  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6.5～7.5。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。

⑵乳化液系统清理

①用水彻底清洗拉丝机、润滑液输送管道和润滑液池。

②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。

③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。　

⑶乳化液配制

①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。）

②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。

　  ③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。

　  ④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

 ⑴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。

 ⑵浓度控制

①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3.5×10-4—5.5×10-4，一般用4×10-4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

②每天检验或根据生产情况不定期检验乳化液浓度。

⑶PH值控制

每天检查一次 , 其范围在7.5～9.0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7.5～9.0

⑷温度控制

使用温度在30～45℃为最佳。温度高于45℃时润滑性能受到影响。

⑸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。

［yuzeliang 在 2011-11-18 10:23:12 编辑过］

 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，特别希望有识之士补充指正。

［yuzeliang 在 2011-11-18 10:24:20 编辑过］

好資料,

頂

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，特别希望有识之士补充指正。

（呵呵  ，自己发现了一些问题，做了些更正。）

好资料，支持，基础中的基础啊