ZWG_2子午胎钢帘线用钢丝湿拉润滑剂的研制

2006年2月

第2期(总第174期)

润滑与密封

LUBRICATIONENGINEERING

Feb12006

No12(serialNo1174)

ZWG22子午胎钢帘线用钢丝湿拉润滑剂的研制

陈小刚　周　斌　芮　斌

(湖北省化学工业研究设计院　湖北武汉430073)

摘要:研制了一种ZWG22子午胎钢帘线用钢丝湿拉润滑剂,详细探讨了添加剂的选择以及配方的确定。应用结果表明,研制的ZWG22润滑剂具有拉拔速度高、模耗低、使用寿命长、与橡胶粘合好且稳定的特点,并具有优良的润滑、冷却、清洗和防腐性能,完全可以替代进口润滑剂产品以满足生产需要。

关键词:钢帘线;湿拉;润滑剂;添加剂

中图分类号:TE62613　文献标识码:A　文章编号:0254-0150(2006)2-138-3

PreparationofZWG22WetDrawingLubricantforSteel

CordofMeridianTyre

ChenXiaogang　ZhouBin　RuiBin

(HubeiChemicalEngineeringResearchandDesignInstitute,WuhanHubei430073,)

Abstract:ZWG22wetdrawinglubricantforsteelcordofmeridianofadditivesand

thecompoundingoflubricantwerestudied.TheresultshowsthatZG2hasslowwearlossofmould,longlife,highandsteadyadhesivepropertywithoflubrication,cool,clean2outandanticorrosion.

Keywords:steelcord;　近年来,展,子午线轮胎得到高速发展,作为轮胎主要骨架材料的钢帘线需求量不断增加,对钢丝帘线的质量要求越来越严,品种也越来越多,从而对钢丝拉拔润滑剂的性能提出了更高的要求。据预测,2010年我国需钢帘线用量将突破60万t,需耗润滑剂6000～7000t,由于钢帘线实际生产量将远远不止这些,因此润滑剂需求量也肯定会更大。目前国内除我院自主开发生产的HGR系列及ZWG系列润滑剂外,未见批量产品面世;国外产品主要有法国和德国的,占领部分国内市场。国外产品虽然综合性能较好,但价格较贵,而且适用性不广,对使用条件较为苛刻,而我院开发出的系列产品不仅质优价廉,而且维护很容易,适应性很广。

本文作者研制了一种专门用于子午胎钢帘线钢丝高速湿拉的润滑剂ZWG22,该润滑剂是一种含特殊合成酯润滑剂的水乳化体系,具有优良的润滑、冷却、清洗和防腐性能,成品钢丝帘线与橡胶粘附性很好,经过国内几个钢帘线生产厂家应用,有关性能指

收稿日期:2005-03-17

作者简介:陈小刚(1972—),男,工程师,主要从事水基润滑剂的研究开发工作1E2mail:cxg_001@sina1com1

标已达到国外同类润滑剂的先进水平,完全可以替代

进口润滑剂满足生产需要。1　钢帘线湿拉润滑剂的研制

钢帘线用钢丝一般为镀黄铜细规格高碳钢丝,直径为0115～0138mm,由湿式拉拔而成。用于钢帘线用钢丝湿拉的润滑剂,不仅要求具有一般湿拉丝润滑剂所具有的润滑性、清洗性、冷却性、防腐蚀性、防腐败性、消泡性等性能,还必须具有增进钢丝与橡胶粘合性能,即一个好的润滑剂还必须能够促进钢丝与橡胶的粘合力,最起码不能削弱钢丝与橡胶的粘合。对于钢帘线润滑剂而言,保证其与橡胶粘合力稳定在一个较高的水平,是至关重要的,也是最难做到的,关系到产品研制的成败。下面讨论润滑剂添加剂的选择和配方的研究。111　添加剂的选择

润滑剂是由多种添加剂组成,不同的添加剂起不同的作用,主要有起润滑作用的润滑添加剂、乳化剂、防锈剂、防霉剂、消泡剂等组成。润滑剂制备的关键是润滑添加剂的合理选择,解决浓缩液及稀释液的稳定性以及防锈剂、防霉剂等助剂的合理配伍,使其具有良好的润滑、防锈、防霉性能。11111　润滑添加剂的选择

润滑添加剂主要起润滑作用,其可分为油性剂和

2006年第2期陈小刚等:ZWG22子午胎钢帘线用钢丝湿拉润滑剂的研制139

极压剂两类。油性剂具有降低摩擦的作用,常见的油

性剂有矿物油、动植物油脂、高级脂肪酸、脂肪醇、脂肪胺、酰胺、脂肪酸酯以及含极性基团的高分子化合物等等。选择油性剂时,要求添加剂经过高压拉拔后产生的拉拔残留物有助于钢丝合股和有利于钢丝帘线与橡胶的粘合,因此本文选择了一类特殊脂肪酸酯作为油性剂,结果表明其润滑性能很好,且非常有利于钢丝与橡胶的粘合。

在水基拉丝润滑液中仅仅依靠油性剂的润滑性能是远远不够的,还需要加入极压润滑添加剂。极压剂主要是以含S、P、Cl等活性元素的化合物为主,由于S、Cl型腐蚀铜和钢,因此钢帘线用钢丝湿拉润滑剂中一般可选用含P极压剂。含P极压剂一般包括烷基磷酸酯或烷基亚磷酸酯、芳基磷酸酯或芳基亚磷酸酯。目前可供选用的极压剂可分为油溶性和水溶性两大类,油溶性极压剂需用表面活性剂使其乳化分散于水中,这样有可能导致极压性或抗磨性能较差;而水溶性极压剂则可避免复配成分复杂,稳定性也好。

滑添加剂。,的润滑添加剂,考虑,(10个碳原子以上)的脂肪烃基或芳基,使其具有“油性剂”的作用,在摩擦表面发生物理吸附和化学吸附形成润滑油膜(仅作油性剂还需带有极性基团如—COOH,—OH,—COOR,—CONH2,—NH2);若从高温高负荷下起润滑作用的角度考虑,可以引入S、P、Cl、B、N、Mo、Zn等活性的极压元素,在摩擦表面发生化学反应形成极压润滑膜起润滑作用;若考虑水溶性问题,可以在分子中引入亲水性基团如_CH2CH2Oβn、—COOH、—OH、—NH2等,赋予水溶性。如果同时含有上述几种基团的分子,则可能是兼有油性剂和极压剂双重功效的优良的水溶性润滑添加剂。

根据以上原则,本文选择了几种原料易得且易于合成的含P极压剂,并对其性能作比较,结果见表1。

表1　含P极压剂润滑性能

极压剂含P剂Ⅰ1%含P剂Ⅱ015%含P剂Ⅲ015%含P剂Ⅳ015%

最大无卡咬负荷pB值/N50916744187441874418

剂Ⅲ和Ⅳ用于配方试验,通过配方试验结果,再进行

极压剂的筛选工作。

11112　乳化剂

要制备性能优良的水基拉丝液,乳化剂选择是关键。乳化液稳定性好坏对其润滑性、清洗性、润湿性及使用寿命都有影响,乳化剂包括离子型和非离子型两类,一般选用阴离子型和非离子型表面活性剂作润滑液乳化剂。阴离子型乳化剂同时具有油性剂和防锈剂的作用,且其废液处理容易,但水中若含有较多钙、镁、铁等离子时易形成不溶性浮渣而破坏乳化;而非离子乳化剂则不受这些影响,但废液处理困难。本文将阴离子型和非离子型乳化剂复配使用,结果表明,乳化稳定性能更好,效果更佳。11113　防锈剂

拉丝润滑剂在使用过程中,硼酸盐、磷酸,表钢铁等均具有较好的防锈缓蚀能力。另外,防霉剂、消泡剂等添加剂,也对拉丝润滑剂的性能具有一定的影响。112　配方的确定

目前拉丝润滑剂的润滑性评价并没有行之有效的方法,一般先在实验室测定润滑剂的最大无卡咬负荷

pB值及摩擦因数等,然后再到拉丝机上试用,因而

试用周期较长,况且不同厂家、不同原料丝、不同结构的帘线丝表现出润滑性能也有所不同。

本文在实验室对润滑添加剂、乳化剂、防锈剂等进行了大量的配比试验,评价方法包括pB值及长时磨损检测、防腐防锈试验、稳定性试验等等,通过反复配制、测试、筛选,研制出几个稳定乳液供实验室检测润滑性能等,结果见表2(均配成1∶10稀释液检测)。

表2　研制的润滑剂样品的润滑性能

样品1234

组分

合成酯Ⅰ10%～15%+极压剂Ⅲ10%+乳化剂5%合成酯Ⅱ10%～15%+极压剂Ⅲ10%+乳化剂5%合成酯Ⅰ10%～15%+极压剂Ⅳ10%+乳化剂5%合成酯Ⅱ10%～15%+极压剂Ⅳ10%+乳化剂5%

pB值/N

D15min/mm

392N

980980118518118518

0155015401480147

长时磨损

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