專利名稱：一種冷軋薄板軋制油組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬加工工藝用潤滑組合物，特別涉及一種冷軋薄板軋制油組合物。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代冷軋技術(shù)的進步，越來越多的軋機采用冷軋軋制油乳化液作工藝潤滑、冷卻，冷軋裝備和相關(guān)技術(shù)的迅速發(fā)展使得冷軋薄板的生產(chǎn)高速化、生產(chǎn)規(guī)模大型化。冷軋 薄板的厚度也越來越薄，對冷軋薄板的表面質(zhì)量的要求越來越高。出于市場競爭等方面的考慮，冷軋帶鋼的生產(chǎn)廠家為滿足客戶需求，冷軋板表面清潔度越來越受到重視。清潔度已成為冷軋帶鋼市場競爭的關(guān)鍵指標(biāo)，而冷軋軋制油起著舉足輕重的作用，從而導(dǎo)致了對軋制油的潤滑性、軋機清潔性、退火清凈性等提出了更嚴(yán)格的要求，軋制油的添加劑等技術(shù)也得到了不斷完善和發(fā)展。在冷軋軋制過程中，軋制油一般與90% 98%的水以一定的方式混合使用。它的主要作用是潤滑板帶與軋輥，降低摩擦力；冷卻板帶與軋輥；沖洗板帶與軋輥，以得到較好的板帶表面質(zhì)量；提高板帶在中間過程的防銹能力。冷軋油中的基礎(chǔ)組分是提供潤滑性能的主要組分，軋制油的基礎(chǔ)油組分在初期以植物油如棕櫚油為基礎(chǔ)油。后來，人們發(fā)現(xiàn)動物油的潤滑性能優(yōu)于植物油，穩(wěn)定性也較好，以動物油為基礎(chǔ)油逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位。但是動物油和植物油都存在一個缺點揮發(fā)性能不好，退火時在板帶表面產(chǎn)生大量殘?zhí)?，影響板帶表面質(zhì)量。如公開號為CN1188793A的專利介紹了一種用于鋼板的冷軋油，其主要組分包括(a)礦物油和/或由含有12-22個碳原子的脂肪族羧酸和含有1-12個碳原子的脂肪醇制備的單酯；(b)動植物油脂；(c)含有下述酯的復(fù)合酯，該酯由含有16-20個碳原子的高級脂肪不飽和酸的二聚物酸和或聚合物酸與多元醇制備，其中剩余的羧基或羥基已用含有12-22個碳原子的一元醇或單價脂肪酸酯化。該潤滑油還含有(d)磷基極壓添加劑或硫基極壓添加劑。該軋制油具有良好的潤滑性，但軋制清潔性差，不能實現(xiàn)不經(jīng)過脫脂處理實現(xiàn)光亮退火的要求。美國專利USP5122288公開了一種冷軋油，其基礎(chǔ)油選自動植物油脂、礦油、合成酯類，或其兩種及兩種以上混合物，該軋制油潤滑性一般，軋制清潔性一般，同樣不能實現(xiàn)不經(jīng)過脫脂處理實現(xiàn)光亮退火的要求。后來出現(xiàn)以礦物油為基礎(chǔ)組分的冷軋軋制油，該類軋制油具有極好的軋機清潔性及退火清凈性，但礦物油的摩擦系數(shù)比動植物油脂高很多，由于潤滑性能變差，在軋制過程中產(chǎn)生的熱擦痕較多，防止和減少熱擦痕需要提高冷軋軋制油的邊界潤滑性。如USP5009803公開的一種冷軋鋼潤滑液是在礦物基礎(chǔ)油中加入一種或多種有機碳酸酯。它可用于鋼的冷軋，可作為全油使用，也可加入乳化劑，形成乳液或微乳液。該類軋制油具有極好的軋機清潔性及退火清凈性，不經(jīng)過脫脂處理的鋼板退火后表面干凈、無污染物，但是缺點是潤滑性能較差，不能滿足在高壓、高速條件下的軋制生產(chǎn)要求。理想的冷軋軋制油是潤滑性和清凈性均好的軋制油，即耐熱擦痕性和清凈性達到平衡的軋制油，這也是本發(fā)明的目的所在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對現(xiàn)有技術(shù)中冷軋軋制油潤滑性能差和軋制清潔性差等缺點，而提供一種新的冷軋薄板軋制油組合物，該冷軋薄板軋制油組合物不僅具有優(yōu)異的潤滑性能，而且具有優(yōu)異的軋機清潔性能和退火清凈性能。本發(fā)明冷軋薄板軋制油組合物由下列組分組成(A)多元醇酯類油性劑，60 85重量％，優(yōu)選70 82重量％ ；(B)非離子型高分子表面活性劑，O. I 2.0重量％，優(yōu)選O. 5 I. O重量％ ；(C)非離子型酯醚型表面活性劑，3. O 10. O重量％，優(yōu)選5. O 8.0重量％ ；(D)硫化物極壓抗磨劑，5 15重量％，優(yōu)選8. O 12. O重量％ ；·(E)含磷極壓抗磨劑,O. 5 5重量％ ,優(yōu)選I. O 3. O重量％ ；(F)防銹劑，O. 5 5重量％ ;優(yōu)選I. O 3. O重量％ ；(G)礦物油基礎(chǔ)油，2 15重量％。(H)抗氧劑，O. I 2重量％，優(yōu)選O. 5 I重量％。以冷軋薄板軋制油組合物總重量計，冷軋薄板軋制油組合物各組分重量百分含量為100重量％。所述組分㈧是由含2 5個羥基的C5 Cltl脂肪醇與C12^18的一元脂肪酸經(jīng)酯化反應(yīng)后所得到的至少一種酯。所述C12^18的一元脂肪酸推薦使用月桂酸、椰子油酸、肉豆蘧酸、棕櫚油脂肪酸、棕櫚仁油脂肪酸、硬脂酸、軟脂酸或油酸，優(yōu)選椰子油酸、棕櫚油脂肪酸、棕櫚仁油脂肪酸、硬脂酸或油酸。含多羥基的C5 Cltl脂肪醇推薦使用新戊二醇、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、季戊四醇或二聚季戊四醇，優(yōu)選三羥甲基丙烷或季戊四醇。所述(B)組分是重均分子量為5000 20000的非離子型高分子表面活性劑，由分子量為1000 1200的聚異丁烯脂肪酸和重均分子量為400 4000的聚乙二醇經(jīng)酯化反應(yīng)生成，其HLB值為6 9。該組分⑶可使組合物的表面活性劑分子發(fā)生變化，保護膠體的作用變強，形成的乳化液其油粒的直徑變大，在被加工的表面形成更多的油膜，顯示出更好的潤滑性。其中所述分子量為1000 1200的聚異丁烯脂肪酸推薦使用聚異丁烯丁二酸、聚
異丁烯丙二酸或聚異丁烯己二酸。所述組分(C)是C12^18脂肪酸與脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚經(jīng)酯化得到的酯醚型非離子表面活性劑，其中脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚和辛基酚聚氧乙烯醚中環(huán)氧乙烷數(shù)均為4 7。所述的C12^ 18脂肪酸優(yōu)選直鏈一元脂肪酸，最好為月桂酸、椰子油酸、棕櫚油酸或油酸。所述的脂肪醇聚氧乙烯醚是上海石化石油三廠銷售的商品名為平平加0-4、0-6或0-7等的產(chǎn)品。壬基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚(4-7)為大連旅順化工廠銷售的商品名為NP-4或NP-7等的產(chǎn)品。組分(D)是含硫極壓添加劑，至少選自硫化豬油、硫化牛油、硫化植物油、硫化烯烴和硫化礦物油中的一種，優(yōu)選硫化烯烴或硫化動植物油。選擇二種以上混合使用時，為各種物質(zhì)按均等重量比混合。組分(E)是含磷極壓抗磨添加劑，至少選自亞磷酸二正丁酯和磷酸三甲苯酯(T306)極壓抗磨劑中的一種，選擇二種以上混合使用時，各種物質(zhì)按均等重量比混合。組分(F)是防銹劑，可以是石油磺酸鈉、二壬基鈉磺酸鋇、烯基丁二酸、直鏈?zhǔn)┗《峄蚴┗《岚膈?，?yōu)選為直鏈?zhǔn)┗《峄蚴┗《岚膈?。鋼板軋制后會有一部分乳化液夾帶到帶卷中，在溫度、空氣、水分等因素的作用下，在鋼板表面易形成塊狀銹斑，從而影響鋼板退火后的清凈性能。組分(F)可保護由于軋制過程產(chǎn)生的新生表面的銹蝕，以滿足清凈性能的要求。組分(G)為礦物油基礎(chǔ)油，可以是N32、N46和N68中的至少一種，兩種以上時可以任意比例混合。組分(H)為抗氧劑，可以為2. 6-二叔丁基對甲酚(T 501)、苯基-α-萘胺和二烷基二硫代磷酸鋅中的至少一種，當(dāng)抗氧劑是兩種或兩種以上時，可以任意比例混合?！け景l(fā)明組合物的制備是一個物理混合的過程，其方法是把各種組分按所述的比例混合，于60 80°C溫度條件下，攪拌O. 5 I. 5小時，至溶解均勻，形成透明的液體，即得本發(fā)明組合物。本發(fā)明一種冷軋薄板軋制油可應(yīng)用于冷軋廠的軋制過程，使用時濃度為I 10%，溫度30 70°C ;優(yōu)選2 5%的使用濃度，45 55°C的使用溫度。在冷軋軋制過程中，冷軋薄板軋制油一般與水以一定的方式混合使用。冷軋軋制油在使用時以乳化液形式應(yīng)用于軋制機組，濃度和溫度是維持冷軋軋制油乳化液潤滑效果的重要參數(shù)，它決定了軋制過程中的潤滑性和冷卻性。提高軋制油的濃度，可促進潤滑效果，但會使鋼帶變得不光亮。只有濃度控制在一個適當(dāng)?shù)某潭葧r，才能使軋出的鋼板既亮又不發(fā)黑。潤滑性和冷卻性相對平衡時就是乳化液最適宜的濃度。本發(fā)明的一種冷軋薄板軋制油，通過各組分間的相互配伍，以有良好清凈性的合成酯類為基礎(chǔ)油，添加非離子聚酯、聚醚共聚型高分子表面活性劑，以及低氣味、低腐蝕性的硫磷型極壓抗磨劑等添加劑復(fù)配而成，較好解決了潤滑性、軋機清凈性和退火清凈性三者之間的平衡關(guān)系。因此本發(fā)明的一種冷軋薄板軋制油與現(xiàn)有技術(shù)相比，不但具有優(yōu)異的潤滑性能，而且具有優(yōu)異的軋機清凈性能和退火清潔性能。能夠滿足現(xiàn)代生產(chǎn)高速化、生產(chǎn)規(guī)模大型化的冷軋軋制廠對冷軋軋制油的要求，以及各類型冷軋軋制廠在軋制冷軋薄板的厚度也越來越薄，對冷軋薄板的表面質(zhì)量的要求越來越高的苛刻條件下的軋制需求。
具體實施例方式下面用具體實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明，但實施例并不限制本發(fā)明的范圍。實施例I將250克三羥甲基丙烷椰子油酸酯，500克季戊四醇油酸酯，20克壬基酚聚氧乙烯(4)醚(NP-4)油酸酯，30克壬基酚聚氧乙烯(7)醚油酸酯，10克聚異丁烯(分子量1000)丁二酸聚乙二醇(分子量3500)酯，30克硫化豬油，30克硫化植物油，15克磷酸三甲苯酯(T306)，5克2. 6- 二叔丁基對甲酚(T501)，10克十二烯基丁二酸，100克N32，加入到一個容器中于70 80°C溫度條件下，攪拌I. 5小時，至溶解均勻，形成透明的液體。實施例2
將750克季戊四醇棕櫚油酸酯，20克壬基酚聚氧乙烯⑷醚(NP_4)油酸酯，30克壬基酚聚氧乙烯(7)醚油酸酯，10克聚異丁烯(分子量1100) 丁二酸聚乙二醇(分子量1200)酯，10克聚異丁烯(分子量1100) 丁二酸聚乙二醇(分子量1200)酯，30克硫化烯烴，30克硫化礦物油，15克磷酸三甲苯酯(T306)，10克十二烯基丁二酸，10克十二烯基丁二酸半酯，85克N46，加入到一個容器中于70 80°C溫度條件下，攪拌I. 5小時，至溶解均勻，形成透明的液體。實施例3將500克季戊四醇油酸酯，200克三羥甲基丙烷棕櫚油酸酯，30克壬基酚聚氧乙烯
(4)醚(NP-4)油酸酯，30克壬基酚聚氧乙烯(7)醚油酸酯，10克聚異丁烯(分子量1100)丁二酸聚乙二醇(分子量1200)酯，10克聚異丁烯(分子量1100) 丁二酸聚乙二醇(分子量1200)酯，30克硫化烯烴，30克硫化植物油，15克亞磷酸二正丁酯，15克磷酸三甲苯酯，10克石油磺酸鈉，10克十二烯基丁二酸半酯，5克2. 6- 二叔丁基對甲酚(T501)，105克N46， 加入到一個容器中于70 80°C溫度條件下，攪拌I. 5小時，至溶解均勻，形成透明的液體。實施例4將400克季戊四醇棕櫚油酸酯，350克三羥甲基丙烷油酸酯將，35克壬基酚聚氧乙烯(7)醚(NP-7)油酸酯，35克辛基酚聚氧乙烯(4)醚月桂酸酯，10克四聚異丁烯(分子量1200)己二酸聚乙二醇(分子量800)酯，40克硫化動物油，40克硫化植物油，5克2. 6-二叔丁基對甲酚(T501)，15克磷酸三甲苯酯(T306)，15克十二烯基丁二酸，15克十二烯基丁二酸半酯，40克N68加入到一個容器中于70 80°C溫度條件下，攪拌I. 5小時，至溶解均勻，形成透明的液體。實施例5將600克季戊四醇椰子油酸酯，100克三羥甲基丙烷棕櫚油酸酯，40克壬基酚聚氧乙烯(7)醚(NP-7)油酸酯，40克辛基酚聚氧乙烯(4)醚油酸酯，10克四聚異丁烯(分子量1200)己二酸聚乙二醇(分子量800)酯，70克二芐二硫(T322)，60克硫化植物油，5克
2.6- 二叔丁基對甲酚(T501)，15克磷酸三甲苯酯(T306)，10克十二烯基丁二酸半酯，10克石油磺酸鈉，30克N68加入到一個容器中于65 75°C溫度條件下，攪拌I. O小時，至溶解均勻，形成透明的液體。以實施例I、實施例2、實施例3、實施例4、實施例5作為本發(fā)明的組合物，對比的目的參比物是冷軋廠冷連軋機組使用的冷軋油，規(guī)定為組合物A。組合物A的主要組成為棕櫚油、合成酯、硫磷極壓劑，壬基酚聚氧乙烯醚、酚類抗氧劑等。其理化性能與本發(fā)明的組合物理化性能類似。實施例6冷軋軋制油性能指標(biāo)評定，冷軋軋制油的性能指標(biāo)有密度、粘度、閃點、凝固點、灰分、穩(wěn)定性等物理指標(biāo)，以及酸值、皂化值、殘?zhí)康然瘜W(xué)指標(biāo)。皂化值是評價軋制油潤滑性能的重要指標(biāo)。一般認(rèn)為皂化值越高，軋制油的潤滑效果越好，皂化值通過GBT/5534-2008動植物油脂皂化值的測定方法進行測定。冷軋油的潤滑性能還可以通過FALEX值和Pb值體現(xiàn)，F(xiàn)ALEX值測定方法是由ASTM3233-86衍生而來的，它是測定流體潤滑劑極壓性能的標(biāo)準(zhǔn)方法；PB值通過GBT/3142-82方法MQ-800四球承載能力測定，利用該方法測定冷軋油的油膜強度。
冷軋油的潤滑性能指標(biāo)如表I所示表I冷軋油的潤滑性能指標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種冷軋薄板軋制油組合物，其特征在于該冷軋薄板軋制油組合物由下列組分組成 (A)多元醇酯類油性劑，60 85重量％； (B)非離子型高分子表面活性劑，O.I 2. O重量％ ； (C)非離子型酯醚型表面活性劑，3.O 10. O重量％ ； (D)硫化物極壓抗磨劑，5 15重量％； (E)含磷極壓抗磨劑,O.5 5重量％ ；(F)防銹劑，O.5 5重量％ ； (G)礦物油基礎(chǔ)油，2 15重量％; (H)抗氧劑，O.I 2重量％ ； 以冷軋薄板軋制油組合物總重量計，冷軋薄板軋制油組合物各組分重量百分含量為100重量％。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冷軋薄板軋制油組合物，其特征在于所述組分(A)是由含2 5個羥基的C5 Cltl脂肪醇與C12^18的一元脂肪酸經(jīng)酯化反應(yīng)后所得到的至少一種酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的冷軋薄板軋制油組合物，其特征在于所述組分(A)的含量為70 82%，組分⑶的含量為O. 5 I. O重量％，組分(C)的含量為5. O 8. O重量％，組分⑶的含量為8. O 12. O重量組分(E)的含量為I. O 3. O重量組分(F)的含量I. O 3.0重量％，組分(H)的含量O. 5 I重量％，以組合物總重量計，冷軋薄板軋制油組合物各組分重量百分含量為100重量％。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷軋薄板軋制油組合物，其特征在于所述C12^18的一元脂肪酸為月桂酸、椰子油酸、肉豆蘧酸、棕櫚油脂肪酸、棕櫚仁油脂肪酸、硬脂酸、軟脂酸或油酸，
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的冷軋薄板軋制油組合物，其特征在于所述C12^18的一元脂肪酸為椰子油酸、棕櫚油脂肪酸、棕櫚仁油脂肪酸、硬脂酸或油酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷軋薄板軋制油組合物，其特征在于所述含2 5個羥基的C5 Cltl脂肪醇為新戊二醇、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、季戊四醇或二聚季戊四醇。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或6所述的冷軋薄板軋制油組合物，其特征在于所述含2 5個羥基的C5 Cltl脂肪醇為三羥甲基丙烷或季戊四醇。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冷軋薄板軋制油組合物，其特征在于所述組分(B)是重均分子量為5000 20000的非離子型高分子表面活性劑，由分子量為1000 1200的聚異丁烯脂肪酸和重均分子量為400 4000的聚乙二醇經(jīng)酯化反應(yīng)生成，其HLB值為6 9。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的冷軋薄板軋制油組合物，其特征在于所述分子量為1000 1200的聚異丁烯脂肪酸為聚異丁烯丁二酸、聚異丁烯丙二酸或聚異丁烯己二酸。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冷軋薄板軋制油組合物，其特征在于所述組分(C)是C12^18脂肪酸與脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚經(jīng)酯化得到的酯醚型非離子表面活性劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的冷軋薄板軋制油組合物，其特征在于所述脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚和辛基酚聚氧乙烯醚中環(huán)氧乙烷數(shù)均為4 7。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的冷軋薄板軋制油組合物，其特征在于所述的C12 18脂肪酸為直鏈一元脂肪酸。
13.根據(jù)權(quán)利要求10或12所述的冷軋薄板軋制油組合物，其特征在于所述的C12^18脂肪酸為月桂酸、椰子油酸、棕櫚油酸或油酸。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冷軋薄板軋制油組合物，其特征在于所述組分(D)為硫化豬油、硫化牛油、硫化植物油、硫化稀經(jīng)和硫化礦物油中的一種。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的冷軋薄板軋制油組合物，其特征在于所述組分(D)為硫化烯烴或硫化動植物油。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冷軋薄板軋制油組合物，其特征在于所述組分(E)為至少選自亞磷酸二正丁酯和磷酸三甲苯酯極壓抗磨劑中的一種，選擇二種以上混合使用時，各種物質(zhì)按均等重量比混合。
17.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冷軋薄板軋制油組合物，其特征在于所述組分(F)是石油磺酸鈉、二壬基鈉磺酸鋇、烯基丁二酸、直鏈?zhǔn)┗《峄蚴┗《岚膈ァ?br> 18.根據(jù)權(quán)利要求I或17所述的冷軋薄板軋制油組合物，其特征在于所述組分(F)為直鏈?zhǔn)┗《峄蚴┗《岚膈ァ?br> 19.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冷軋薄板軋制油組合物，其特征在于所述組分(G)是N32、N46和N68中的至少一種，兩種以上時可以任意比例混合。
20.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冷軋薄板軋制油組合物，其特征在于所述組分(H)為.2. 6- 二叔丁基對甲酚、苯基-α -萘胺和二烷基二硫代磷酸鋅中的至少一種，當(dāng)選擇兩種以上時，可以任意比例混合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種冷軋薄板軋制油組合物。由(A)60～85重量％多元醇酯類油性劑；(B)0.1～2.0重量％非離子型高分子表面活性劑；(C)3.0～10.0重量％非離子型酯醚型表面活性劑；(D)5～15重量％硫化物極壓抗磨劑；(E)0.5～5重量％含磷極壓抗磨劑；(F)0.5～5重量％防銹劑；(G)2～15重量％礦物油基礎(chǔ)油和(H)0.1～2重量％抗氧劑組成。該冷軋薄板軋制油組合物不僅具有優(yōu)異的潤滑性能，而且具有優(yōu)異的軋機清潔性能和退火清凈性能。
文檔編號C10M161/00GK102952611SQ201110253720
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者要潔, 胡漢國, 劉奎 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中石化洛陽工程有限公司