CN101705136B

CN101705136B - 一种可生物降解的金属拉丝润滑油及其生产方法

Info

Publication number: CN101705136B
Application number: CN200910185445A
Authority: CN
Inventors: 胡献国; 汪向阳; 陈金思; 徐玉福
Original assignee: Hefei University of Technology
Current assignee: Hefei University of Technology
Priority date: 2009-11-11
Filing date: 2009-11-11
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2029-11-11
Also published as: CN101705136A

Abstract

一种可生物降解的金属拉丝润滑油，包括以下重量百分比的各组分：35～50％菜籽油、7～25％猪油、8～15％油酸、5～12％松香、4～10％三乙醇胺、3.5～8％30％NaOH溶液、6～12％稀释剂、3～6％稳定剂、0.5～1％消泡剂和0.01～0.06％抗氧剂。其生产方法由松香、油酸与30％NaOH溶液在菜籽油和猪油存在下反应得到皂化液(I)，由油酸和三乙醇胺在稀释剂存在下皂化反应，然后加入菜籽油和猪油反应得到皂化液(II)；将皂化液(I)和(II)混合均匀后加入稳定剂、消泡剂和抗氧剂即得本拉丝油。本拉丝油具有可再生、流动性好、清洗性能优异、润滑效果好、安全性强、环保无污染、产品无毒、无害、用后能达到排放标准等优点。

Description

一种可生物降解的金属拉丝润滑油及其生产方法

一、技术领域

本发明涉及一种金属拉丝润滑油及其制备方法，具体地说是一种可生物降解的金属拉丝润滑油及其生产方法。

二、背景技术

金属拉丝润滑液作为金属成型加工的重要辅助材料，在金属加工中主要起冷却、润滑、清洗和防锈四个作用。目前国内市场在金属拉丝加工过程中多采用水包油型乳化冷却液(拉丝油)，其中含有一定量的矿物油，不易生物降解，而且会造成环境污染；而且随着石油资源的紧缺，需要减少矿物基础油的使用。目前国内对新型拉丝油基础油的研究有了一定进展，郭紫鸣使用SN150基础油与植物油混合作为合成润滑油基，研制出了一种高速铜拉丝润滑剂；(郭紫鸣.高档高速铜拉丝润滑剂[P].中国专利：97108027.5，1998-10-28.)庄礼秋等采用油酸三乙醇胺，Tween80和Tween40等多种乳化剂复配法制备了一种金属拉丝液，成功地开发了一种非矿物基础油的新型拉丝液；(庄礼秋.一种高效节能环保金属拉丝液的制造方法[P].中国专利：01107565.1，2003-11-19.)刘剑鸣以生物柴油和菜籽油为基础油生产出一种闪点高、安全性强的铝线专用拉丝液。(刘剑鸣.一种铝线专用拉丝油及其生产工艺[P].中国专利：2008101991127.5，2009-03-18.)这些研究虽然在一定程度上降低了目前拉丝油生产对矿物基础油的依赖，但对可再生的动植物油利用率较低，并且专属性较强，通用性较差。因此研制和开发具有可再生、通用型的改性动植物油作为拉丝油基础油，具有重要的社会和经济意义。

三、发明内容

本发明针对现有金属拉丝加工过程中采用的润滑油中含有不可再生的矿物油、使用后无法直接排放的缺陷和问题，旨在提供一种可生物降解的金属拉丝油及其生产方法，所要解决的技术问题是以动植物油脂取代矿物油。

本发明所称的可生物降解的金属拉丝润滑油(拉丝油)是以动植物油脂为基础油、辅以其他助剂构成稳定的油包水型乳化拉丝油，各组分重量百分比如下：

菜籽油 35～50％

猪油 7～25％

油酸 8～15％

松香 5～12％

三乙醇胺 4～12％

30％氢氧化钠溶液 3.5～8％

稀释剂 6～12％

稳定剂 3～6％

消泡剂 0.5～1％

抗氧剂 0.01～0.06％

所述抗氧剂选自叔丁基苯酚，叔丁基苯酚选自2，6-二叔丁基对甲酚或2，5-二叔丁基对苯二酚等。

所述的消泡剂选用甲基硅油。

所述的稳定剂选自直链醇类：n-CH₃(CH₂)_xOH，其中x：1-3。

所述的稀释剂选自无水乙醇或PEG400。

本拉丝油的生产方法，以菜籽油和猪油为基础油，包括反应和混合，与现有技术的区别为：一、松香和部分油酸与30％NaOH溶液在部分菜籽油和部分猪油存在条件下于105～120℃的皂化反应得到皂化液(I)，二、余下部分油酸与三乙醇胺在稀释剂存在条件下于60～80℃的皂化反应，反应结束后加入部分的菜籽油和猪油搅拌均匀得到皂化液(II)；所述的混合是皂化液(I)和皂化液(II)于55～65℃时搅拌混合均匀，冷却至室温后加入稳定剂、消泡剂和抗氧剂搅拌混合均匀。

所述的部分油酸和余下部分油酸是指配比剂量的油酸中10～20％(重量百分比)参与同30％NaOH溶液的皂化反应，余下的80～90％参与同三乙醇胺的皂化反应。

所述的部分菜籽油和余下部分菜籽油涵义与上述相同，即指配比剂量的菜籽油一部分加在皂化液(I)中，余下部分加在皂化液(II)中，不过两部分相互比例任意。所述的部分猪油和余下部分猪油亦然。

具体操作步骤如下：

(1)将部分油酸、松香、部分菜籽油以及部分猪油加入带有加热器、搅拌器的反应器中，开始搅拌加热到105～120℃，再向反应器中缓慢滴加30％氢氧化钠溶液使其与油酸和松香反应生成皂化液，下称皂化液(I)，待用；

(2)将三乙醇胺和稀释剂加入带有加热器、搅拌器的反应器中，开始搅拌加热到60～80℃，再向反应器中慢慢加入余下部分油酸，使油酸和三乙醇胺反应生成油酸三乙醇胺皂，搅拌20～30min后，加入余下部分菜籽油和余下部分猪油，20min后停止搅拌，下称皂化液(II)。待用；

(3)将皂化液(I)和皂化液(II)混合，在55～65℃下搅拌15～25min后冷却至室温；

(4)向步骤(3)得到的油样中加入稳定剂、消泡剂和抗氧剂，搅拌均匀，得到本发明产品。

本发明成功地将动植物油同时使用于金属拉丝油，产品色泽浅红，性能稳定。

与已有技术相比，本发明的具有如下优点：

1、本发明的拉丝油主要原料为可再生的动植物油，从而解决了以矿物基础油做拉丝油的不可再生问题，在节约矿物能源、环境保护等领域有着重要的应用价值。

2、本发明产品由多种无毒、无害的表面活性剂配置而成，可以在短时间内得到生物降解，能有效的解决目前金属拉丝加工行业的污水排放问题。

3、本发明产品具备了消除拉丝过程中所产生的静电，并具有金属的抗氧化能力和表面清洁能力。

4、本发明产品具有优异的极压抗磨性能，降低了拉丝能耗，能有效保护丝材或线材，最大程度的减少表面质量缺陷等现象，最大限度的延长模具使用寿命。适合各种常规金属丝线的拉拔润滑。

5、本发明产品制备过程中所用的乳化剂为油酸松香皂和油酸三乙醇胺，原料易得，成本较低；乳化剂制备和乳化油制备同步进行，而不必先通过皂化锅制成乳化剂再与菜籽油、猪油混合制备乳化油，该工艺程序简单、设备简易、生产快捷。

6、本发明产品具有优异的乳化效果，乳化安定性好，配置成的乳化液，存放1年以上无析油现象。

摩擦磨损性能试验：

按GB3142-82配制成5％的乳液，在MQ-800型四球实验机上测定它的油膜强度。在负载为396N，转速为1450rpm条件下进行30min长磨试验，评价润滑油的抗磨性能，减摩效果见附图，磨斑直径为0.67mm。试验结果表明，该乳化液具有一定的减摩和抗磨性能。

四、附图说明

附图为被发明拉丝油配制成5％乳化液后在四球机中长磨试验减摩效果曲线。

五、具体实施方式

本发明实施方式比较简单，只要按上述说明书所述的配方比以及制造方法步骤进行逐步操作，便能较好的实施本发明。发明人经过长期的研究、试验、检测和使用。取得了很多的成功实施例。下面就举如下两个实施例，

例1.①取10g松香、2.2g油酸、50g菜油和10g猪油，搅拌加热到120℃，缓慢滴加30％氢氧化钠溶7g，充分反应后待用；②取12g三乙醇胺和21g无水乙醇，加热至60℃，缓慢加入20g油酸，搅拌20min，向其中加入32g菜油和16g猪油，搅拌20min待用；③将步骤①和②得到的液体体系混合，在60℃下搅拌20min后，冷却至室温；④向步骤③所得到的油样中加入1.2g甲基硅油，0.03g2，6-二叔丁基对甲酚，7g无水乙醇，搅拌至无沉淀，即得到产品。

例2.①取6.8g松香、2g油酸、20g菜油和11g猪油，搅拌加热到110℃，缓慢滴加30％氢氧化钠溶4g，充分反应后待用；②取6g三乙醇胺和7gPE6400，加热至70℃，缓慢加入10g油酸，搅拌20min，向其中加入16g菜油和4g猪油，搅拌20min待用；③将步骤①和②得到的液体体系混合，在60℃下搅拌20min后，冷却至室温；④向步骤③所得到的油样中加入0.6g甲基硅油，0.01g2，6-二叔丁基对甲酚，4g无水乙醇，搅拌至无沉淀，即得到产品。

将实施例中各油品按GB3142-82配制成5％的乳化液，在MQ-800型四球实验机上测定它的油膜强度，其结果见表1。从表1中可以看出乳化液具有一定的极压抗磨性能。

表1具体实施例中油品件能指标

Claims

1.一种可生物降解的金属拉丝润滑油，其特征在于：所述的润滑油由如下重量百分比的各组分经反应、混合得到的润滑油，所述的反应一是松香和部分油酸与30％NaOH溶液在部分菜籽油和部分猪油存在条件下于105～120℃的皂化反应得到皂化液(I)，二是余下部分油酸与三乙醇胺在稀释剂无水乙醇或PEG400存在条件下于60～80℃的皂化反应，反应结束后加入余下部分的菜籽油和余下部分的猪油搅拌均匀得到皂化液(II)；所述的混合是皂化液(I)和(II)于55～65℃时搅拌混合均匀，冷却至室温后加入稳定剂、消泡剂和抗氧剂搅拌混合均匀；各组分重量百分比如下：

所述的抗氧剂选自2，6-二叔丁基对甲酚或2，5-二叔丁基对苯二酚；

所述的消泡剂选自甲基硅油；

所述的稳定剂选自直链醇类：n-CH₃(CH₂)_xOH，其中x：1-3；

所述的稀释剂选自无水乙醇或PEG400。

2.一种权利要求1所述的可生物降解的金属拉丝润滑油的生产方法，以菜籽油和猪油为基础油，包括反应和混合，其特征在于：所述的反应一是松香和部分油酸与30％NaOH溶液在部分菜籽油和部分猪油存在条件下于105～120℃的皂化反应得到皂化液(I)，二是余下部分油酸与三乙醇胺在稀释剂无水乙醇或PEG400存在条件下于60～80℃的皂化反应，反应结束后加入余下部分的菜籽油和余下部分的猪油搅拌均匀得到皂化液(II)；所述的混合是皂化液(I)和(II)于55～65℃时搅拌混合均匀，冷却至室温后加入稳定剂、消泡剂和抗氧剂搅拌混合均匀；所述的部分、余下部分油酸是指配比剂量的油酸中10～20％部分与30％NaOH溶液进行皂化反应，其余同三乙醇胺进行皂化反应；所述的部分、余下部分菜籽油和部分、余下部分猪油含义相同，但相互比例任意。