CN102002416B

CN102002416B - 冷轧轧制油组合物及其用途

Info

Publication number: CN102002416B
Application number: CN200910194890.3A
Authority: CN
Inventors: 张旭; 朱秀艳; 李晓阳; 邹文立; 范珺
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2009-09-01
Filing date: 2009-09-01
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2029-09-01
Also published as: CN102002416A

Abstract

本发明涉及一种冷轧轧制油组合物及其用途，主要解决以往技术中存在轧制后车间油雾重、轧后表面清净性以及退火清净性差的问题。本发明通过采用以重量份数计包括a)1～20份的芳香酸二酯；b)1～25份的脂肪酸单酯；c)0.01～5份的抗雾剂；d)50～97.99份的基础油；所述芳香酸二酯的结构式为：

其中R₁和R₂均选自3～8个碳原子的烷基的技术方案较好地解决了该问题，可用于2B、BA高精度等级不锈钢薄板的工业生产中。

Description

冷轧轧制油组合物及其用途

技术领域

本发明涉及一种冷轧轧制油组合物及其用途。

背景技术

不锈钢是在普通碳钢的基础上，加入一些合金元素，如铬、镍、钼、钛、铌等，使其在空气中、水中、蒸汽中、都具有很好的化学稳定性，而且在许多种酸、碱、盐的水溶液中也有足够的稳定性，甚至在高温或低温环境中，仍能保持其耐腐蚀的优点的合金钢。通常，人们把含铬量大于12份或镍含量大于8份的合金钢叫不锈钢。

不锈钢薄板轧制是在一定条件下旋转轧辊给与轧件压力，使轧件产生塑性变形的一种加工方式。轧件在受到压力的情况下，断面减少，形状改变，长度延伸，并伴有展宽，这时轧件与轧辊表面产生相对滑动，产生摩擦，并伴有摩擦热和变形热。在轧制过程中，不锈钢轧制油通过带材的楔入作用进入变形区，粘附在不锈钢板及轧辊上，以满足润滑和冷却的需要。如果所使用的冷轧油的轧后清净性不好，那么在轧制后，轧件表面需进行脱脂清洗，延长了工期。因此现在对轧制油的轧后清净性提出了比较苛刻的要求，希望实现不脱脂直接光亮退火生产精密不锈钢带。此外，不锈钢冷轧板尤其是精密薄板对于表面光洁度要求比较高，因此对轧制油的退火清净性也提出了更高的要求。

从1989年至今，有关非水溶性的不锈钢轧制油的专利报道有日本的4篇和中国的3篇。JP04,117,495公开了一种以合成油(油酸季戊四醇酯)为基础油，并加入酸性磷酸酯胺盐作为极压剂的轧制油。JP04,161,495公开了一种添加3～100份(m)的甘油酯为油性剂的轧制油，其分子结构式如下所示：

其中R₁、R₂和R₃为C_5～11的直链或支链烷烃。JP01,182,396公开的轧制油，是加入了一种添加剂，其分子结构式如下所示：

其中R为三(2-乙基己基)、三苯基或三丁基。JP10,298,578公开了一种奥氏体不锈钢冷轧轧制油，该种不锈钢轧制油包含6-22个碳原子的羧酸和1-18个碳原子的脂肪醇。CN200510051684.9是新日本石油株式会社在中国申请的专利，其公开了如下所示的两种二酯以及含12～18个碳原子的一元醇的不锈钢冷轧用油。

其中R1和R2表示相同或不同的3～5个碳原子的烃基，R3和R4表示相同或不同的9～10个碳原子的烃基。CN89101197.8公开的轧制油为改进润滑性能而添加了某些偏三酸三酯。CN00122007.1公开了一种可用于不锈钢薄板冷轧的低黏度轧制油组合物，其可用于轧制的速度较高的多辊可逆式轧机(如森吉米尔20辊轧机)。该组合物包括至少一种基础油、至少一种油性剂、至少一种抗氧剂，可以制备出相当于MobilGenerx 26和EssoSonentor N60规格的冷轧不锈钢薄板轧制油。上述发明主要是针对润滑性、抗磨性、抗氧化性、防锈性等方面进行研究，而对油品的低油雾性、轧机清净性等方面研究较少。实际应用过程中，存在轧制后车间油雾重、表面清净性以及退火清净性差的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是以往技术中存在轧制后车间油雾重、轧后表面清净性以及退火清净性差的问题，提供一种新的冷轧轧制油组合物。该组合物使用过程中油雾低，在保证润滑冷却性的同时，具有优异的轧后表面清净性和退火清净性。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种所述冷轧轧制油组合物的用途。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种冷轧轧制油组合物，以重量份数计包括以下组分：

a)1～20份的芳香酸二酯；

b)1～25份的脂肪酸单酯；

c)0.01～5份的抗雾剂；

d)50～97.99份的基础油；

所述芳香酸二酯的结构式为：

其中R₁和R₂均选自3～8个碳原子的烷基。

上述技术方案中，以重量份数计，芳香酸二酯的用量优选范围为2～15份，更优选范围为3～10份；脂肪酸单酯的用量优选范围为5～20份，更优选范围为8～20份；抗雾剂的用量优选范围为0.1～3份，更优选范围为0.5～2份；基础油的用量优选范围为62～92.9份，更优选范围为68～88.5份。R₁和R₂优选方案为均选自丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基或辛基中的至少一种，更优选方案为均选自丙基、异丙基、正丁基、异丁基、正戊基、正己基、正庚基或正辛基中的至少一种。所述脂肪酸单酯为C₁₀～C₂₀的脂肪酸与C₃～C₁₂的一元醇酯化所得；所述脂肪酸优选方案为选自癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、油酸、亚油酸或硬脂酸中的至少一种，更优选方案为选自月桂酸、棕榈酸、油酸或者硬脂酸中的至少一种；所述一元醇优选方案为选自丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇或月桂醇中的至少一种，更优选方案为选自丁醇、戊醇、己醇、庚醇或辛醇中的至少一种。所述抗雾剂选自聚乙二醇、聚异丁烯、聚丁二烯、聚丙烯酰胺或聚甲基丙烯酸酯中的至少一种。所述基础油选自加氢精制矿物油，优选干点小于600℃、无灰、残炭值较低的加氢精制矿物油。

本发明组合物中以重量份数计优选还包括e)0.1～6份的极压剂，其用量优选范围为2～4份。所述极压剂选自磷酸二丁酯、磷酸三甲酚酯、磷酸三苯酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、亚磷酸二正丁酯、亚磷酸三丁酯、亚磷酸二辛酯、亚磷酸十二烷基辛酯、亚磷酸十八烷基辛酯、三正丁基一硫代磷酸酯、三正丁基四硫代磷酸酯、一硫代磷酸三正辛酯、酸性磷酸酯胺盐或三苯基硫代磷酸酯中的至少一种。

本发明组合物中以重量份数计优选还包括f)0.01～5份的抗氧剂，其用量优选范围为0.1～3份。所述抗氧剂选自2，6-二叔丁基对甲酚(T501)、2，6-二叔丁基混合酚(T502)、4，4′-亚甲基-2，6-二叔丁基酚(T511)、2，6-二叔丁基-α-二甲氨基对甲酚(T521)、苯基-α-萘胺(T531)、P，P′-二异辛基二苯胺或N，N′-二异辛基二苯胺中的至少一种。

本发明组合物中以重量份数计优选还包括g)0.01～2份的金属减活剂，其用量优选范围为0.01～0.5份。所述金属减活剂选自T551(苯三唑十八胺盐)、T581(商品名为苯三唑衍生物)或T561(商品名为噻二唑衍生物)中的至少一种。

为解决上述技术问题之二，本发明采用的技术方案如下：所述冷轧轧制油组合物用于不锈钢的冷轧轧制。

本发明组合物的制备方法为：将组分基础油泵入调和釜中，当温度为45℃～55℃时，加入所需量的芳香酸二酯、脂肪酸单酯、抗氧剂、金属减活剂、极压剂、抗雾剂，恒温搅拌60分钟以上，搅拌均匀后经检验出料。

本发明不锈钢冷轧轧制油组合物采用芳香酸二酯和脂肪酸单酯复配作为油性剂，充分利用了各组分之间的协同作用，本发明人惊奇地发现，本发明组合物在辊轧机上加工各类2B、BA板面精密不锈钢带时，油雾产生量少，最大起雾量比现有技术减少75％，油雾沉降速度比现有技术增加1.5倍；具有良好的润滑冷却性，可以大大降低辊耗、能耗；在保证润滑冷却性的同时，轧机清净性及退火清净性方面表现尤其突出，钢板经退火后表面反射率可达90％以上，取得了较好的技术效果。

下面通过实施例对本发明作进一步的阐述。

具体实施方式

【实施例1～11】

将所需量的基础油、芳香酸二酯、脂肪酸单酯、抗氧剂、金属减活剂、极压剂和抗雾剂混合，加热至50℃，恒温搅拌90分钟，检验合格后罐装。其中各组分及其重量份数见表1，产品性能见表2和表3。

表1中脂肪酸单酯，其中月桂酸丁酯是由月桂酸和丁醇合成的，硬脂酸戊酯是由硬脂酸和戊醇合成的，棕榈酸辛酯是由棕榈酸和辛醇合成的，油酸丁酯是由油酸和丁醇合成的，亚油酸辛酯是由亚油酸和辛酯合成的，肉豆蔻酸庚酯是由肉豆蔻酸和庚醇合成的，硬脂酸丁酯是由硬脂酸和丁醇合成的，月桂酸己酯是由月桂酸和己醇合成的。其合成工艺采用“精细有机化工制备手册，科学技术文献出版设，1994年北京”公开的条件。

T501为2，6-二叔丁基对甲酚，T502为2，6-二叔丁基混合酚，T511为4，4′-亚甲基-2，6-二叔丁基酚，T521为2，6-二叔丁基-α-二甲氨基对甲酚，T531为苯基-α-萘胺，T551为苯三唑十八胺盐、T581为苯三唑衍生物，T561为噻二唑衍生物。

油雾特性数据是采用油雾发生器测得。该油雾发生器由相互连通的雾化室和油雾测定室构成。雾化室内设喷气喷嘴、旋转物件和加热物件。雾化室产生的油雾进入油雾测定室，并通过油雾浓度测试仪的显示窗显示瞬时油雾值。

钢板退火后表面反射率的测试是采用反射率测量仪进行测量的。此测试仪器由智能测量仪表、光积分球、平行光管、标准光源等部件构成。标准光源产生的光，经平行光管投射到待测板材表面，反射光线照射在积分球内表面，并经内表面多次反射后，在光电传感器平面接收光强，光强度测量信号经转换、计算、补偿后，被测器件的反射率出现在智能测量仪表栏。

【比较例1】

专利CN00122007.1公开的冷轧轧制油，是在60N基础油(加氢精制矿物油)中加入0.3份的油酸环氧酯，0.3份的油酸丁酯，0.3份的2，6-二叔丁基对甲酚(T501)，0.03份的苯三唑十八胺盐(T551)，于70～80℃的温度下调和而成。有关分析评定结果见表2和表3。

【比较例2】

在50份的60N，28份的70N基础油中加入20份的油酸丁酯(油性剂)，2份的聚乙二醇(分子量为200,000)，于50℃±2℃的温度下调和均匀。有关分析评定结果见表2和表3。

表2

	外观	酸值，mgKOH/g	四球试验PB值，N	摩擦系数(SRV)	铜片腐蚀(100℃，3小时)，级	表面反射率，％
							实施例1	透明液体	0.023	559	0.104	1b	90
实施例2	透明液体	0.027	588	0.108	1b	90
							实施例3	透明液体	0.024	637	0.110	1b	90
实施例4	透明液体	0.029	696	0.114	1b	90
							实施例5	透明液体	0.021	530	0.092	1b	92
实施例6	透明液体	0.022	535	0.090	1b	94
							实施例7	透明液体	0.021	535	0.090	1b	92
实施例8	透明液体	0.028	530	0.089	1b	94
							实施例9	透明液体	0.025	518	0.116	1b	90
实施例10	透明液体	0.029	696	0.114	1b	90
							实施例11	透明液体	0.022	535	0.090	1b	94
比较例1	透明液体	0.030	441	0.150	1b	78
							比较例2	透明液体	0.028	490	0.122	1b	80
试验方法	目测	GB/T264	GB/T3142	SH/T0721	GB/T5096	反射率测定仪

表3

	最大起雾量(毫克/米³)	油雾沉降速度(毫克/米³·分钟)
			实施例2	160	3.4
实施例7	160	3.4
			对比例1	650	1.36
对比例2	420	2.66

在实际的工业应用中，本发明的不锈钢冷轧轧制油在轧制过程中车间油雾量大大减少；具有较好的润滑冷却性，板型易于控制，轧后板形好，油温明显降低；同时具有优异的轧后表面清净性和退火清净性，表面光洁度高，钢板经退火后表面反射率可达90％以上。

Claims

1.一种冷轧轧制油组合物，以重量份数计由以下组分组成：

a)1～20份的芳香酸二酯；

b)1～25份的脂肪酸单酯；

c)0.01～5份的抗雾剂；

d)50～97.99份的基础油；

所述芳香酸二酯的结构式为：

其中R₁和R₂均选自3～8个碳原子的烷基；

所述脂肪酸单酯为选自月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、油酸、亚油酸或硬脂酸中的至少一种脂肪酸与选自丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇或月桂醇中的至少一种一元醇酯化所得。

2.根据权利要求1所述冷轧轧制油组合物，其特征在于以重量份数计，芳香酸二酯的用量为2～15份，脂肪酸单酯的用量为5～20份，抗雾剂的用量为0.1～3份，基础油的用量为62～92.9份；

R₁和R₂均选自丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基或辛基中的至少一种；

所述脂肪酸选自月桂酸、棕榈酸、油酸或者硬脂酸中的至少一种；所述一元醇选自丁醇、戊醇、己醇、庚醇或辛醇中的至少一种；

所述抗雾剂选自聚乙二醇、聚异丁烯、聚丁二烯、聚丙烯酰胺或聚甲基丙烯酸酯中的至少一种；

所述基础油选自加氢精制矿物油。

3.根据权利要求2所述冷轧轧制油组合物，其特征在于以重量份数计，芳香酸二酯的用量为3～10份，脂肪酸单酯的用量为8～20份，抗雾剂的用量为0.5～2份，基础油的用量为68～88.5份；

R₁和R₂均选自丙基、异丙基、正丁基、异丁基、正戊基、正己基、正庚基或正辛基中的至少一种。

4.权利要求1所述的冷轧轧制油组合物用于不锈钢的冷轧轧制。