CN102994202B

CN102994202B - 一种冷轧带钢轧制油组合物及其制备方法

Info

Publication number: CN102994202B
Application number: CN201210492755.9A
Authority: CN
Inventors: 胡卫东; 黄师冠; 靳树林; 喻选明
Original assignee: WUHAN TONGSHENG FINE CHEMICAL TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: WUHAN TONGSHENG FINE CHEMICAL TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2014-10-29
Anticipated expiration: 2032-11-28
Also published as: CN102994202A

Abstract

本发明公开了一种冷轧带钢轧制油组合物及其制备方法。本发明公开了一种冷轧带钢轧制油组合物，包括以下组分：基础油54%～65%；季戊四醇脂肪酸酯20%～35%；乳化剂及防锈剂5%～10%；抗氧剂1%～5%。本发明进一步公开了制备了所述冷轧带钢轧制油组合物的方法。本发明冷轧带钢轧制油组合物采用了高生物降解性的天然油脂和天然脂肪酸衍生物为主要组分，再加入了一定比例的抗氧剂，保证了冷轧带钢轧制油组合物在润滑性、极压抗磨性、防锈性、热挥发性等指标性能优异；本发明冷轧带钢轧制油组合物还具有易降解、低污染、无毒害、高环保等优点。

Description

一种冷轧带钢轧制油组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及轧制油，尤其涉及一种冷轧带钢轧制油组合物，本发明进一步涉及该冷轧带钢轧制油组合物的制备方法，属于轧制油技术领域。

背景技术

冷轧带钢具有表面光洁、尺寸精度高、机械性能好等优点，在汽车、机械等领域得到广泛应用。冷轧轧制油在冷轧带钢轧制的过程中可以起到润滑和冷却的作用。对于冷轧轧制油行业而言，现有的冷轧轧制油生物降解度不高，且多数工厂将反复使用过的轧制油直接排放或只是简单处理后排放，既污染环境，又对人体健康造成伤害。

目前中国国内许多冷轧带钢轧制油产品仍然为强乳化型轧制油，主要以脂肪酸或其酯类为油性剂，采用清洁性好的矿物油作为基础油，并用复合烷基酚聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂作为乳化剂，此类轧制油的优点是退火清洁性较好，但由于含有较多矿物油，皂化值不高，润滑性一般，防锈性能也不好，且生物降解度不高，对环境有污染，有些原料如烷基酚聚氧乙烯醚甚至可能有一定毒性。随着化工材料制备技术的发展和环保要求的日益提高，需要研究一种环保型的新型冷轧轧制油，以满足冷轧带钢市场的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保型的冷轧带钢轧制油组合物，在保证了冷轧带钢轧制油的高性能的同时又具有可生物降解性，无毒害，对环境污染程度低。

为达到所述目的，本发明的冷轧带钢轧制油组合物，按重量百分比该组合物由以下组分组成：

其中，在上述冷轧带钢轧制油组合物中，以重量百分比计，基础油的含量优选为58%～65%；季戊四醇脂肪酸酯的含量优选为25%～33%；植物油烷醇酰胺的含量优选为5%～8%；抗氧剂的含量优选为1%～3%。

其中，在上述冷轧带钢轧制油组合物中，所述基础油选自不含亚麻酸的植物油，其碘值在110以下，倾点在8℃以下，优选方案为所述基础油选自棕榈仁油、冬化棉籽油、冬化米糠油中的至少一种。

其中，在上述冷轧带钢轧制油组合物中，所述季戊四醇脂肪酸酯为脂肪酸与季戊四醇酯化所得，所述脂肪酸选自脂肪酸碘值为80～120的C₁₂～C₁₈的动植物脂肪酸，优选方案为选自椰子油酸、棕榈油酸、动物油酸的至少一种。

其中，在上述冷轧带钢轧制油组合物中，所述乳化剂及防锈剂为植物油酸烷醇酰胺，其亲水亲油平衡值为10～11，为植物油酸与二乙醇胺经酰胺化反应所得，所述植物油酸选自棕榈仁油酸、棕榈油酸、米糠油酸中的至少两种。

其中，在上述冷轧带钢轧制油组合物中，所述抗氧剂选自T501、T508中的一种，优选方案为选用T508。

制备本发明的冷轧带钢轧制油组合物的方法依次由以下步骤组成：

（1）按上述重量百分比称取各组分；

（2）将基础油放入反应釜中搅拌升温至40℃～50℃，加入抗氧剂，搅拌至溶解，再加入季戊四醇脂肪酸酯搅拌均匀，再加入乳化剂及防锈剂搅拌至均匀，即得本发明组合物。

其中，步骤（2）中加入乳化剂及防锈剂搅拌的时间优选为20～40分钟，更优选为30分钟。

本发明的冷轧带钢轧制油组合物采用环保的设计方法，使用天然油脂和天然脂肪酸衍生物，弃用低生物降解的矿物油、石油磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚；采用植物油酸酰胺作为乳化剂和防锈剂以淘汰对人体有潜在毒害的含聚合环氧乙烷的非离子乳化剂；本发明的冷轧带钢轧制油组合物在使用时只需相对较低浓度即可满足现阶段冷轧带钢生产的各种工艺要求，降低了生产成本的同时减少废物的排放量和产生量，具有“无毒害、低污染、高性能”的优点。

具体实施方式

以下所述实施例详细地说明了本发明。在这些实施例中，除另有说明外，所有份数和百分比均按重量计算。

预备实施例1季戊四醇棕榈油酸酯的制备

取季戊四醇12.5g，棕榈油酸93.5g置于250mL配有搅拌器、温度计、具有真空泵和接收器的冷凝管、有氮气保护的四口圆底烧瓶中，在搅拌下升温到90℃加入0.5g对甲苯磺酸，通氮气，继续升温，约150℃开始出水，升温到240℃停止加热，并开启真空泵，维持温度在220～240℃，直到收集的水分达到5mL以上即可停止反应，降温后即获得100g季戊四醇棕榈油酸酯。

预备实施例2棕榈仁油二乙醇酰胺的制备

在250mL配有搅拌器、温度计、具有真空泵和接收器的冷凝管、有氮气保护的四口圆底烧瓶中，加入45g二乙醇胺，搅拌加热至90～100℃时加入0.5g氢氧化钠，氢氧化钠溶化后加入60g棕榈仁油，升温到130℃时停止加热，开启真空泵，并维持温度3h，降温后即获得棕榈仁油二乙醇酰胺100g。

预备实施例2米糠油二乙醇酰胺的制备

在250mL配有搅拌器、温度计、具有真空泵和接收器的冷凝管、有氮气保护的四口圆底烧瓶中，加入35g二乙醇胺，搅拌加热至50～100℃时加入0.5g氢氧化钠，氢氧化钠溶化后加入71g米糠油，升温到130℃时停止加热，开启真空泵，并维持温度3h，降温后即获得米糠油二乙醇酰胺100g。

预备实施例3棕榈油二乙醇酰胺的制备

在250mL配有搅拌器、温度计、具有真空泵和接收器的冷凝管、有氮气保护的四口圆底烧瓶中，加入38g二乙醇胺，搅拌加热至50～100℃时加入0.5g氢氧化钠，氢氧化钠熔化后加入65g棕榈油，升温到130℃时停止加热，开启真空泵，并维持温度3h，降温后即获得棕榈油二乙醇酰胺100g。

实施例1冷轧带钢轧制油组合物的制备

在反应釜中加入23.5g棕榈仁油、28g冬化棉籽油、12g冬化米糠油升温至40℃～50℃，加入抗氧剂T508 1.5g，搅拌至添加物溶解；再加入27g季戊四醇棕榈油酸酯搅拌均匀，加入乳化剂及防锈剂4g棕榈仁油二乙醇酰胺、4g米糠油二乙醇酰胺搅拌30分钟至均匀，即得本发明组合物100g。

实施例2冷轧带钢轧制油组合物的制备

在反应釜中加入13g棕榈仁油、18g冬化棉籽油、23g冬化米糠油升温至40℃～50℃，加入抗氧剂T5081g，搅拌至添加物溶解；再加入38g季戊四醇棕榈油酸酯搅拌均匀，加入乳化剂及防锈剂4g棕榈仁油二乙醇酰胺、3g棕榈油二乙醇酰胺，搅拌30分钟至均匀，即得本发明组合物100g。

实施例3冷轧带钢轧制油组合物的制备

在反应釜中加入22g棕榈仁油、11g冬化棉籽油、28g冬化米糠油升温至40℃～50℃，加入抗氧剂T508 1g，搅拌至添加物溶解；再加入30g季戊四醇棕榈油酸酯搅拌均匀，加入乳化剂及防锈剂2g棕榈仁油二乙醇酰胺、3g棕榈油二乙醇酰胺、3g米糠油二乙醇酰胺搅拌30分钟至均匀，即得本发明组合物100g。

实施例4冷轧带钢轧制油组合物的制备

在反应釜中加入32g棕榈仁油、18g冬化棉籽油、13g冬化米糠油升温至40℃～50℃，加入抗氧剂T508 1g，搅拌至添加物溶解；再加入28g季戊四醇棕榈油酸酯搅拌均匀，加入乳化剂及防锈剂3g棕榈仁油二乙醇酰胺、3g棕榈油二乙醇酰胺、2g米糠油二乙醇酰胺搅拌30分钟至均匀，即得本发明组合物100g，然后，测试该组合物的相同油污平均清洗性能、四球机2%浓度油膜强度（PB）、四球机2%浓度烧结负荷（PD）、四球机2%浓度摩擦系数、550℃热挥发性能、3小时1%浓度防锈性能和皂化值，在表1中列出了测试结果。

对比例1国产冷轧带钢轧制油产品C1-9，其主要成分为矿物油、壬基酚聚氧乙烯醚、季戊四醇酯和石油磺酸钠，测试该产品的相同油污平均清洗性能、四球机2%浓度油膜强度（PB）、四球机2%浓度烧结负荷（PD）、四球机2%浓度摩擦系数、550℃热挥发性能、3小时1%浓度防锈性能和皂化值，在表1中列出了测试结果。

表1实施例4与对比例1的油品性能对比

实验项目	对比例1	实施例4
			相同油污平均清洗性能	96.2%	96.6%
四球机2%浓度油膜强度(PB)	50	90
			四球机2%浓度烧结负荷(PD)	80	160
四球机2%浓度摩擦系数	0.069	0.059
			550℃热挥发性能	99%	99%
3小时1%浓度防锈性能	3级	0级
			皂化值	50mgKOH/g	196mgKOH/g

注：在附表1中，用相同油污平均清洗性能表示轧制油的清洗性能，这一数值越高，说明轧制油的清洗效果越好；用四球机2%浓度油膜强度（PB）和四球机2%浓度烧结负荷（PD）表示轧制油的承载能力，这两个数值越高，说明轧制油的极压承载能力越强；用四球机2%浓度摩擦系数表示轧制油减小摩擦的性能，这一数值越低，说明轧制油的减磨性越高；用550℃热挥发性能表示轧制油在轧钢生产时的退火清洁性能，这一数值越高，说明轧制油在轧钢生产的退火阶段清洁性越好；用3小时1%浓度防锈性能表示轧制油的防锈性，这一数值越低，说明轧制油的防锈性越好；用皂化值表示轧制油的润滑性能，这一数值越高，说明轧制油的润滑性能越好。

表2本发明组合物与对比例1所使用的原料的生物降解性对比

本发明组合物	生物降解性	对比例1	生物降解性
				植物油	＞99%	矿物油	＜30%
植物油烷醇酰胺	96.2%	壬基酚聚氧乙烯醚	60%
				季戊四醇酯	98.5%	季戊四醇酯	98.5%
		石油磺酸钠	55%

表1和表2说明本发明的冷轧带钢轧制油组合物采用了全植物油和合成酯等可生物降解原料，排放后对环境无污染；在润滑性、极压抗磨性、防锈性、热挥发性等技术指标达到甚至优于现有的轧制油（对照产品）。

在说明书和权利要求书中，棕榈仁油、冬化棉籽油、冬化米糠油、棕榈油酸、棕榈油、对甲苯磺酸、季戊四醇、二乙醇胺、氢氧化钠、国产冷轧带钢轧制油产品C1-9在市场上均有销售；

T501和T508均为本行业通用的添加剂编号，T501为2,6-二叔丁基对甲酚，T508为酚酯类型抗氧剂，T501和T508在市场上均有销售。

Claims

1.一种冷轧带钢轧制油组合物，其特征在于按重量百分比该组合物由以下组分组成：

所述基础油选自棕榈仁油、冬化棉籽油、冬化米糠油中的至少一种，

所述乳化剂及防锈剂为植物油酸烷醇酰胺。

2.根据权利要求1所述的冷轧带钢轧制油组合物，其特征在于按重量百分比计，基础油的含量为58％～65％；季戊四醇脂肪酸酯的含量为25％～33％；所述植物油烷醇酰胺的含量为5％～8％；抗氧剂的含量为1％～3％。

3.根据权利要求1或2所述的的冷轧带钢轧制油组合物，其特征在于：所述季戊四醇脂肪酸酯为脂肪酸与季戊四醇酯化所得；所述脂肪酸选自C₁₂～C₁₈的动植物脂肪酸。

4.根据权利要求3所述的的冷轧带钢轧制油组合物，其特征在于：所述脂肪酸选自椰子油酸、棕榈油酸、动物油酸的至少一种。

5.根据权利要求1所述的冷轧带钢扎制油组合物，其特征在于：所述植物油酸烷醇酰胺由植物油酸与二乙醇胺经酰胺化反应所得，所述植物油酸选自棕榈仁油酸、棕榈油酸、米糠油酸中的至少两种。

6.根据权利要求1或2所述的冷轧带钢扎制油组合物，其特征在于：所述抗氧剂是T501或T508。

7.一种制备权利要求1或2所述冷轧带钢扎制油组合物的方法，包括：

(1)按所述重量百分比称取各组分；

(2)将基础油放入反应釜中搅拌升温至40℃～50℃，加入抗氧剂，搅拌至溶解，再加入季戊四醇脂肪酸酯搅拌均匀，最后加入乳化剂及防锈剂搅拌至均匀，即得。