CN103710081B

CN103710081B - 钢管扩径油组合物及其用途

Info

Publication number: CN103710081B
Application number: CN201310468205.8A
Authority: CN
Inventors: 胡晓晖; 李谨; 王士庭; 张旭; 杨志东; 李晓阳
Original assignee: China Petroleum Chemical Co Lubricating Oil Research And Development (shanghai) Center; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: China Petroleum Chemical Co Lubricating Oil Research And Development (shanghai) Center; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2013-10-09
Filing date: 2013-10-09
Publication date: 2015-07-01
Anticipated expiration: 2033-10-09
Also published as: CN103710081A

Abstract

本发明涉及一种钢管扩径油组合物及其用途,主要解决现有技术使用氯化石蜡类极压抗磨剂、烷基酚聚氧乙烯醚类表面活性剂，对人体和环境都有影响，存在使用后乳化液废水用化学沉降法处理周期长的问题。本发明通过采用以重量份数计，包括以下组份：a）10～20份极压抗磨剂；b）10～20份表面活性剂；c）5～10份防锈剂；d）10～15份增稠剂；e）0.05～0.1份消泡剂；f）40～80份可生物降解基础油；所述组合物中不含氯化石蜡的技术方案较好地解决了该问题，可用于钢管扩径油组合物的工业生产中。

Description

钢管扩径油组合物及其用途

技术领域

本发明涉及一种钢管扩径油组合物及其用途。

背景技术

钢管扩径油主要用于大直径钢管生产中扩径头工作部位的润滑，例如国家西气东输重点工程中干线专用的大口径直缝埋弧焊管，在其冷加工中的强力扩径、整形和消除内应力的工艺过程中，钢管扩径油作为这种特殊工艺的配套润滑材料可以使管壁和扩径头的滑动与导向摩擦副两个工作表面保持润滑，工艺要求钢管扩径油在使用中形成的油膜能使所有摩擦面在高压力作用下不受损伤，同时还要求钢管扩径油在使用后可以通过水喷淋的方式快速从钢管内壁脱离，乳化液废水可以通过化学沉降法处理。

因此钢管扩径油需要有以下几点特殊性能：较高的极压润滑性能；简捷的水清洗性能，可快速从钢管内壁水洗脱离，不影响下一工序；合适的黏度，既能保证在使用中有较厚的油膜，又能满足泵送性；对人体和环境无害，对使用后废水处理工艺无影响。

目前国内市场上使用的扩径油产品，例如专利CN102031186A中提供的一种扩径油，均有使用氯化石蜡类极压抗磨剂、烷基酚聚氧乙烯醚类表面活性剂等国际环保法限制使用的添加剂，对人体和环境都有影响，使用后乳化液废水用化学沉降法处理周期较长。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术使用氯化石蜡类极压抗磨剂、烷基酚聚氧乙烯醚类表面活性剂，对人体和环境都有影响，存在使用后乳化液废水用化学沉降法处理周期长的问题，提供一种新的钢管扩径油组合物。该组合物既能满足大直径钢管扩径工艺要求，保证工程安全，提高大直径钢管的质量，又对人体和环境无害，可生物降解，使用后清洗和废水处理简捷高效。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一所对应的钢管扩径油组合物的用途。

为解决上述技术问题之一，本发明采取的技术方案如下：一种钢管扩径油组合物，以重量份数计，包括以下组份：

a）10～20份极压抗磨剂；

b）10～20份表面活性剂；

c）5～10份防锈剂；

d）10～15份增稠剂；

e）0.05～0.1份消泡剂；

f）40～80份可生物降解基础油；

所述极压抗磨剂选自含氮硼酸酯、磺酸盐或纳米硫化铜、纳米二硫化钼中的至少一种；

所述表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚或聚异丁烯衍生物中的至少一种；

所述防锈剂选自十二烯基丁二酸二乙醇酰胺、羧酸盐或羧酸胺中的至少一种；

所述增稠剂选自分子量为30000～60000的聚醚或粘度为7000～15000厘斯的聚酯中的至少一种；

所述消泡剂选自硅氧烷基消泡剂；

所述可生物降解基础油选自蓖麻油、氧化菜油或环氧大豆油中的至少一种；

所述组合物中不含氯化石蜡。

上述技术方案中，优选地，极压抗磨剂选自含氮硼酸酯、磺酸盐、纳米硫化铜或纳米二硫化钼中的至少两种。更优选地，极压抗磨剂选自含氮硼酸酯和磺酸盐的混合物；混合物中含氮硼酸酯和磺酸盐的重量比为0.2～0.9。

上述技术方案中，优选地，表面活性剂选自蓖麻油聚氧乙烯醚和聚异丁烯衍生物的混合物；混合物中蓖麻油聚氧乙烯醚和聚异丁烯衍生物的重量比为0.8～6.0。

上述技术方案中，优选地，防锈剂的选自十二烯基丁二酸二乙醇酰胺和羧酸盐的混合物；混合物中十二烯基丁二酸二乙醇酰胺和羧酸盐的重量比为0.5～1.0。

上述技术方案中，优选地，增稠剂选自分子量为30000～60000的聚醚和粘度为7000～15000厘斯的聚酯的混合物；混合物中聚醚和聚酯的重量比为0.01～1.0。

上述技术方案中，优选地，所述可生物降解基础油选自蓖麻油、氧化菜油或环氧大豆油中的至少两种

本发明组合物的制备方法包括以下步骤：

a）将可生物降解基础油投入调和釜，搅拌，升温至40～75℃并维持；

b）加入极压抗磨剂，搅拌均匀；

c）再加入表面活性剂，搅拌均匀；

d）最后加入防锈剂、增稠剂和消泡剂，搅拌并停止加热，逐步降温至室温，停止搅拌，即得所述组合物。

为解决上述技术问题之二，本发明采取的技术方案如下：所述钢管扩径油组合物用于大直径钢管生产中扩径头工作部位的润滑。

上述技术方案中，所述钢管扩径油组合物的组份、重量份数以及优选范围与解决技术问题之一所采取的技术方案相同。

本发明组合物中，极压抗磨剂选自含氮硼酸酯、磺酸盐或纳米硫化铜和纳米二硫化钼中的至少一种，不使用本领域常规使用的氯系、硫系和磷系极压抗磨剂，避免了常规极压抗磨剂带来的工件和设备腐蚀以及水体的富营养化等影响工程安全和环境污染的问题。而且含氮硼酸酯和磺酸盐都具有表面活性，与表面活性剂协同复配，可以使表面活性剂的性能更好。

本发明组合物中，表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚或聚异丁烯衍生物中的至少一种，不使用国际环保法限制使用的烷基酚聚氧乙烯醚，对人体和环境无影响。其中，聚异丁烯衍生物表面活性剂对可生物降解基础油具有极好的乳化能力，还具有低泡沫、抗硬水，防锈和一定的润滑性能，使得最终的环保型钢管扩径油组合物产品适合不同地区使用，极易用水清洗，所得稳定的乳化液具有防锈性，可用于扩径工艺前钢管的预润滑和扩径工艺后的钢管水压试验。

本发明组合物中，防锈剂选自十二烯基丁二酸二乙醇酰胺、羧酸盐或羧酸胺中的至少一种。其中，十二烯基丁二酸二乙醇酰胺比常规的十二烯基丁二酸酯有更好的防锈性能和与其他防锈剂协同复配的性能。

本发明组合物中，增稠剂选自分子量为30000～60000的聚醚或粘度为7000～15000厘斯的聚酯中的至少一种。增稠剂能够改善油品的黏度，使环保型钢管扩径油组合物具有较高的黏附性能，提供连续的润滑膜，减少流失，同时还具有一定的润滑性能。

本发明组合物中，消泡剂选自硅氧烷基消泡剂。如果油品在使用过程中产生泡沫，就会破坏油膜强度和稳定性，影响润滑效果，造成摩擦副磨损，因此为防止环保型钢管扩径油组合物在使用过程中产生泡沫，需要加入消泡剂。

本发明组合物中，可生物降解基础油选自蓖麻油、氧化菜油或环氧大豆油中的至少一种，具有优异的润滑性能和生物降解性能，对人体和环境无影响。

本发明环保型钢管扩径油组合物不含氯化石蜡，既能够满足大直径钢管扩径工艺要求，保证工程安全，提高大直径钢管的质量；具有极高的极压润滑性能，简捷的水清洗性能；具有合适的黏度，保证在极压状况下有较厚的油膜，满足泵送性，又对人体和环境无害，可生物降解，乳化液废水用化学沉降法处理周期短，取得了较好的技术效果。

下面结合实施例对本发明作进一步的阐述。

具体实施方式

【实施例1～5】

将可生物降解基础油投入调和釜，搅拌，升温至50℃并维持在这个温度；加入极压抗磨剂，搅拌均匀；再加入表面活性剂，搅拌均匀；最后加入防锈剂、增稠剂和消泡剂，搅拌并停止加热，逐步降温至室温，停止搅拌，即得所述组合物。组合物中各组份的种类及用量，具体见表1。

表1中，AEO为脂肪醇聚氧乙烯醚，EL为蓖麻油聚氧乙烯醚，MC944V为聚异丁烯衍生物，4010为高粘度聚酯商品名。

【比较例1】

【比较例1】为德国产扩径油MZAN20S（商品名）。

【比较例2】

【比较例2】为国产扩径油Expander oil40（商品名）。

【比较例3】

按照文献CN102031186A【实施例1】制备组合物。其组成为：

蓖麻油35份；分子量为50000的聚醚3.9份；硫化猪油3.5份；氯化石蜡10份；三烷基磷酸酯5份；中分子合成磺酸钠4.5份；烷基酚聚氧乙烯醚2份；蓖麻油聚氧乙烯醚12份；十二烯基丁二酸酯10份；失水山梨糖油酸酯2份；分子量为20000的聚醚12份；甲基硅油0.1份。

【比较例4】

实施例1中的含氮硼酸酯替换为氯化石蜡；中分子合成磺酸钠替换为硫化猪油。

分别对各实施例和比较例制备的钢管扩径油进行性能测试，测试方法为本领域工程技术人员所熟知的。试验结果见表2。

由表2可以看出，本发明钢管扩径油组合物与同类润滑材料相比，具有优异的润滑性能，高低温使用性能和泵送性能，特别是具有突出的水清洗性能，废水处理周期短，既能满足大直径钢管扩径工艺要求，又对人体和环境无害，使用后清洗和废水处理简捷高效。

Claims

1.一种钢管扩径油组合物，以重量份数计，包括以下组份：

a)10～20份极压抗磨剂；

b)10～20份表面活性剂；

c)5～10份防锈剂；

d)10～15份增稠剂；

e)0.05～0.1份消泡剂；

f)40～80份可生物降解基础油；

所述极压抗磨剂选自含氮硼酸酯、磺酸盐、纳米硫化铜或纳米二硫化钼中的至少两种；

所述表面活性剂选自蓖麻油聚氧乙烯醚和聚异丁烯衍生物的混合物；混合物中蓖麻油聚氧乙烯醚和聚异丁烯衍生物的重量比为0.8～6.0；

所述防锈剂选自十二烯基丁二酸二乙醇酰胺和羧酸盐的混合物；混合物中十二烯基丁二酸二乙醇酰胺和羧酸盐的重量比为0.5～1.0；

所述增稠剂选自分子量为30000～60000的聚醚和粘度为7000～15000厘斯的聚酯的混合物；混合物中聚醚和聚酯的重量比为0.01～1.0；

所述消泡剂选自硅氧烷基消泡剂；

所述组合物中不含氯化石蜡。

2.根据权利要求1所述钢管扩径油组合物，其特征在于极压抗磨剂选自含氮硼酸酯和磺酸盐的混合物；混合物中含氮硼酸酯和磺酸盐的重量比为0.2～0.9。

3.根据权利要求1所述钢管扩径油组合物，其特征在于所述可生物降解基础油选自蓖麻油、氧化菜油或环氧大豆油中的至少两种。

4.权利要求1～3任一所述的钢管扩径油组合物用于大直径钢管生产中扩径头工作部位的润滑。