CN104342274A - 全合成不锈钢冷轧轧制液组合物及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全合成不锈钢冷轧轧制液组合物及其用途，主要解决现有技术存在润滑极压性差、使用寿命短的问题。本发明通过采用以重量份数计包括以下组份：a)5～30份水溶性聚醚；b)1～10份水溶性极压剂；c)3～10份水溶性防锈剂；d)1～10份清洗剂；e)1～5份耦合剂；f)0.01～0.5份螯合剂；g)35～65份水的技术方案较好地解决了该问题，可用于不锈钢冷轧轧制工艺。

Description

全合成不锈钢冷轧轧制液组合物及其用途

技术领域

本发明涉及一种全合成不锈钢冷轧轧制液组合物及其用途。

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。通常，人们把铬含量大于12％或镍含量大于8％的合金钢叫不锈钢。

随着不锈钢冷轧工艺的不断进步，越来越多的高速轧钢机投入使用，由此对不锈钢轧制工艺过程中所用到的不锈钢冷轧轧制液的选择也越来越重要。不锈钢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，不锈钢轧制液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。此外，随着人们对身体健康及环境保护的重视，在选择合适的轧制液时，也要求轧制废液易于处理，不会对环境造成破坏，具有良好的环境友好性。

近年来常见的不锈钢冷轧轧制油主要分为纯油型和乳化型，这类专利报道较多，例如专利CN10504919A公开了一种能够提高不锈钢冷轧轧制油使用寿命的冷轧润滑剂，专利CNI173021C公开了一种具有较好润滑性和清净性的冷轧润滑剂等。上述纯油型不锈钢冷轧轧制油其应用条件、维护成本等要求较低，但其冷却性能较差，不能及时带走高压、高速轧制产生的热量，影响板型，且油温度过高造成大量油雾，影响工作环境，对人体健康造成危害，同时轧制废油难于处理。而乳化型轧制液虽然冷却性能较好，工作环境较好，对人体健康危害较小，但由于乳化液为热力学不稳定状态，应用条件相对苛刻、维护成本较高，而且使用后的废液处理成本较高。在水溶性轧制液公开的专利CN102757848A中也介绍了利用各类水溶性添加剂复配达到较好的润滑性、防锈性、环境友好性，但随着轧制工艺的不断提升，该水溶性轧制液润滑极压性已达不到现场工艺使用要求，同时，该轧制液使用寿命较短。因此，发明一种具有优异润滑性、防锈性、极压抗磨性、使用寿命、环境友好性的水溶性轧制液是很有必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术存在润滑极压性差、使用寿命短的问题，提供一种新的全合成不锈钢冷轧轧制液组合物。该组合物具有良好的润滑冷却性能、优异的防锈性能、优异的退火清净性、较长的使用寿命，使用过程中对人体健康无影响，且废液易于处理，具有良好的环境友好性。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相对应的全合成不锈钢冷轧轧制液组合物的用途。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种全合成不锈钢冷轧轧制液组合物，以重量份数计包括以下组分：

a)5～30份水溶性聚醚；

b)1～10份水溶性极压剂；

c)3～10份水溶性防锈剂；

d)1～10份清洗剂；

e)1～5份耦合剂；

f)0.01～0.5份螯合剂；

g)35～65份水；

其中，所述水溶性聚醚选自环氧乙烷-环氧丙烷共聚物、蓖麻油聚氧乙烯醚、羧酸环氧丙烷加成物、羧酸环氧乙烷加成物或烷基环氧乙烷基硫代磷酸酯中的至少一种；

所述水溶性极压剂选自油酸钾、硼酸酯、硫化油酸聚乙二醇酯、硫磷钼、脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯或硫代磷酸酯中的至少一种；

所述水溶性防锈剂选自苯甲酸钠、苯甲酸单乙醇胺、对硝基苯甲酸单乙醇胺、癸二酸钠、癸二酸单乙醇胺、十二烯基丁二酸二乙醇胺、油酸单乙醇胺、十二苯磺酸钠、十八苯磺酸胺、聚烷氧基磷酸酯二乙醇胺、硼酸单乙醇胺或水溶性硼酸酯中的至少一种；

所述清洗剂选自十二烷基苯磺酸钠、油醇硫酸酯钠盐、十二烷基氨基丙酸钠、烷基二甲基甜菜碱、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚或C₁₂～C₁₈脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种；

所述耦合剂选自甘油、异构十六醇、三乙二醇单丁醚、乙二醇丁醚、二乙二醇单丁醚或妥尔油酸中的至少一种；

所述螯合剂选自乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠、乙二胺四乙酸二钙钠、二亚乙基三胺五乙酸、氨基三乙酸、羧乙基乙二胺三乙酸中的至少一种。

上述技术方案中，优选地，以重量份数计，水溶性聚醚的用量为5～28份，水溶性极压剂的用量为2～9份，水溶性防锈剂的用量为4～8份，清洗剂的用量为1～7份，耦合剂的用量为1～3份，螯合剂的用量为0.01～0.3份，水的用量为40～60份。更优选地，水溶性聚醚的用量为10～25份，水溶性极压剂的用量为5～8份，水溶性防锈剂的用量为6～8份，清洗剂的用量为2～5份，耦合剂的用量为1～2份，螯合剂的用量为0.01～0.1份，水的用量为45～55份。

上述技术方案中，优选地，以重量份数计，所述组合物中还包括组份h)1～10份的pH值调节剂；更优选地，pH值调节剂的用量为3～5份。其中，pH值调节剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸氢钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、单乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺或N-甲基-2，3-二羟丙基胺中的至少一种。

上述技术方案中，优选地，以重量份数计，所述组合物中还包括组份i)0.01～0.5份的消泡剂；更优选地，消泡剂的用量为0.01～0.1份。其中，消泡剂选自聚醚、甲基硅油、羟基硅油、氨基硅油或聚二甲基硅氧烷中的至少一种。

为解决上述技术问题之二，本发明采用的技术方案如下：所述全合成不锈钢冷轧轧制液组合物用于不锈钢冷轧轧制工艺。

上述技术方案中，所述全合成不锈钢冷轧轧制液组合物的组分、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。

本发明全合成不锈钢冷轧轧制液组合物的制备方法如下:将水加热到30～40℃，搅拌中依次加入所需量的水溶性聚醚、水溶性极压剂、水溶性防锈剂、耦合剂、pH值调节剂、清洗剂、消泡剂和螯合剂，充分搅拌，调节pH值为7.5～8.5，1～2小时后，停止搅拌和加热，静置1～2小时后过滤灌装即可。

本发明全合成不锈钢冷轧轧制液组合物使用时，根据需要与水稀释后使用。一般情况下，轧制最小轧制厚度大于0.4毫米的中窄板带时，稀释浓度为3～7重量％；轧制最小轧制厚度小于0.4毫米的中窄板带时，稀释浓度为5～10重量％。

本发明全合成不锈钢冷轧轧制液充分利用了各组分的协同作用，在用于不锈钢冷轧轧制工艺过程中具有良好的润滑性、防锈性、清净性，同时对工作环境无影响，使用寿命较长，且该配方中不含亚硝酸盐、苯、酚类物质，使用处理时不会对人体健康和环境造成影响及破坏，废液易于处理，具有较好的环境友好性。

本发明的全合成不锈钢冷轧轧制液的评定方法如下：

外观：采用目测方法测定。

清净性：采用重量法测定待测液的清净性。

极压润滑性能：轧制过程中的润滑是通过润滑剂在轧辊与板带表面形成完整的润滑膜来实现的。润滑剂的极压润滑性能代表着润滑剂所形成润滑膜的承载能力。轧制过程润滑膜破裂不但影响润滑效果，板带表面还会产生划伤，粘结坑等表面缺陷。因此，极压润滑性能PB值是衡量润滑剂润滑性能的主要指标。采用四球机试验方法(GB/T3142)测试待测液的极压润滑性能。

防锈性能：SH/T 0195

下面实施例对本发明作进一步的阐述。

具体实施方式

【实施例1～7】

将去离子水加热到35℃，搅拌中依次加入所需量的水溶性润滑剂、水溶性极压剂、水溶性防锈剂、耦合剂、pH值调节剂、清洗剂、消泡剂和螯合剂，调节pH值为7.5～8.5，充分搅拌1.5小时后停止搅拌和加热，静置1.5小时后过滤灌装。组合物中各组份的具体组份及其含量见表2。其中，各组分含量为份数，各实施例中均用去离子水补充至100份，省略了组份水的含量。

【实施例1】

【实施例2】

【实施例3】

【实施例4】

【实施例5】

【实施例6】

【实施例7】

对比例1是纯油型不锈钢冷轧轧制油，具体组分为:油酸环氧酷0.6％、2、6一二叔丁基对甲酚(T501)0.3％、苯三哩十八胺盐(T551)、加氢基础油余量70～80℃调和均匀。其性能见表1。

对比例2是乳化型不锈钢冷轧轧制液具体组分为:壬基酚聚氧乙烯(10)醚5％、油酸乙二醇酷(T403)15％、异辛基酸性磷酸酷十八胺盐(T308)1％、苯并三氮哩脂肪酸胺盐(T406)2％、2、6一二叔丁基对甲酚(T501)0.5％、苯三哩十八胺盐(T551)0.05％、油酸5％、三乙醇胺1％、三嗦类防腐杀菌剂(YN一215)1％和基础油MV工300余量,在60～70℃调和均匀。其性能见表1。

对比例3是水溶性冷轧轧制液具体组分：马来油酸三异丙醇胺盐5％、ZDDP5％、苯甲酸钠18.5％、烷基磺酸钠1％、壬基酚聚氧乙烯7醚5.5％、三乙醇胺3.5％、HEDTA0.2％、甲基硅油0.05％和去离子水余量，在30～40℃调和均匀。其性能见表1。

表1 各组合物性能

由表1可以看出，本发明的全合成不锈钢冷轧轧制液组合物，具有纯油型轧制液和乳化型轧制液的部分优点，与相同全合成冷轧轧制液比较，具有更好的极压润滑性，较长的使用寿命，同时所用添加剂均采用环境友好型添加剂，因此该组合物具有良好的环境友好性，满足现代高速、高压轧机的使用要求。

此外，本发明的全合成不锈钢冷轧轧制液组合物，根据加工工艺等因素的不同，分别适用于不同不锈钢轧制厚度要求的轧制工艺。在实际的工业应用中，表1中的实施例都具有较好的润滑性能和冷却性能，同时相对于对比例更易于废液处理，在加工生产时，工作环境也较好，对人体健康无危害。

Claims (8)

1.一种全合成不锈钢冷轧轧制液组合物，以重量份数计包括以下组分：

a)5～30份水溶性聚醚；

b)1～10份水溶性极压剂；

c)3～10份水溶性防锈剂；

d)1～10份清洗剂；

e)1～5份耦合剂；

f)0.01～0.5份螯合剂；

g)35～65份水；

其中，所述水溶性聚醚选自环氧乙烷-环氧丙烷共聚物、蓖麻油聚氧乙烯醚、羧酸环氧丙烷加成物、羧酸环氧乙烷加成物或烷基环氧乙烷基硫代磷酸酯中的至少一种；

所述水溶性极压剂选自油酸钾、硼酸酯、硫化油酸聚乙二醇酯、硫磷钼、脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯或硫代磷酸酯中的至少一种；

所述水溶性防锈剂选自苯甲酸钠、苯甲酸单乙醇胺、对硝基苯甲酸单乙醇胺、癸二酸钠、癸二酸单乙醇胺、十二烯基丁二酸二乙醇胺、油酸单乙醇胺、十二苯磺酸钠、十八苯磺酸胺、聚烷氧基磷酸酯二乙醇胺、硼酸单乙醇胺或水溶性硼酸酯中的至少一种；

所述清洗剂选自十二烷基苯磺酸钠、油醇硫酸酯钠盐、十二烷基氨基丙酸钠、烷基二甲基甜菜碱、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚或C₁₂～C₁₈脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种；

所述耦合剂选自甘油、异构十六醇、三乙二醇单丁醚、乙二醇丁醚、二乙二醇单丁醚或妥尔油酸中的至少一种；

所述螯合剂选自乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠、乙二胺四乙酸二钙钠、二亚乙基三胺五乙酸、氨基三乙酸、羧乙基乙二胺三乙酸中的至少一种。

2.根据权利要求1所述全合成不锈钢冷轧轧制液组合物，其特征在于以重量份数计，水溶性聚醚的用量为5～28份，水溶性极压剂的用量为2～9份，水溶性防锈剂的用量为4～8份，清洗剂的用量为1～7份，耦合剂的用量为1～3份，螯合剂的用量为0.01～0.3份，水的用量为40～60份。

3.根据权利要求2所述全合成不锈钢冷轧轧制液组合物，其特征在于以重量份数计，水溶性聚醚的用量为10～25份，水溶性极压剂的用量为5～8份，水溶性防锈剂的用量为6～8份，清洗剂的用量为2～5份，耦合剂的用量为1～2份，螯合剂的用量为0.01～0.1份，水的用量为45～55份。

4.根据权利要求1所述全合成不锈钢冷轧轧制液组合物，其特征在于以重量份数计，所述组合物中还包括组份h)1～10份的pH值调节剂；其中，pH值调节剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸氢钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、单乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺或N-甲基-2，3-二羟丙基胺中的至少一种。

5.根据权利要求4所述全合成不锈钢冷轧轧制液组合物，其特征在于以重量份数计，所述组合物中pH值调节剂的用量为3～5份。

6.根据权利要求1或4所述全合成不锈钢冷轧轧制液组合物，其特征在于以重量份数计，所述组合物中还包括组份i)0.01～0.5份的消泡剂；其中，消泡剂选自聚醚、甲基硅油、羟基硅油、氨基硅油或聚二甲基硅氧烷中的至少一种。

7.根据权利要求6所述全合成不锈钢冷轧轧制液组合物，其特征在于以重量份数计，所述组合物中消泡剂的用量为0.01～0.1份。

8.权利要求1～7任一所述全合成不锈钢冷轧轧制液组合物用于不锈钢冷轧轧制工艺。