CN105238525A

CN105238525A - 可生物降解轧制乳化油组合物在铝合金板带热轧轧制工艺中的应用

Info

Publication number: CN105238525A
Application number: CN201510681110.3A
Authority: CN
Inventors: 王靖宇; 张旭; 杨志东; 李晓阳; 杨兰; 张斌
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2015-10-19
Filing date: 2015-10-19
Publication date: 2016-01-13

Abstract

本发明涉及一种可生物降解轧制乳化油组合物在铝合金板带热轧轧制工艺中的应用。所述可生物降解轧制乳化油组合物，以重量份数计由以下组份组成：a)60～80份植物油和合成酯；b)2～10份油酸、三乙醇胺或妥尔油酸中的至少一种；c)0～15份石油磺酸钠、改性蓖麻油聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种；d)0～5份12-14醇；e)0～10份亚磷酸酯或磷酸酯中的至少一种；f)1～5份酸性磷酸酯或异硬脂酸中的至少一种；g)0.5～2份二叔丁基对甲酚；h)0.05～1份辛基二苯胺；i)0.05～0.2份有机硅氧烷；j)0.5～3份亚甲基二吗啉、碘代丙炔丁氨基甲酸酯或苯并异噻唑啉酮中的至少一种。

Description

可生物降解轧制乳化油组合物在铝合金板带热轧轧制工艺中的应用

技术领域

本发明涉及一种可生物降解轧制乳化油组合物在铝合金板带热轧轧制工艺中的应用。

背景技术

近年来，得益于我国经济的发展，国内金属加工产业得到了飞速的发展，金属加工液的用量逐年增加。目前市场上不可再生的纯矿物油型金属加工油逐渐减少，水基金属加工液成为市场的主流产品，这也带来了一系列的环境问题。乳化型金属加工液含有大量的矿物油，生物降解性差，是对环境影响较大的物质，这些废液回收利用价值低，处理困难，其中的矿物油在环境中降解能力差，直接排放对人类的环境造成恶化。废液中的重金属和各种添加剂，是增大废液COD的主要物质，会危害水生生物，对生物体产生致癌、致畸效应。以铝合金板带热轧用乳化液为例，目前国内的年消耗量在2-3万吨，每年乳化液废液的排放量超过100万吨，要经过复杂的废液处理工艺，消耗大量的人工和能耗。随着国家环保法规的日益严格，各金属加工企业在废液的处理上需要更大的投入，在国内金属加工行业特别是钢铁、铝合金板带生产行业效益整体不景气的背景下，金属加工液废液处理难题更多的转嫁给了金属加工液生产商。为此研制可生物降解型轧制乳化液，减少金属加工废液对环境的影响，是未来金属加工液发展的一个重要方向。

目前在可降解润滑油方面的研究主要集中在纯油型设备用油产品中。文献CN103194299A中介绍了一种可生物降解润滑油，用合成基础油、二芳胺和位阻酚抗氧剂和纳米氧化铜粉末等，产品主要应用于各种发动机、齿轮和液压设备中。文献CN103087797A中介绍了一种生物可降解润滑油的制备方法，应用生物柴油改性工艺技术领域，强调了制备过程的催化效率和稳定性。在生物降解轧制乳化液领域的研究较少，发明一种可生物降解的轧制乳化液，对于解决金属加工企业废乳化液的排放和处理问题，减少对环境的危害，提高金属加工液生产商的技术水平有重要的意思。

发明内容

本发明目的旨在提供一种可生物降解轧制乳化油组合物在铝合金板带热轧轧制工艺中的应用。该组合物具有优良的生物降解性能，废液处理简单，同时极压性能和润滑性能好，乳化稳定性高，生产与使用方便。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：可生物降解轧制乳化油组合物在铝合金板带热轧轧制工艺中的应用，所述可生物降解轧制乳化油组合物，以重量份数计由以下组份组成：

a)60～80份植物油和合成酯；所述述植物油选自精炼菜籽油、葵花籽油、棕榈油或大豆油中的至少一种；所述合成酯选自三羟甲基丙烷油酸酯、三羟甲基丙烷三异硬脂酸酯、新戊二醇油酸酯或季戊四醇油酸酯中的至少一种；

b)2～10份油酸、三乙醇胺或妥尔油酸中的至少一种；

c)0～15份石油磺酸钠、改性蓖麻油聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种；

d)0～5份12-14醇；

e)0～10份亚磷酸酯或磷酸酯中的至少一种；

f)1～5份酸性磷酸酯或异硬脂酸中的至少一种；

g)0.5～2份二叔丁基对甲酚；

h)0.05～1份辛基二苯胺；

i)0.05～0.2份有机硅氧烷；

j)0.5～3份亚甲基二吗啉、碘代丙炔丁氨基甲酸酯或苯并异噻唑啉酮中的至少一种。

上述技术方案中，优选地，以重量份数计，石油磺酸钠、改性蓖麻油聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种的用量为3～8份。

上述技术方案中，优选地，以重量份数计，12-14醇的用量为2～5份。

上述技术方案中，优选地，以重量份数计，亚磷酸酯或磷酸酯中的至少一种的用量为2～10份。

上述技术方案中，优选地，组分b)为油酸三乙醇胺。

上述技术方案中，优选地，组分c)为石油磺酸钠、改性蓖麻油聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚中的至少两种。

上述技术方案中，优选地，组分e)为亚磷酸酯。

上述技术方案中，优选地，组分j)为亚甲基二吗啉与碘代丙炔丁氨基甲酸酯或苯并异噻唑啉酮的混合物。

上述技术方案中，优选地，将所述可生物降解轧制乳化油组合物用水稀释为体积浓度2～8％的乳化液。

本发明中所述可生物降解轧制乳化油组合物的制备方法是：

第一步：将油酸或妥尔油酸、三乙醇胺、植物油和合成酯加入转速为80～120转/分的反应釜中，边搅拌边加热至40～55℃，保持10～90分钟。

第二步：将亚磷酸酯或磷酸酯、12-14醇、酸性磷酸酯或异硬脂酸、二叔丁基对甲酚和辛基二苯胺、依次加入，保持恒温搅拌至澄清透明。

第三步：加入改性石油磺酸钠、蓖麻油聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚、有机硅氧烷、亚甲基二吗啉与碘代丙炔丁氨基甲酸酯或苯并异噻唑啉酮，继续搅拌，冷却至室温，便配制成所述可生物降解轧制乳化油组合物。

本发明的乳化油组合物可调配成适合铝合金板带热轧轧制工艺用乳化油，产品用去离子水稀释为体积浓度为2～8％的乳化液，即可得到用于轧制工艺所需的乳化液。本发明以植物油和合成酯替代矿物油，产品的生物降解性好，废液处理简单，同时极压性能和润滑性能好，乳化稳定性高，生产与使用方便。

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】

组合物组成见下表。

序号	组分名称	重量(kg)
			1	棕榈油	2745
2	三羟甲基丙烷三异硬脂酸酯	1400
			3	季戊四醇油酸酯	1500
4	油酸	1300
			5	三乙醇胺	400
6	12-14醇	600
			7	石油磺酸钠	200
8	改性蓖麻油聚氧乙烯醚	800
			9	磷酸酯	300
10	酸性磷酸酯	300

11	辛基二苯胺	50
			12	二叔丁基对甲酚	100
13	有机硅氧烷	5
			14	苯并异噻唑啉酮	200
15	亚甲基二吗啉	100

所述组合物的制备方法如下：

第一步：将1300kg油酸、400kg三乙醇胺加入转速为80～120转/分的反应釜中，边搅拌边加热至50℃，保持60分钟。

第二步：将1400kg三羟甲基丙烷三异硬脂酸酯、1500kg季戊四醇油酸酯、2745kg棕榈油、600kg12-14醇、300kg酸性磷酸酯、200kg石油磺酸钠、50kg辛基二苯胺、100kg二叔丁基对甲酚依次加入调合釜中，保持恒温搅拌30分钟至添加剂完全溶解。

第三步：加入800kg改性蓖麻油聚氧乙烯醚、5kg有机硅氧烷和200kg苯并异噻唑啉酮和100kg亚甲基二吗啉继续搅拌至均匀透明，冷却至室温，便配制成适用于铝合金板带热轧工艺的可生物降解轧制乳化油。工厂可根据不同铝合金板带加工的具体工艺情况，用去离子水稀释为体积浓度为2～8％的乳化液，即可用于铝合金板带热轧轧制工艺润滑和冷却。制备的乳化油产品性能指标如下：

序号	项目	试验结果
			1	外观	棕黄色透明液体
2	运动黏度(40℃)，mm²/s	57.5
			3	皂化值，mgKOH/g	141.6
4	酸值，mgKOH/g	28.4
			5	乳化性能	乳化良好，无油水分离
6	pH值(5％稀释液)	7.65

【实施例2】

组合物组成见下表。

序号	组分名称	重量(kg)
			1	精炼菜籽油	3345
2	三羟甲基丙烷油酸酯	2650

3	油酸	1200
			4	三乙醇胺	400
5	12-14醇	400
			6	石油磺酸钠	200
7	改性蓖麻油聚氧乙烯醚	500
			8	壬基酚聚氧乙烯醚	300
9	酸性磷酸酯	300
			10	亚磷酸酯	200
11	辛基二苯胺	100
			12	二叔丁基对甲酚	100
13	有机硅氧烷	5
			14	碘代丙炔丁氨基甲酸酯	150
15	亚甲基二吗啉	150

所述组合物的制备方法如下：

第一步：将1200kg油酸、400kg三乙醇胺加入转速为80～120转/分的反应釜中，边搅拌边加热至50℃，保持60分钟。

第二步：将3345kg棕榈油、2650kg三羟甲基丙烷油酸酯、400kg12-14醇、300kg酸性磷酸酯、200kg石油磺酸钠、100kg辛基二苯胺、100kg二叔丁基对甲酚依次加入调合釜中，保持恒温搅拌30分钟至添加剂完全溶解。

第三步：加入500kg改性蓖麻油聚氧乙烯醚、300kg壬基酚聚氧乙烯醚、5kg有机硅氧烷和150kg碘代丙炔丁氨基甲酸酯和150kg亚甲基二吗啉，继续搅拌至均匀透明，冷却至室温，便配制成适用于铝合金板带热轧工艺的可生物降解轧制乳化油。工厂可根据不同铝合金板带加工的具体工艺情况，用去离子水稀释为体积浓度为2～8％的乳化液，即可用于铝合金板带热轧轧制工艺润滑和冷却。

制备的乳化油产品性能指标如下：

序号	项目	试验结果
			1	外观	棕黄色透明液体
2	运动黏度(40℃)，mm²/s	54.5
			3	皂化值，mgKOH/g	132.5
4	酸值，mgKOH/g	24.4

5	乳化性能	乳化良好，无油水分离
			6	pH值(5％稀释液)	7.75

【实施例3】

组合物组成见下表。

序号	组分名称	重量(kg)
			1	棕榈油	3345
2	新戊二醇油酸酯	2350
			3	妥尔油酸	1200
4	三乙醇胺	500
			5	12-14醇	400
6	石油磺酸钠	100
			7	改性蓖麻油聚氧乙烯醚	400
8	壬基酚聚氧乙烯醚	600
			9	酸性磷酸酯	300
10	亚磷酸酯	200
			11	辛基二苯胺	100
12	二叔丁基对甲酚	100
			13	有机硅氧烷	5
14	碘代丙炔丁氨基甲酸酯	200
			15	亚甲基二吗啉	200

所述组合物的制备方法如下：

第一步：将1200kg妥尔油酸、500kg三乙醇胺加入转速为80～120转/分的反应釜中，边搅拌边加热至50℃，保持60分钟。

第二步：将3345kg棕榈油、2350kg三羟甲基丙烷油酸酯、600kg12-14醇、300kg酸性磷酸酯、100kg石油磺酸钠、100kg辛基二苯胺、100kg二叔丁基对甲酚依次加入调合釜中，保持恒温搅拌30分钟至添加剂完全溶解。

第三步：加入400kg改性蓖麻油聚氧乙烯醚、600kg壬基酚聚氧乙烯醚、5kg有机硅氧烷和200kg碘代丙炔丁氨基甲酸酯和200kg亚甲基二吗啉，继续搅拌至均匀透明，冷却至室温，便配制成适用于铝合金板带热轧工艺的可生物降解轧制乳化油。工厂可根据不同铝合金板带加工的具体工艺情况，用去离子水稀释为体积浓度为2～8％的乳化液，即可用于铝合金板带热轧轧制工艺润滑和冷却。

制备的乳化油产品性能指标如下：

序号	项目	试验结果
			1	外观	棕黄色透明液体
2	运动黏度(40℃)，mm²/s	46.8
			3	皂化值，mgKOH/g	126.5
4	酸值，mgKOH/g	24.5
			5	乳化性能	乳化良好，无油水分离
6	pH值(5％稀释液)	7.85

【实施例4】

组合物组成见下表。

序号	组分名称	重量(kg)
			1	棕榈油	3045
2	季戊四醇油酸酯	3200
			3	油酸	1000
4	三乙醇胺	300
			5	12-14醇	600
6	石油磺酸钠	400
			7	壬基酚聚氧乙烯醚	600
8	异硬脂酸	200
			9	亚磷酸酯	200
10	辛基二苯胺	50
			11	二叔丁基对甲酚	100
12	有机硅氧烷	5
			13	苯并异噻唑啉酮	150
14	亚甲基二吗啉	150

所述组合物的制备方法如下：

第一步：将1000kg妥尔油酸和300kg三乙醇胺加入转速为80～120转/分的反应釜中，边搅拌边加热至50℃，保持60分钟。

第二步：将3045kg棕榈油、3200kg季戊四醇油酸酯、600kg12-14醇、200kg亚磷酸酯、400kg石油磺酸钠、200kg异硬脂酸、50kg辛基二苯胺、100kg二叔丁基对甲酚依次加入调合釜中，保持恒温搅拌30分钟至添加剂完全溶解。

第三步：加入600kg壬基酚聚氧乙烯醚、5kg有机硅氧烷和150kg苯并异噻唑啉酮和150kg亚甲基二吗啉，继续搅拌至均匀透明，冷却至室温，便配制成适用于铝合金板带热轧工艺的可生物降解轧制乳化油。工厂可根据不同铝合金板带加工的具体工艺情况，用去离子水稀释为体积浓度为2～8％的乳化液，即可用于铝合金板带热轧轧制工艺润滑和冷却。制备的乳化油产品性能指标如下：

序号	项目	试验结果
			1	外观	棕黄色透明液体
2	运动黏度(40℃)，mm²/s	71.5
			3	皂化值，mgKOH/g	158.6
4	酸值，mgKOH/g	22.6
			5	乳化性能	乳化性中等
6	pH值(5％稀释液)	7.25

Claims

1.可生物降解轧制乳化油组合物在铝合金板带热轧轧制工艺中的应用，所述可生物降解轧制乳化油组合物，以重量份数计由以下组份组成：

b)2～10份油酸、三乙醇胺或妥尔油酸中的至少一种；

d)0～5份12-14醇；

e)0～10份亚磷酸酯或磷酸酯中的至少一种；

f)1～5份酸性磷酸酯或异硬脂酸中的至少一种；

g)0.5～2份二叔丁基对甲酚；

h)0.05～1份辛基二苯胺；

i)0.05～0.2份有机硅氧烷；

2.根据权利要求1所述可生物降解轧制乳化油组合物在铝合金板带热轧轧制工艺中的应用，其特征在于以重量份数计，石油磺酸钠、改性蓖麻油聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种的用量为3～8份。

3.根据权利要求1所述可生物降解轧制乳化油组合物在铝合金板带热轧轧制工艺中的应用，其特征在于以重量份数计，12-14醇的用量为2～5份。

4.根据权利要求1所述可生物降解轧制乳化油组合物在铝合金板带热轧轧制工艺中的应用，其特征在于以重量份数计，亚磷酸酯或磷酸酯中的至少一种的用量为2～10份。

5.根据权利要求1所述可生物降解轧制乳化油组合物在铝合金板带热轧轧制工艺中的应用，其特征在于组分b)为油酸和三乙醇胺的混合物。

6.根据权利要求1可生物降解轧制乳化油组合物在铝合金板带热轧轧制工艺中的应用，其特征在于组分c)为石油磺酸钠、改性蓖麻油聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚中的至少两种。

7.根据权利要求1所述可生物降解轧制乳化油组合物在铝合金板带热轧轧制工艺中的应用，其特征在于组分e)为亚磷酸酯。

8.根据权利要求1所述可生物降解轧制乳化油组合物在铝合金板带热轧轧制工艺中的应用，其特征在于组分j)为亚甲基二吗啉与碘代丙炔丁氨基甲酸酯的混合物，或者为亚甲基二吗啉与苯并异噻唑啉酮的混合物。

9.根据权利要求1所述可生物降解轧制乳化油组合物在铝合金板带热轧轧制工艺中的应用，其特征在于将所述可生物降解轧制乳化油组合物用水稀释为体积浓度2～8％的乳化液。