CN105296117B - 一种环保型低气味轧制油及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保型低气味轧制油及其制备方法，所述轧制油包括以下质量份数的成分：精炼油脂10~30份，TMP类及季戊四醇类合成酯60~90份，抗氧剂0.5~3.0份，防锈剂1.0~5.0份，油膜增强剂1.0~5.0份，乳化剂0.5~5.0份；还公开了所述轧制油的制备方法。本发明以精炼油脂及合成酯作为主要成分的基础上，不使用常规轧制油添加的硫磷类极压剂和含氮类化合物的防锈剂，采用油膜增强剂以及聚合脂肪酸类防锈剂，配合使用抗氧剂和乳化剂，所制备的轧制油具有优异的润滑性、防锈性和冷却性等性能，且在高温轧制过程中不会产生含硫类和氮类气体，对环境无害，气味低。

Description

一种环保型低气味轧制油及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种轧制油，特别是涉及一种环保型低气味轧制油及其制备方法。

背景技术

轧制是将金属通过轧机上两个相对回转轧辊之间的空隙,进行压延变形成为型材(如钢板、圆钢、角钢、槽钢等)的加工方法。在一定条件下，旋转的轧辊给予轧件以压力，使轧件产生塑性变形。且于这种加工方式的油就是轧制油。轧制油的主要作用是减小轧辊与铝箔之间的摩擦，提供稳定的摩擦界面，实现稳定轧制，提高表面质量。

轧制油一般选用精制矿物油加入植物油性剂，极压剂，乳化剂，抗氧化剂等多种添加剂加工而成。

目前，国内外绝大多数轧制油生产企业在生产轧制油时，为了保证在使用过程中的润滑性，都添加较多比例的极压抗磨剂。而在世界范围内，极压抗磨剂无非就是磷系极压剂、硫系极压剂以及氯系极压剂三种，考虑到轧制油的特殊性，轧制油生产企业一般均选择磷系极压剂和硫系极压剂，但极压剂中的磷和硫会对环境造成影响，且气味一般都较重，属非环保型的添加剂。而普通的含氮类化合物添加剂虽然防锈性能较好，但含有氮元素，在长期高温使用过程中，会产生相应有气味的氮化物，对环境也会造成影响。如文献CN103409201 A公开了一种金属轧制油及其制备方法。金属轧制油由以下重量份计的原料制成：磺基油酸二钾20-40份、辛酸十六烷酯10-20份、月桂酸甲酯10-18份、甲醛12-13份、氯化铵7-9份、十二烷基硫酸钠7-12份、硫脲1-6份、硫酸10-20份、硼酸4-6份。该发明的原料成本低、制作简单，在保证效果的同时降低成本，提高了产品的经济效益；采用该发明的金属轧制油加工后的产品光泽度好，无轧制伤痕。文献CN102229843A公开了一种铝材轧制油添加剂组合物，其特征在于其质量百分比组成为：(1)油性剂：30－48％；(2）含磷的抗磨剂：3－15％；(3)油酸酰胺：26－35％；(4)破乳剂：0.5－2.8%：(5)酚型抗氧剂：0.1-0.5%；(6)加氢基础油：为余量。所述油性剂为油酸单甘油酯和/或油酸；所述含磷的抗磨剂为硫磷酸复酯胺盐、硫代磷酸酯及其胺盐和磷酸酯及其胺盐中的一种或多种；所述破乳剂为两类非离子型高分子表面活性剂的复配物。该发明将减磨剂油酸酰胺和磷酯类抗磨剂与脂肪酸和脂肪酸酯复配，达到了降低摩擦系数，改善退火性的目的；并且能够降低添加剂的使用量，有效降低了铝材轧制油的成本。上述文献所公开的轧制油都具有一定的有益效果，但其在制备过程中采用了硫系或磷系化合物，所制备的轧制油具有较重的气味，影响工作人员的健康且污染环境，轧制油的润滑性和防锈性有待提高。

因此，发明一种不含有硫磷氮元素的环保型低气味且具有优异的润滑性、防锈性和冷却性等性能的轧制油尤为重要。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，解决不使用抗磨极压剂与润滑不足之间的矛盾，平衡非含氮类化合物防锈剂与防锈性之间的问题，而提供一种环保型低气味轧制油及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供一种环保型低气味轧制油，包含以下质量份数的组分：

精炼油脂 10~30份，

合成酯 60~90份，

抗氧剂 0.5~3.0份，

防锈剂 1.0~5.0份，

油膜增强剂 1.0~5.0份，

乳化剂 0.5~5.0份。

作为一种优选方案：所述轧制油，包含以下质量份数的组分：

精炼油脂 10~20份，

合成酯 70~90份，

抗氧剂 1.0~3.0份，

防锈剂 2.0~5.0份，

油膜增强剂 2.0~5.0份，

乳化剂 1.0~5.0份。

作为一种优选方案：所述轧制油，包含以下质量份数的组分：

精炼油脂 10~15份，

合成酯 70~90份，

抗氧剂 1.0~2.0份，

防锈剂 3.0~5.0份，

油膜增强剂 3.0~5.0份，

乳化剂 1.0~5.0份。

作为优选，所述的精炼油脂为天然的动植物油脂进行多次炼精、脱酸、分提而得，对应的脂肪酸碳链分布集中，C16~C18的脂肪酸含量在80%以上。

作为优选，所述的合成酯为TMP醇和季戊四醇的混合醇，与C12~C18的脂肪酸聚合而成。

作为优选，所述混合醇中TMP醇和季戊四醇的质量比为1：2~5。

作为优选，所述的抗氧剂为不含氮的酚类抗氧剂。

作为优选，所述酚类抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚、Irganox245、Irganox1010和IONOL LC中的一种或多种。

作为优选，所述的防锈剂为C10~C18的不饱和多元酸的聚合物。

作为优选，所述C10~C18的不饱和多元酸的聚合物为聚合烯基丁二酸、C12~18的烯基丁二酸或其丁二酸半脂、氧化石油脂肪酸、环烷酸和氧化蜡膏中的一种或多种。

作为优选，所述的油膜增强剂为C10~C18不饱和脂肪酸的二聚酸、C16~C18脂肪酸与马来酸酐的聚合酸、C22不饱和脂肪酸的二聚酸和蓖麻油酸的聚合酸中的一种或多种与多元醇反应得到的聚合脂。

作为优选，所述多元醇为TMP、季戊四醇、新戊二醇和甘油中的一种或多种。

作为优选，所述聚合酯的分子量为2000~20000，40℃时的运动粘度为500~10000。

作为优选，所述的乳化剂为高聚物乳化剂和聚氧乙烯脂肪酸酯的组合物，其质量比为1~3：1。

本发明的另一个目的是提供一种环保型低气味轧制油的制备方法，包括以下步骤：

（1）在反应釜中加入精炼油脂和合成酯，升温至50~60℃；

（2）在开启搅拌器的情况下依次加入抗氧剂、防锈剂、油膜增强剂和乳化剂，在50~60℃下搅拌30分钟；

（3）再经300目过滤网和5μ过滤袋过滤得到环保型低气味轧制油。

本发明所制备的轧制油的适用范围包括硅钢、汽车板及镀锡基板等。

本发明所制备的轧制油摒弃了传统的硫磷系极压剂和含氮类化合物防锈剂，而采用高粘度的油膜增强剂和高分子多元聚合酸，使得产品保证润滑性和防锈性的同时，完全遏制了轧制油在使用过程中产生硫化物、磷化物及氮化物等对环境不利的物质，是一种环保型的轧制油。

本发明中环保型低气味轧制油各个组分的作用如下：

精炼油脂、TMP酯和季戊四醇合成酯作为基础成分，是提供润滑性能的主要组分，也是其他添加剂的载体。

抗氧剂，能有效抑制油品在使用过程中的老化、聚合以及在乳化液中的水解。

防锈剂，能够更好的吸附在金属表面，形成一层油膜，隔绝了水分与空气和金属表面的接触，有效的防止钢板产生锈蚀，达到良好的防锈效果。

聚合脂肪酸酯作为油膜增强剂，可替代硫磷系抗磨极压剂在轧制油中所起的作用，减少轧辊与钢板表面之间的摩擦，提高油品在金属表面附着时的强度和厚度，从而可以确保润滑性。

高聚物乳化剂和聚氧乙烯脂肪酸酯作为乳化剂，用不同类型的乳化液进行复配，保证了油品的乳化能力，同时高聚物乳化剂能很好的保护乳化液的颗粒度大小，使得乳化液颗粒度控制在一定范围内，确保乳化液的稳定性。

本发明以精炼油脂及合成酯作为主要成分的基础上，不使用常规轧制油添加的硫磷类极压剂和含氮类化合物的防锈剂，采用油膜增强剂以及聚合脂肪酸类防锈剂，配合使用抗氧剂和乳化剂，所采用的各组分相互作用，所制备的轧制油具有优异的润滑性、防锈性和冷却性等性能，且在高温轧制过程中不会产生含硫类和氮类气体，对环境无害，气味低，且废水不含有磷类物质，不会富营养化。

具体实施方式

实施例1

一种环保型低气味轧制油，包含以下质量份数的组分：

精炼油脂 15份，

合成酯 75份，

抗氧剂 2.0份，

防锈剂 3.0份，

油膜增强剂 3.0份，

乳化剂 1.0份。

所述的精炼油脂为天然的动植物油脂进行多次炼精、脱酸、分提而得，对应的脂肪酸碳链分布集中，C16~C18的脂肪酸含量在80%以上。

所述的合成酯为TMP醇和季戊四醇的混合醇，与C12~C18的脂肪酸聚合而成。

所述混合醇中TMP醇和季戊四醇的质量比为1：4。

所述抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚。

所述的防锈剂为聚合烯基丁二酸。

所述的油膜增强剂为C10~C18不饱和脂肪酸的二聚酸和蓖麻油酸的聚合酸，与TMP反应得到的聚合脂。所述聚合酯的分子量为2000~20000，40℃时的运动粘度为500~10000。

所述的乳化剂为高聚物乳化剂和聚氧乙烯脂肪酸酯的组合物，其质量比为2：1。

按照上述组分配比，作如下制备：

（1）在反应釜中加入精炼油脂和合成酯，升温至50~60℃；

（2）在开启搅拌器的情况下依次加入抗氧剂、防锈剂、油膜增强剂和乳化剂，在50~60℃下搅拌30分钟；

（3）再经300目过滤网和5μ过滤袋过滤得到环保型低气味轧制油。

实施例2

一种环保型低气味轧制油，包含以下质量份数的组分：

精炼油脂 20份，

合成酯 70份，

抗氧剂 1.0份，

防锈剂 2.0份，

油膜增强剂 2.0份，

乳化剂 2.0份。

所述的精炼油脂为天然的动植物油脂进行多次炼精、脱酸、分提而得，对应的脂肪酸碳链分布集中，C16~C18的脂肪酸含量在80%以上。

所述的合成酯为TMP醇和季戊四醇的混合醇，与C12~C18的脂肪酸聚合而成。

所述混合醇中TMP醇和季戊四醇的质量比为1：5。

所述的抗氧剂为Irganox245。

所述的防锈剂为聚合烯基丁二酸和环烷酸的组合物。

所述的油膜增强剂为C16~C18脂肪酸与马来酸酐的聚合酸，与季戊四醇反应得到的聚合脂。所述聚合酯的分子量为2000~20000，40℃时的运动粘度为500~10000。

所述的乳化剂为高聚物乳化剂和聚氧乙烯脂肪酸酯的组合物，其质量比为1：1。

按照上述组分配比，作如下制备：

（1）在反应釜中加入精炼油脂和合成酯，升温至50~60℃；

（2）在开启搅拌器的情况下依次加入抗氧剂、防锈剂、油膜增强剂和乳化剂，在50~60℃下搅拌30分钟；

（3）再经300目过滤网和5μ过滤袋过滤得到环保型低气味轧制油。

实施例3

一种环保型低气味轧制油，包含以下质量份数的组分：

精炼油脂 10份，

合成酯 90份，

抗氧剂 3.0份，

防锈剂 1.0份，

油膜增强剂 5.0份，

乳化剂 0.5份。

所述的精炼油脂为天然的动植物油脂进行多次炼精、脱酸、分提而得，对应的脂肪酸碳链分布集中，C16~C18的脂肪酸含量在80%以上。

所述的合成酯为TMP醇和季戊四醇的混合醇，与C12~C18的脂肪酸聚合而成。

所述混合醇中TMP醇和季戊四醇的质量比为1：2。

所述的抗氧剂为Irganox1010。

所述的防锈剂为氧化石油脂肪酸一种。

所述的油膜增强剂为C22不饱和脂肪酸的二聚酸新戊二醇反应得到的聚合脂。所述聚合酯的分子量为2000~20000，40℃时的运动粘度为500~10000。

所述的乳化剂为高聚物乳化剂和聚氧乙烯脂肪酸酯的组合物，其质量比为3：1。

按照上述组分配比，作如下制备：

（1）在反应釜中加入精炼油脂和合成酯，升温至50~60℃；

（2）在开启搅拌器的情况下依次加入抗氧剂、防锈剂、油膜增强剂和乳化剂，在50~60℃下搅拌30分钟；

（3）再经300目过滤网和5μ过滤袋过滤得到环保型低气味轧制油。

实施例4

一种环保型低气味轧制油，包含以下质量份数的组分：

精炼油脂 30份，

合成酯 60份，

抗氧剂 0.5份，

防锈剂 5.0份，

油膜增强剂 1.0份，

乳化剂 5.0份。

所述的精炼油脂为天然的动植物油脂进行多次炼精、脱酸、分提而得，对应的脂肪酸碳链分布集中，C16~C18的脂肪酸含量在80%以上。

所述的合成酯为TMP醇和季戊四醇的混合醇，与C12~C18的脂肪酸聚合而成。

所述混合醇中TMP醇和季戊四醇的质量比为3：2。

所述的抗氧剂为IONOL LC。

所述的防锈剂为C12~18的烯基丁二酸和氧化蜡膏的组合物。

所述的油膜增强剂为C10~C18不饱和脂肪酸的二聚酸与甘油反应得到的聚合脂。所述聚合酯的分子量为2000~20000，40℃时的运动粘度为500~10000。

所述的乳化剂为高聚物乳化剂和聚氧乙烯脂肪酸酯的组合物，其质量比为1：2。

按照上述组分配比，作如下制备：

（1）在反应釜中加入精炼油脂和合成酯，升温至50~60℃；

（2）在开启搅拌器的情况下依次加入抗氧剂、防锈剂、油膜增强剂和乳化剂，在50~60℃下搅拌30分钟；

（3）再经300目过滤网和5μ过滤袋过滤得到环保型低气味轧制油。

实施例5

一种环保型低气味轧制油，包含以下质量份数的组分：

精炼油脂 50份，

合成酯 50份，

抗氧剂 2.0份，

防锈剂 3.0份，

油膜增强剂 0.5份，

乳化剂 1.0份。

所述的精炼油脂为天然的动植物油脂进行多次炼精、脱酸、分提而得，对应的脂肪酸碳链分布集中，C16~C18的脂肪酸含量在80%以上。

所述的合成酯为TMP醇和季戊四醇的混合醇，与C12~C18的脂肪酸聚合而成。

所述混合醇中TMP醇和季戊四醇的质量比为1：4。

所述抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚。

所述的防锈剂为聚合烯基丁二酸。

所述的油膜增强剂为C10~C18不饱和脂肪酸的二聚酸和蓖麻油酸的聚合酸，与TMP反应得到的聚合脂。所述聚合酯的分子量为2000~20000，40℃时的运动粘度为500~10000。

所述的乳化剂为高聚物乳化剂和聚氧乙烯脂肪酸酯的组合物，其质量比为2：1。

按照上述组分配比，作如下制备：

（1）在反应釜中加入精炼油脂和合成酯，升温至50~60℃；

（2）在开启搅拌器的情况下依次加入抗氧剂、防锈剂、油膜增强剂和乳化剂，在50~60℃下搅拌30分钟；

（3）再经300目过滤网和5μ过滤袋过滤得到环保型低气味轧制油。

实施例6

一种环保型低气味轧制油，包含以下质量份数的组分：

精炼油脂 15份，

合成酯 75份，

抗氧剂 2.0份，

防锈剂 3.0份，

油膜增强剂 3.0份，

乳化剂 1.0份。

所述的精炼油脂为天然的动植物油脂进行多次炼精、脱酸、分提而得，对应的脂肪酸碳链分布集中，C16~C18的脂肪酸含量在80%以上。

所述的合成酯为TMP醇，与C12~C18的脂肪酸聚合而成。

所述抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚。

所述的防锈剂为聚合烯基丁二酸。

所述的油膜增强剂为C10~C18不饱和脂肪酸的二聚酸和蓖麻油酸的聚合酸，与TMP反应得到的聚合脂。所述聚合酯的分子量为2000~20000，40℃时的运动粘度为500~10000。

所述的乳化剂为高聚物乳化剂和聚氧乙烯脂肪酸酯的组合物，其质量比为2：1。

按照上述组分配比，作如下制备：

（1）在反应釜中加入精炼油脂和合成酯，升温至50~60℃；

（2）在开启搅拌器的情况下依次加入抗氧剂、防锈剂、油膜增强剂和乳化剂，在50~60℃下搅拌30分钟；

（3）再经300目过滤网和5μ过滤袋过滤得到环保型低气味轧制油。

实施例7

一种环保型低气味轧制油，包含以下质量份数的组分：

精炼油脂 15份，

合成酯 75份，

抗氧剂 2.0份，

防锈剂 3.0份，

油膜增强剂 3.0份，

乳化剂 1.0份。

所述的精炼油脂为天然的动植物油脂进行多次炼精、脱酸、分提而得，对应的脂肪酸碳链分布集中，C16~C18的脂肪酸含量在80%以上。

所述的合成酯为季戊四醇的混合醇，与C12~C18的脂肪酸聚合而成。

所述抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚。

所述的防锈剂为聚合烯基丁二酸。

所述的油膜增强剂为C10~C18不饱和脂肪酸的二聚酸和蓖麻油酸的聚合酸，与TMP反应得到的聚合脂。所述聚合酯的分子量为2000~20000，40℃时的运动粘度为500~10000。

所述的乳化剂为高聚物乳化剂和聚氧乙烯脂肪酸酯的组合物，其质量比为2：1。

按照上述组分配比，作如下制备：

（1）在反应釜中加入精炼油脂和合成酯，升温至50~60℃；

（2）在开启搅拌器的情况下依次加入抗氧剂、防锈剂、油膜增强剂和乳化剂，在50~60℃下搅拌30分钟；

（3）再经300目过滤网和5μ过滤袋过滤得到环保型低气味轧制油。

对本发明实施例1-7所制备的轧制油进行性能评价，针对本发明物的特点，主要对轧制油的润滑性和防锈性进行评价。

润滑性的评价具体如下：

最大无卡咬负荷Pb。

仪器：四球摩擦试验机。

离水展着量（Plate-out）。

仪器：表面碳氢含量测定仪。

乳化液的颗粒度大小。

粒径仪（Beckman-coulter）。

轧制油的润滑性指标如表1所示。

表1 轧制油润滑性指标

防锈性评价具体如下：

恒温恒湿试验。

仪器：恒温恒湿机。

测试条件：50℃、90%RH环境下测试7天。

表2 轧制油防锈性指标

从表1和表2可知，本发明的实施例1-4所制备的轧制油的润滑性和防锈性明显优于实施例5-7所制备的轧制油，实施例1-3所制备的轧制油的润滑性和防锈性稍优于实施例4所制备的轧制油，说明本发明所制备的轧制油具有气味低的前提下还具有优异地润滑性和防锈性；轧制油各组分的配比和合成酯的成分对轧制油的性能影响较大，乳化剂的成分对轧制油的性能也有一定的影响。

以上对本发明实施例所提供的一种环保型低气味轧制油及其制备方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种环保型低气味轧制油，其特征在于，由以下质量份数的组分制成：

精炼油脂 10~30份，

合成酯 60~90份，

抗氧剂 0.5~3.0份，

防锈剂 1.0~5.0份，

油膜增强剂 1.0~5.0份，

乳化剂 0.5~5.0份;

其中，所述的精炼油脂为天然的动植物油脂进行多次炼精、脱酸、分提而得，对应的脂肪酸碳链分布集中，C16~C18的脂肪酸含量在80%以上；

所述的合成酯为TMP醇和季戊四醇的混合醇，与C12~C18的脂肪酸聚合而成；

所述混合醇中TMP醇和季戊四醇的质量比为1：2~5；

所述抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚、Irganox245、Irganox1010和IONOL LC中的一种或多种；

所述的防锈剂为C10~C18的不饱和多元酸的聚合物；

所述的油膜增强剂为C16~C18脂肪酸与马来酸酐的聚合酸和蓖麻油酸的聚合酸中的一种或两种与多元醇反应得到的聚合酯；

所述的乳化剂为高聚物乳化剂和聚氧乙烯脂肪酸酯的组合物，其质量比为2~3：1。

2.根据权利要求1所述的轧制油，其特征在于，所述多元醇为TMP、季戊四醇、新戊二醇和甘油中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的轧制油，其特征在于，所述聚合酯的分子量为2000~20000，40℃时的运动粘度为500~10000 。

4.如权利要求1-3任一项所述的一种环保型低气味轧制油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）在反应釜中加入精炼油脂和合成酯，升温至50~60℃；

（2）在开启搅拌器的情况下依次加入抗氧剂、防锈剂、油膜增强剂和乳化剂，在50~60℃下搅拌30分钟；

（3）再经300目过滤网和5μ过滤袋过滤得到环保型低气味轧制油。