CN105602674B

CN105602674B - 可生物降解轧制乳化油组合物及用途

Info

Publication number: CN105602674B
Application number: CN201510680895.2A
Authority: CN
Inventors: 张旭; 杨志东; 李谨; 杨兰; 李晓阳; 胡晓晖
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: 2018-08-24
Anticipated expiration: 2035-10-19
Also published as: CN105602674A

Abstract

本发明涉及一种可生物降解轧制乳化油组合物及用途。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份油酸或妥尔油酸；c)0～8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)0～10份硫化脂肪酸酯或磷酸酯中的至少一种；e)1～5份十二烷二酸或环己烯辛酸中的至少一种；f)0.5～2份二叔丁基对甲酚；g)0.05～1份辛基二苯胺；h)0.05～0.2份有机硅氧烷；i)0.5～2份氯甲基噻唑啉酮或二溴次氮基丙酰胺中的至少一种。该组合物可用于不锈钢板带冷轧过程的工艺润滑。

Description

可生物降解轧制乳化油组合物及用途

技术领域

本发明涉及一种可生物降解轧制乳化油组合物及用途。

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。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

本发明目的之一旨在提供一种可生物降解的轧制乳化油组合物，该组合物不含矿物油，以降解率高的植物油和合成酯为主，精选各种可降解添加剂，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，使用寿命长，生产与使用方便。本发明目的之二旨在提供一种所述可生物降解的轧制乳化油组合物的用途，所述可生物降解的轧制乳化油组合物可用于不锈钢板带冷轧轧制工艺过程的润滑与冷却。

为实现上述发明目的之一，本发明采取的技术方案如下：一种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份油酸或妥尔油酸；

c)0～8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)0～10份硫化脂肪酸酯或磷酸酯中的至少一种；

e)1～5份十二烷二酸或环己烯辛酸中的至少一种；

f)0.5～2份二叔丁基对甲酚；

g)0.05～1份辛基二苯胺；

h)0.05～0.2份有机硅氧烷；

i)0.5～2份氯甲基噻唑啉酮或二溴次氮基丙酰胺中的至少一种。

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2～5份。

上述技术方案中，优选地，以重量份数计，硫化脂肪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，以重量份数计，十二烷二酸或环己烯辛酸中的至少一种的用量为1.5～5份。

上述技术方案中，优选地，组分b)为油酸。

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d)为硫化脂肪酸酯和磷酸酯的混合物。

为实现上述发明目的之二，本发明采取的技术方案如下：所述的可生物降解轧制乳化油组合物在不锈钢板带冷轧中的应用。

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、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：将硫化脂肪酸酯或磷酸酯、十二烷二酸或环己烯辛酸、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、氯甲基噻唑啉酮或二溴次氮基丙酰胺，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不锈钢板带冷轧工艺用乳化油，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】

组分名称	重量(kg)
		棕榈油	4445
三羟甲基丙烷油酸酯	3000
		油酸	500
硫化脂肪酸酯	800
		磷酸酯	200
烷基酚聚氧乙烯醚	500
		十二烷二酸	200
辛基二苯胺	50
		二叔丁基对甲酚	100
有机硅氧烷	5
		氯甲基异噻唑啉酮	200

所述组合物的制备方法如下：

第一步：将4445kg棕榈油、500kg油酸、3000kg三羟甲基丙烷油酸酯加入转速为80～120转/分的反应釜中，边搅拌边加热至50℃。

第二步：将50kg辛基二苯胺、200kg磷酸酯、200kg十二烷二酸、100kg二叔丁基对甲酚、800kg硫化脂肪酸酯依次加入，在50℃条件下搅拌1小时，至添加剂完全溶解。

第三步：加入500kg烷基酚聚氧乙烯醚、5kg有机硅氧烷与200kg氯甲基异噻唑啉酮，保持恒温搅拌30分钟后，至均匀透明后冷却至室温,便配制成适用于不锈钢板带冷轧工艺的可生物降解轧制乳化油。不锈钢冷轧厂可根据不同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，即可用于各种不锈钢板带轧制工艺的冷却和润滑。

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	棕色透明液体
2	运动黏度(40℃)，mm²/s	43.4
			3	皂化值，mgKOH/g	185
4	酸值，mgKOH/g	12.32
			5	乳化性能	乳化良好，无油水分离
6	pH值(5％稀释液)	6.56

其中，皂化值、酸值反映润滑性能。pH值是乳化液酸碱性的指标，一般钢铁要求乳化液是5.5-7.0的弱酸性最好。

【实施例2】

组分名称	重量(kg)
		棕榈油	4595
新戊二醇油酸酯	3000
		妥尔油酸	500
硫化脂肪酸酯	500
		磷酸酯	300
石油磺酸钠	150
		烷基酚聚氧乙烯醚	400
环己烯辛酸	200
		辛基二苯胺	50
二叔丁基对甲酚	100
		有机硅氧烷	5
氯甲基异噻唑啉酮	200

所述组合物的制备方法如下：

第一步：将4595kg棕榈油、500kg妥尔油酸、3000kg新戊二醇油酸酯加入转速为80～120转/分的反应釜中，边搅拌边加热至50℃。

第二步：将50kg辛基二苯胺、300kg磷酸酯、200kg环己烯辛酸、100kg二叔丁基对甲酚、500kg硫化脂肪酸酯依次加入，在50℃条件下搅拌1小时，至添加剂完全溶解。

第三步：加入400kg烷基酚聚氧乙烯醚、150kg石油磺酸钠、5kg有机硅氧烷与200kg氯甲基异噻唑啉酮，保持恒温搅拌30分钟后，至均匀透明后冷却至室温，便配制成适用于不锈钢板带冷轧工艺的可生物降解轧制乳化油。不锈钢冷轧厂可根据不同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，即可用于各种不锈钢板带轧制工艺的冷却和润滑。

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	棕色透明液体
2	运动黏度(40℃)，mm²/s	38.6
			3	皂化值，mgKOH/g	167
4	酸值，mgKOH/g	14.46
			5	pH值(5％稀释液)	6.44

【实施例3】

组分名称	重量(kg)
		精炼菜籽油	4345
季戊四醇油酸酯	3500
		油酸	400
硫化脂肪酸酯	600
		磷酸酯	200
石油磺酸钠	200
		烷基酚聚氧乙烯醚	300
环己烯辛酸	150
		辛基二苯胺	50
二叔丁基对甲酚	100
		有机硅氧烷	5
二溴次氮基丙酰胺	150

所述组合物的制备方法如下：

第一步：将4345kg棕榈油、400kg油酸、3500kg季戊四醇油酸酯加入转速为80～120转/分的反应釜中，边搅拌边加热至50℃。

第二步：将50kg辛基二苯胺、200kg磷酸酯、150kg环己烯辛酸、100kg二叔丁基对甲酚、600kg硫化脂肪酸酯依次加入，在50℃条件下搅拌1小时，至添加剂完全溶解。

第三步：加入300kg烷基酚聚氧乙烯醚、200kg石油磺酸钠、5kg有机硅氧烷与200kg二溴次氮基丙酰胺，保持恒温搅拌30分钟后，至均匀透明后冷却至室温，便配制成适用于不锈钢板带冷轧工艺的可生物降解轧制乳化油。不锈钢冷轧厂可根据不同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，即可用于各种不锈钢板带轧制工艺的冷却和润滑。

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	棕色透明液体
2	运动黏度(40℃)，mm²/s	49.6
			3	皂化值，mgKOH/g	176
4	酸值，mgKOH/g	11.86
			5	pH值(5％稀释液)	6.52

【实施例4】

组分名称	重量(kg)
		棕榈油	3645
季戊四醇油酸酯	4000
		油酸	500
硫化脂肪酸酯	600
		磷酸酯	200
石油磺酸钠	200
		改性蓖麻油聚氧乙烯醚	400
十二烷二酸	200
		辛基二苯胺	50
二叔丁基对甲酚	100
		有机硅氧烷	5
氯甲基异噻唑啉酮	200

所述组合物的制备方法如下：

第一步：将3645kg棕榈油、500kg油酸、4000kg季戊四醇油酸酯加入转速为80～120转/分的反应釜中，边搅拌边加热至50℃。

第二步：将50kg辛基二苯胺、200kg磷酸酯、200kg十二烷二酸、100kg二叔丁基对甲酚、500kg硫化脂肪酸酯依次加入，在50℃条件下搅拌1小时，至添加剂完全溶解。

第三步：加入500kg改性蓖麻油聚氧乙烯醚、200kg石油磺酸钠、5kg有机硅氧烷与200kg氯甲基异噻唑啉酮，保持恒温搅拌30分钟后，至均匀透明后冷却至室温，便配制成适用于不锈钢板带冷轧工艺的可生物降解轧制乳化油。不锈钢冷轧厂可根据不同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，即可用于各种不锈钢板带轧制工艺的冷却和润滑。

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	棕色透明液体
2	运动黏度(40℃)，mm²/s	54.8
			3	皂化值，mgKOH/g	196
4	酸值，mgKOH/g	9.62
			5	pH值(5％稀释液)	6.42

Claims

1.一种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；所述植物油选自菜籽油、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份油酸或妥尔油酸；

c)2～5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)2～10份硫化脂肪酸酯或磷酸酯中的至少一种；

e)1～5份十二烷二酸或环己烯辛酸中的至少一种；

f)0.5～2份二叔丁基对甲酚；

g)0.05～1份辛基二苯胺；

h)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，其特征在于以重量份数计，十二烷二酸或环己烯辛酸中的至少一种的用量为1.5～5份。

3.根据权利要求1所述可生物降解轧制乳化油组合物，其特征在于组分b)为油酸。

4.根据权利要求1所述可生物降解轧制乳化油组合物，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。

5.根据权利要求1所述可生物降解轧制乳化油组合物，其特征在于组分d)为硫化脂肪酸酯和磷酸酯的混合物。

6.权利要求1～5任一所述的可生物降解轧制乳化油组合物在不锈钢板带冷轧中的应用。

7.根据权利要求6所述可生物降解轧制乳化油组合物在不锈钢板带冷轧中的应用，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。