CN106967488B - 一种耐酸碱的金属轧制液及制备方法 - Google Patents

一种耐酸碱的金属轧制液及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐酸碱的金属轧制液，包括基础油83‑92重量份，抗氧剂1～2重量份，极压剂2～4重量份，该金属轧制液的乳化体系包括非离子乳化剂2～4重量份，以及阳离子乳化剂复合物2～5重量份；其中阳离子乳化剂复合物是由酰胺与阳离子乳化剂以1比3至3比4的摩尔比配合而成的；其中，酰胺是由一元长链脂肪酸与有机胺以1比2至2比3的摩尔比进行配比并经真空脱水反应而得到的；所述阳离子乳化剂为叔胺，且该叔胺的氮原子上连接有三根带有乙氧基侧基的C12‑C18碳直链。此外本发明还公开了一种耐酸碱的金属轧制液的制备方法。其技术效果是：扩大了金属轧制液中乳化体系的不稳定pH值范围，提高了金属轧制液的耐酸碱性，轧制出来的金属板反射率高。

Description

一种耐酸碱的金属轧制液及制备方法
技术领域
本发明涉及冶金领域的一种耐酸碱的金属轧制液及制备方法。
背景技术
传统的轧制液的乳化剂体系主要是由非离子乳化剂组成，近年含阳离子乳化剂的轧制液配方越来越多地用于冷轧中。一般设计含阳离子乳化剂的轧制液配方，轧制液在现场实际应用时乳化体系保持不稳定的状态。相对于含非离子乳化剂的轧制液，含阳离子乳化剂的轧制液具有良好的铁粉分散性，使得轧机干净，润滑性好，而且轧后的带钢板面反射率高。但是，含阳离子乳化剂的轧制液中的乳化体系的状态容易受到外界环境的影响，比如当乳化体系中混入外界的酸或碱时，乳化体系的pH值随之波动，从而使乳化体系的稳定性受到影响，进而导致润滑不足、轧机变脏和轧后带钢板面反射率下降等问题。目前，当发现乳化体系的稳定性发生变化后，一般会现场人为添加有机酸或碱来调节，使得乳化体系的状态恢复不稳定。这样会大大的增加了人力，而且对轧制的质量产生很大的影响。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种耐酸碱的金属轧制液及其制备方法，其扩大了金属轧制液中乳化体系的不稳定pH值范围，提高了金属轧制液的耐酸碱性，轧制出来的金属板反射率高。
实现上述目的的一种技术方案是：一种耐酸碱的金属轧制液，包括基础油83-92重量份，抗氧剂1～2重量份，极压剂2～4重量份；
该金属轧制液的乳化体系包括非离子乳化剂2～4重量份，以及阳离子乳化剂复合物2～5重量份；
其中阳离子乳化剂复合物是由酰胺与阳离子乳化剂以1比3至3比4的摩尔比配合而成的；
其中，酰胺是由一元长链脂肪酸与有机胺以1比2至2比3的摩尔比进行配比并经真空脱水反应而得到的；
所述阳离子乳化剂为叔胺，且该叔胺的氮原子上连接有三根带有乙氧基侧基的C12-C18碳直链。
进一步的，所述基础油为TMP合成酯或天然酯,或两者的均相组合物。
进一步的，所述抗氧剂为酚类或胺类，或酚类与胺类的组合物。
进一步的，所述极压剂可选用硫化烯烃、硫化酯、烷基多硫化物、磷酸酯类或其任意组合物。
进一步的，所述非离子乳化剂为非极性端为带支链的C12-C18烷基的非离子乳化剂。
进一步的，所述阳离子乳化剂复合物中，所述一元长链脂肪酸为C10～C18直链一元脂肪酸，所述有机胺为醇胺类。
再进一步的，所述醇胺类为单乙醇胺、二乙醇胺或异丙醇胺。
再进一步的，所述耐酸碱的金属轧制液中还含有防锈剂，所述的防锈剂为唑类防锈剂、酸类防锈剂、酸酐类防锈剂或其任意组合物。
进一步的，所述耐酸碱的金属轧制液中还含有防锈剂，所述的防锈剂为唑类防锈剂、酸类防锈剂、酸酐类防锈剂。
本发明还提供的另外一种技术方案是：一种耐酸碱的金属轧制液的制备方法，包括下列步骤：首先将基础油加热到82-94℃，然后将抗氧剂加入所述基础油，使所述抗氧剂分散在所述基础油中，然后将所述基础油降温到48-54℃，然后依次向所述基础油中添加防锈剂并使所述防锈剂与所述基础油混合均匀，向所述基础油中添加极压剂并使所述极压剂与所述基础油混合均匀，向所述基础油中添加非离子乳化剂并使所述非离子乳化剂与基础油混合均匀，最后向所述基础油中加入阳离子乳化剂复合物，并使所述阳离子乳化剂复合物与所述基础油混合均匀。
采用了本发明的一种耐酸碱的金属轧制液的技术方案，包括基础油83-92重量份，抗氧剂1～2重量份，极压剂2～4重量份，该金属轧制液的乳化体系包括非离子乳化剂2～4重量份，以及阳离子乳化剂复合物2～5重量份；其中阳离子乳化剂复合物是由酰胺与阳离子乳化剂以1比3至3比4的摩尔比配合而成的；其中，酰胺是由一元长链脂肪酸与有机胺以1比2至2比3的摩尔比进行配比并经真空脱水反应而得到的；所述阳离子乳化剂为叔胺，且该叔胺的氮原子上连接有三根带有乙氧基侧基的C12-C18碳直链。其技术效果是：其扩大了金属轧制液中乳化体系的不稳定pH值范围，提高了金属轧制液的耐酸碱性，轧制出来的金属板反射率高，金属轧制液中混入少量酸或碱也不会影响其使用效果。
采用本发明的一种耐酸碱的金属轧制液的制备方法的技术方案，包括下列步骤：首先将基础油加热到82-94℃，然后将抗氧剂加入所述基础油，使所述抗氧剂分散在所述基础油中，然后将所述基础油降温到48-54℃，然后依次向所述基础油中添加防锈剂并使所述防锈剂与所述基础油混合均匀，向所述基础油中添加极压剂并使所述极压剂与所述基础油混合均匀，向所述基础油中添加非离子乳化剂并使所述非离子乳化剂与基础油混合均匀，最后向所述基础油中加入阳离子乳化剂复合物，并使所述阳离子乳化剂复合物与所述基础油混合均匀，其也能实现上述技术效果。
具体实施方式
本发明的发明人为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例进行详细地说明：
本发明的一种耐酸碱的金属轧制液,包括基础油83-92重量份，抗氧剂1～2重量份，，极压剂2～4重量份，非离子乳化剂2～4重量份，以及阳离子乳化剂复合物2～5重量份。还可包括防锈剂1～2重量份。
其中基础油可选用TMP合成酯或天然酯，或两者的均相组合物。
抗氧剂可选用酚类和胺类复配的抗氧剂，一般来说，低温下酚类抗氧剂作用效果好，高温下胺类抗氧剂效果较好，因此针对不同的轧制液使用温度，选择按不同摩尔比，对酚类抗氧剂和胺类抗氧剂的配比。当然也可只采用酚类抗氧剂或只采用胺类抗氧剂。
防锈剂可选用唑类防锈剂、酸类防锈剂、酸酐类防锈剂，或上述三者的任意组合。
极压剂可选用硫化烯烃、硫化酯、烷基多硫化物、磷酸酯类或上述四者的任意组合。
非离子乳化剂选用非极性端为带支链的C12-C18烷基的非离子乳化剂。
阳离子乳化剂复合物为酰胺与阳离子乳化剂按1比3至3比4的摩尔比配合而成的阳离子乳化剂复合物。
其中酰胺的制备方法为一元长链脂肪酸与有机胺以1比2至2比3的摩尔比，在100℃以上的真空条件下，进行脱水反应而得到的。其中，一元长链脂肪酸主要是C10～C18直链一元脂肪酸，比如可以选择油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸、也可选择月桂酸等饱和脂肪酸。有机胺可以选单乙醇胺、二乙醇胺、异丙醇胺等醇胺类。
阳离子乳化剂可以选择氮原子上连接三根带有乙氧基侧基的C12-C18碳直链的叔胺，即
Figure BDA0001271181140000041
其中，Rn1、Rn2、Rn3形如：
Figure BDA0001271181140000042
且n1、n2和n3可取12～18间的任意整数值，乙氧基也可连接在碳直链的任意一个碳原子上。
阳离子乳化剂上的氮离子与酰胺中的羟基反应生成盐，即：
Figure BDA0001271181140000043
生成盐。
因此，阳离子乳化剂复合物可有效控制产品的泡沫。其添加到金属轧制液中能使得到金属轧制液的乳化体系不稳定pH值范围更宽。
本发明的一种耐酸碱的金属轧制液的制备方法，其具体步骤为：首先将基础油加热到82-94℃，然后将固体状的抗氧剂加入基础油，使固体状的抗氧剂完全分散在基础油中，然后将基础油降温到48-54℃。然后依次向基础油中添加防锈剂并使防锈剂与基础油混合均匀，向基础油中添加极压剂并使极压剂与基础油混合均匀，向基础油中添加非离子乳化剂并使非离子乳化剂与基础油混合均匀，最后向基础油中加入阳离子乳化剂复合物，并使阳离子乳化剂复合物与基础油混合均匀。
本发明一种耐酸碱的金属轧制液的优点为首次将阳离子乳化剂复合物轧制液配方中。阳离子乳化剂复合物既引入了酰胺又引入了阳离子乳化剂，传统的金属加工的配方中添加酰胺的作用是抑制产品产生锈蚀问题，因此阳离子乳化剂复合物能显著改善产品的防锈性。
本发明一种耐酸碱的金属轧制液中的乳化体系是以不稳定状态应用于现场，阳离子乳化剂复合物的添加，使得本发明一种耐酸碱的金属轧制液中的乳化体系的不稳定pH值范围大大扩展，乳化体系的分散性变好，进而由基础油形成的油膜在辊缝区的铺展性与均一性变好，这样本发明一种耐酸碱的金属轧制液在实际应用时，漏入少量的酸或碱，其乳化体系仍然处于不稳定的状态，从而抑制使用过程中泡沫的产生，从而能保证冷轧板产品的的质量，提高冷轧后板面的反射率。
下面通过具体实施例与对比实施例1进行比较，进行进一步说明：
对比实施例：
基础油为TMP合成酯，重量为83重量份，
抗氧剂选用酚类抗氧剂和胺类抗氧剂按照重量比1比2进行复配的抗氧剂，重量份数为4重量份。
防锈剂可选用唑类防锈剂，重量份数为2重量份。
极压剂可选用硫化烯烃，重量份数为4重量份。
非离子乳化剂选用异十二烷基苯磺酸钠，重量份数为4重量份。
实施例1，阳离子乳化剂复合物的加入量最小：
基础油为TMP合成酯，重量为83重量份。
抗氧剂选用酚类抗氧剂和胺类抗氧剂按照重量比1比2进行复配的抗氧剂，重量份数为4重量份。
防锈剂可选用唑类防锈剂，重量份数为2重量份。
极压剂可选用硫化烯烃，重量份数为4重量份。
非离子乳化剂选用异十二烷基苯磺酸钠，重量份数为4重量份。
阳离子乳化剂复合物的重量份数为2重量份，阳离子乳化剂复合物是由酰胺和阳离子乳化剂按1比3摩尔比配合而成的。其中酰胺的是由油酸与单乙醇胺以1比2摩尔比配合并真空脱水反应完全后得到的。阳离子乳化剂选用氮原子上连接三根如式(2)所示的带有乙氧基侧基的碳直链的叔胺。
实施例2，阳离子乳化剂复合物的加入量最大：
基础油为TMP合成酯，重量为83重量份。
抗氧剂选用酚类抗氧剂和胺类抗氧剂按照重量比1比2进行复配的抗氧剂，重量份数为4重量份。
防锈剂可选用唑类防锈剂，重量份数为2重量份。
极压剂可选用硫化烯烃，重量份数为4重量份。
非离子乳化剂选用异十二烷基苯磺酸钠，重量份数为4重量份。
阳离子乳化剂复合物的重量份数为5重量份，阳离子乳化剂复合物是由酰胺和阳离子乳化剂按1比3摩尔比配合而成的。其中酰胺的是由油酸与单乙醇胺以1比2摩尔比配合并真空脱水反应完全后得到的。阳离子乳化剂选用氮原子上连接三根如式(2)所示的带有乙氧基侧基的碳直链的叔胺。
实施例3，阳离子乳化剂复合物的加入量取中间值：
基础油为TMP合成酯，重量为83重量份。
抗氧剂选用酚类抗氧剂和胺类抗氧剂按照重量比1比2进行复配的抗氧剂，重量份数为4重量份。
防锈剂可选用唑类防锈剂，重量份数为2重量份。
极压剂可选用硫化烯烃，重量份数为4重量份。
非离子乳化剂选用异十二烷基苯磺酸钠，重量份数为4重量份。
阳离子乳化剂复合物的重量份数为3重量份，阳离子乳化剂复合物是由酰胺和阳离子乳化剂按1比3摩尔比配合而成的。其中酰胺的是由油酸与单乙醇胺以1比2摩尔比配合并真空脱水反应完全后得到的。阳离子乳化剂选用氮原子上连接三根如式(2)所示的带有乙氧基侧基的碳直链的叔胺。
实施例4，阳离子乳化剂复合物的加入量取中间值，且不含防锈剂：
基础油为TMP合成酯，重量为83重量份。
抗氧剂选用酚类抗氧剂和胺类抗氧剂按照重量比1比2进行复配的抗氧剂，重量份数为4重量份。
极压剂可选用硫化烯烃，重量份数为4重量份。
非离子乳化剂选用异十二烷基苯磺酸钠，重量份数为4重量份。
阳离子乳化剂复合物的重量份数为3重量份，阳离子乳化剂复合物是由酰胺和阳离子乳化剂按1比3摩尔比配合而成的。其中酰胺的是由油酸与单乙醇胺以1比2摩尔比配合并真空脱水反应完全后得到的。阳离子乳化剂选用氮原子上连接三根如式(2)所示的带有乙氧基侧基的碳直链的叔胺。
实施例5，阳离子乳化剂复合物的加入量取中间值，酰胺和阳离子乳化剂的配比取最大值：
基础油为TMP合成酯，重量为83重量份。
抗氧剂选用酚类抗氧剂和胺类抗氧剂按照重量比1比2进行复配的抗氧剂，重量份数为4重量份。
防锈剂可选用唑类防锈剂，重量份数为2重量份。
极压剂可选用硫化烯烃，重量份数为4重量份。
非离子乳化剂选用异十二烷基苯磺酸钠，重量份数为4重量份。
阳离子乳化剂复合物的重量份数为3重量份，阳离子乳化剂复合物是由酰胺和阳离子乳化剂按3比4摩尔比配合而成的。其中酰胺的是由油酸与单乙醇胺以1比2摩尔比配合并真空脱水反应完全后得到的。阳离子乳化剂选用氮原子上连接三根如式(2)所示的带有乙氧基侧基的碳直链的叔胺。
实施例6，阳离子乳化剂复合物的加入量取中间值，酰胺中一元长链脂肪酸与有机胺的配比取最大值：
基础油为TMP合成酯，重量为83重量份。
抗氧剂选用酚类抗氧剂和胺类抗氧剂按照重量比1比2进行复配的抗氧剂，重量份数为4重量份。
防锈剂可选用唑类防锈剂，重量份数为2重量份。
极压剂可选用硫化烯烃，重量份数为4重量份。
非离子乳化剂选用异十二烷基苯磺酸钠，重量份数为4重量份。
阳离子乳化剂复合物的重量份数为3重量份，阳离子乳化剂复合物是由酰胺和阳离子乳化剂按1比2摩尔比配合而成的。其中酰胺的是由油酸与单乙醇胺以2比3摩尔比配合并真空脱水反应完全后得到的。阳离子乳化剂选用氮原子上连接三根如式(2)所示的带有乙氧基侧基的碳直链的叔胺。
实施例7，阳离子乳化剂复合物的加入量取中间值，酰胺中一元长链脂肪酸改用饱和脂肪酸：
基础油为TMP合成酯，重量为83重量份。
抗氧剂选用酚类抗氧剂和胺类抗氧剂按照重量比1比2进行复配的抗氧剂，重量份数为4重量份。
防锈剂可选用唑类防锈剂，重量份数为2重量份。
极压剂可选用硫化烯烃，重量份数为4重量份。
非离子乳化剂为异十二烷基苯磺酸钠，重量份数为4重量份。
阳离子乳化剂复合物的重量份数为3重量份，阳离子乳化剂复合物是由酰胺和阳离子乳化剂按1比3摩尔比配合而成的。其中酰胺的是由月桂酸与单乙醇胺以1比2摩尔比配合并真空脱水反应完全后得到的。阳离子乳化剂选用氮原子上连接三根如式(2)所示的带有乙氧基侧基的碳直链的叔胺。
实施例8，阳离子乳化剂复合物的加入量取中间值，酰胺中有机胺改用二胺：
基础油为TMP合成酯，重量为83重量份。
抗氧剂选用酚类抗氧剂和胺类抗氧剂按照重量比1比2进行复配的抗氧剂，重量份数为4重量份。
防锈剂可选用唑类防锈剂，重量份数为2重量份。
极压剂可选用硫化烯烃，重量份数为4重量份。
非离子乳化剂选用异十二烷基苯磺酸钠，重量份数为4重量份。
阳离子乳化剂复合物的重量份数为3重量份，阳离子乳化剂复合物是由酰胺和阳离子乳化剂按1比3摩尔比配合而成的。其中酰胺的是由月桂酸与双乙醇胺以1比2摩尔比配合并真空脱水反应完全后得到的。阳离子乳化剂选用氮原子上连接三根如式(2)所示的带有乙氧基侧基的碳直链的叔胺。
下面将实施例3与对比实施例在不稳定pH值范围、反射率和防锈性能进行对比。
乳化体系不稳定pH值范围的测试依照GTM1700标准进行测试。
防锈性能的试验通过无锡惠尔环境试验设备厂提供的高性能恒温恒湿试验箱进行，即将金属轧制液2kg分别用辊子均匀地涂在轧钢板上，每个产品至少取四个样品，每个样品至少浸涂5秒钟，然后将涂好的轧钢板垂直悬挂在所述试验箱里，环境无尘且温度在18至24℃之间，所述试验箱处于的相对湿度须低于75％的无腐蚀性的大气环境下。试验箱会间隔性将温度提升至60至70℃加热循环，当样品的锈蚀超出如下标准，试验结束。
锈蚀的标准如下：3个直径小于1mm的小锈斑，或2个直径小于1mm的小锈斑及1个直径为1-3mm的中等锈斑；或2个直径为1-3mm的中等锈斑，或1个直径大于3mm的大锈斑。
轧钢板的反射率采用上海现代环境工程股份有限公司的C84-I I I的反射率测量仪进行测试。
结果如表1所示
表1实施例3与对比实施例性能比较
技术指标 对比实施例 实施例3
不稳定pH值范围 5.3-5.7 4.5-7.2
反射率(％) 50-65％ 70-85％
防锈性能(day) 3-5 >7
从表1可以看出，本发明的一种耐酸碱的金属轧制液在不稳定pH值范围、轧钢板的反射率，以及防锈性能上，相比现有技术都有显著进步。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (1)

1.一种耐酸碱的金属轧制液，包括基础油83-92重量份，抗氧剂1～2重量份，极压剂2～4重量份，其特征在于：
该金属轧制液的乳化体系包括非离子乳化剂2～4重量份，以及阳离子乳化剂复合物2～5重量份；
其中阳离子乳化剂复合物是由酰胺与阳离子乳化剂以1比3至3比4的摩尔比配合而成的；
其中，酰胺是由一元长链脂肪酸与有机胺以1比2至2比3的摩尔比进行配比并经真空脱水反应而得到的；
所述阳离子乳化剂为叔胺，且该叔胺的氮原子上连接有三根带有乙氧基侧基的C12-C18碳直链；
所述阳离子乳化剂选择氮原子上连接三根带有乙氧基侧基的C12-C18碳直链的叔胺，即
Figure FDA0002267457010000011
其中，Rn1、Rn2、Rn3形如：
Figure FDA0002267457010000012
所述基础油为TMP合成酯或天然酯,或两者的均相组合物；
所述抗氧剂为酚类或胺类，或酚类与胺类的组合物；
所述极压剂可选用硫化烯烃、硫化酯、烷基多硫化物、磷酸酯类或其任意组合物；
所述非离子乳化剂为非极性端为带支链的C12-C18烷基的非离子乳化剂；
所述阳离子乳化剂复合物中，所述一元长链脂肪酸为C10～C18直链一元脂肪酸，所述有机胺为醇胺类；所述醇胺类为单乙醇胺、二乙醇胺或异丙醇胺；所述的C10～C18直链一元脂肪酸为饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸；
所述耐酸碱的金属轧制液中还含有防锈剂，所述的防锈剂为唑类防锈剂、酸类防锈剂、酸酐类防锈剂或其任意组合物；
所述醇胺类为单乙醇胺、二乙醇胺或异丙醇胺；
所述的C10～C18直链一元脂肪酸为饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸；
所述金属轧制液的制备方法为首先将基础油加热到82-94℃，然后将抗氧剂加入所述基础油，使所述抗氧剂分散在所述基础油中，然后将所述基础油降温到48-54℃，然后依次向所述基础油中添加防锈剂并使所述防锈剂与所述基础油混合均匀，向所述基础油中添加极压剂并使所述极压剂与所述基础油混合均匀，向所述基础油中添加非离子乳化剂并使所述非离子乳化剂与基础油混合均匀，最后向所述基础油中加入阳离子乳化剂复合物，并使所述阳离子乳化剂复合物与所述基础油混合均匀。
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