CN111808664B - 一种植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂，由包括以下重量份的原料制成：硫化烯烃3.20～7.45份、磷酸酯季铵盐1.05～3.55份、二烷基二硫代磷酸锌2.55～4.35份、结晶型磺酸钙1.55～5.35份、失水山梨糖醇脂肪酸酯1.00～2.25份、高黏度氧化菜籽油65.05～72.33份、粗榨菜籽油3.45～6.65份、环烷基基础油15.35～18.25份。本发明的植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂通过精选原料组成，并优化各原料含量，得到的植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂不含氯；含硫量低；采用植物性脂肪，较天然环保；可将不利于食用本应废弃的菜籽油再次利用，具环保价值；经验证后具有良好的润滑能力，减少模具损耗；具有可生物降解性。

Description

一种植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及不锈钢加工助剂领域，具体涉及一种植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂及其制备方法。
背景技术
传统不锈钢加工，习惯使用大量的氯化物，藉由氯与不锈钢表面反应，形成润滑膜；随着工艺的改良，越来越多加工厂习惯将不锈钢线材加热至300～800℃，因此状态下，不锈钢硬度较低，较易于变型加工，但在这样的高温下，润滑油往往会失去附着的效果，因此也越多的润滑油厂家将本身就黏稠的氯化物添加更多，以增加其附着量，但此一作法不但容易在加工中产生有害物质，且加工后的不锈钢不易清洗；此外，有害于操作人员的健康。
基于上述情况，本发明提出了一种植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂及其制备方法，可有效解决以上问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂及其制备方法。本发明的植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂通过精选原料组成，并优化各原料含量，得到的植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂不含氯；含硫量低；采用植物性脂肪，较天然环保；可将不利于食用本应废弃的菜籽油再次利用，具环保价值；经验证后具有良好的润滑能力，减少模具损耗；具有可生物降解性。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂，由包括以下重量份的原料制成：
硫化烯烃 3.20～7.45份、
磷酸酯季铵盐 1.05～3.55份、
二烷基二硫代磷酸锌 2.55～4.35份、
结晶型磺酸钙 1.55～5.35份、
失水山梨糖醇脂肪酸酯(SPAN 80) 1.00～2.25份、
高黏度氧化菜籽油 65.05～72.33份、
粗榨菜籽油 3.45～6.65份、
环烷基基础油(Vis 20) 15.35～18.25份。
本发明的植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂通过精选原料组成，并优化各原料含量，得到的植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂不含氯；含硫量低；采用植物性脂肪，较天然环保；可将不利于食用本应废弃的菜籽油再次利用，具环保价值；经验证后具有良好的润滑能力，减少模具损耗；具有可生物降解性。
本发明的植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂采用天然菜籽油做为润滑主体，菜籽油又分为两部分，一部分使用粗榨菜籽油，不经过任何加工，维持最原始的样貌；另一部分为放置过久不利于食用的菜籽油，其本身因氧化后有较高的酸值及黏度，这两项指标较高，对一般润滑油可能不适用，但对于不锈钢成型，却是优势，将这类放置过久的菜籽油，再经高温高压制程，使其成为氧化菜油，黏度可达600cSt以上，其对于金属的物理吸附能力大大提升。
本发明的植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂在上述两种植物油基础上，再配入结晶型石油磺酸钙，此类型石油磺酸钙不易损耗，与常见的硫剂不同，硫剂在足够的能量下与金属反应完后即消耗殆尽，藉由添加结晶型石油磺酸钙的方法可以减少硫剂的用量，但极压效果不减。
本发明的植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂可有效抚平不锈钢表面，采用了磷元素，配入较多种的磷酸盐类(磷酸酯季铵盐Vanlube 692)，并在高温作用下，形成磷酸润滑膜。
本发明的植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂所采用的植物油(采用天然菜籽油做为润滑主体，菜籽油又分为两部分)，其本身具有较好渗透力，可深入需润滑的部位，但植物油本身溶解力差，难与其它润滑油添加剂相溶发挥功效，故在配方中加入分散剂SPAN 80，且使用环烷基基础油，进而提升整个配方的溶解度，且将植物油、矿物油与添加剂有效的溶解在一起，使各个组分充分的发挥效果，达到润滑的加成功效。
本发明的植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂(润滑油)40℃运动黏度约为660cSt，相较于常见成型油已高出许多，即便遇到800℃时的高温，也具有一定附着力，且在这样的高温环境下，可促进菜籽油再次进行氧化，且配方中的润滑盐也因高温促使润滑膜反应，不会像氯化物一样，因高温而裂解失效。
根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂由包括以下重量份的原料制成：
硫化烯烃 3.32份、
磷酸酯季铵盐 2.28份、
二烷基二硫代磷酸锌 3.45份、
结晶型磺酸钙 3.45份、
失水山梨糖醇脂肪酸酯(SPAN 80) 1.63份、
高黏度氧化菜籽油 68.69份、
粗榨菜籽油 5.05份、
环烷基基础油(Vis 20) 16.82份。
根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述硫化烯烃为硫化烯烃DIC GS440L。
根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述磷酸酯季铵盐为磷酸酯季铵盐Vanlube 692。
根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述二烷基二硫代磷酸锌为二烷基二硫代磷酸锌Elco 108。
根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述结晶型磺酸钙为结晶型磺酸钙Chemtura C400W。
根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述高黏度氧化菜籽油的黏度大于等于500cSt。
根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述高黏度氧化菜籽油为采用放置过久不利于食用的菜籽油，在温度为100～108℃、压力为304kpa的条件下，以30～45rpm/min速率搅拌，持续6～10h，使其成为氧化菜油，得到黏度大于等于500cSt的高黏度氧化菜籽油；所述放置过久不利于食用的菜籽油为密封保存放置时间大于18个月或敞开保存放置时间大于6个月的粗榨菜籽油。
本发明还提供一种所述的植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂的制备方法，包括下列步骤：
A、先在反应釜中投入高黏度氧化菜籽油、粗榨菜籽油、环烷基基础油，开启加温与搅拌，搅拌机转速在600rpm/min以下，反应釜内温度低于40℃；
B、再投入失水山梨糖醇脂肪酸酯，至反应釜内油温上升至40℃以上，再依序投入硫化烯烃、磷酸酯季铵盐、二烷基二硫代磷酸锌和结晶型磺酸钙，并控制反应釜内温度在40～60℃，搅拌机转速在600rpm/min以下，搅拌30～80min后，即得到所述植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明的植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂通过精选原料组成，并优化各原料含量，得到的植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂不含氯；含硫量低；采用植物性脂肪，较天然环保；可将不利于食用本应废弃的菜籽油再次利用，具环保价值；经验证后具有良好的润滑能力，减少模具损耗；具有可生物降解性。
本发明的植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂采用天然菜籽油做为润滑主体，菜籽油又分为两部分，一部分使用粗榨菜籽油，不经过任何加工，维持最原始的样貌；另一部分为放置过久不利于食用的菜籽油，其本身因氧化后有较高的酸值及黏度，这两项指标较高，对一般润滑油可能不适用，但对于不锈钢成型，却是优势，将这类放置过久的菜籽油，再经高温高压制程，使其成为氧化菜油，黏度可达600cSt以上，其对于金属的物理吸附能力大大提升。
本发明的植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂在上述两种植物油基础上，再配入结晶型石油磺酸钙，此类型石油磺酸钙不易损耗，与常见的硫剂不同，硫剂在足够的能量下与金属反应完后即消耗殆尽，藉由添加结晶型石油磺酸钙的方法可以减少硫剂的用量，但极压效果不减。
本发明的植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂可有效抚平不锈钢表面，采用了磷元素，配入较多种的磷酸盐类(磷酸酯季铵盐Vanlube 692)，并在高温作用下，形成磷酸润滑膜。
本发明的植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂所采用的植物油(采用天然菜籽油做为润滑主体，菜籽油又分为两部分)，其本身具有较好渗透力，可深入需润滑的部位，但植物油本身溶解力差，难与其它润滑油添加剂相溶发挥功效，故在配方中加入分散剂SPAN 80，且使用环烷基基础油，进而提升整个配方的溶解度，且将植物油、矿物油与添加剂有效的溶解在一起，使各个组分充分的发挥效果，达到润滑的加成功效。
本发明的植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂(润滑油)40℃运动黏度约为660cSt，相较于常见成型油已高出许多，即便遇到800℃时的高温，也具有一定附着力，且在这样的高温环境下，可促进菜籽油再次进行氧化，且配方中的润滑盐也因高温促使润滑膜反应，不会像氯化物一样，因高温而裂解失效。
本发明的制备方法工艺简单，操作简便，节省了人力和设备成本。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是不能理解为对本专利的限制。
下述实施例中所述试验方法或测试方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制备。
以下实施例中所用原料牌号如下，表1：
表1
Figure BDA0002576154290000051
Figure BDA0002576154290000061
实施例1：
一种植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂，由包括以下重量份的原料制成：
硫化烯烃 3.20～7.45份、
磷酸酯季铵盐 1.05～3.55份、
二烷基二硫代磷酸锌 2.55～4.35份、
结晶型磺酸钙 1.55～5.35份、
失水山梨糖醇脂肪酸酯(SPAN 80) 1.00～2.25份、
高黏度氧化菜籽油 65.05～72.33份、
粗榨菜籽油 3.45～6.65份、
环烷基基础油(Vis 20) 15.35～18.25份。
根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂由包括以下重量份的原料制成：
硫化烯烃 3.32份、
磷酸酯季铵盐 2.28份、
二烷基二硫代磷酸锌 3.45份、
结晶型磺酸钙 3.45份、
失水山梨糖醇脂肪酸酯(SPAN 80) 1.63份、
高黏度氧化菜籽油 68.69份、
粗榨菜籽油 5.05份、
环烷基基础油(Vis 20) 16.82份。
根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述硫化烯烃为硫化烯烃DIC GS440L。
根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述磷酸酯季铵盐为磷酸酯季铵盐Vanlube 692。
根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述二烷基二硫代磷酸锌为二烷基二硫代磷酸锌Elco 108。
根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述结晶型磺酸钙为结晶型磺酸钙Chemtura C400W。
根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述高黏度氧化菜籽油的黏度大于等于500cSt。
根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述高黏度氧化菜籽油为采用放置过久不利于食用的菜籽油，在温度为100～108℃、压力为304kpa的条件下，以30～45rpm/min速率搅拌，持续6～10h，使其成为氧化菜油，得到黏度大于等于500cSt的高黏度氧化菜籽油；所述放置过久不利于食用的菜籽油为密封保存放置时间大于18个月或敞开保存放置时间大于6个月的粗榨菜籽油。
本发明还提供一种所述的植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂的制备方法，包括下列步骤：
A、先在反应釜中投入高黏度氧化菜籽油、粗榨菜籽油、环烷基基础油，开启加温与搅拌，搅拌机转速在600rpm/min以下，反应釜内温度低于40℃；
B、再投入失水山梨糖醇脂肪酸酯，至反应釜内油温上升至40℃以上，再依序投入硫化烯烃、磷酸酯季铵盐、二烷基二硫代磷酸锌和结晶型磺酸钙，并控制反应釜内温度在40～60℃，搅拌机转速在600rpm/min以下，搅拌30～80min后，即得到所述植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂。
实施例2：
一种植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂，由包括以下重量份的原料制成：
硫化烯烃 3.20份、
磷酸酯季铵盐 1.05份、
二烷基二硫代磷酸锌 2.55份、
结晶型磺酸钙 1.55份、
失水山梨糖醇脂肪酸酯(SPAN 80) 1.00份、
高黏度氧化菜籽油 65.05份、
粗榨菜籽油 3.45份、
环烷基基础油(Vis 20) 15.35份。
在本实施例中，所述硫化烯烃为硫化烯烃DIC GS440L。
在本实施例中，所述磷酸酯季铵盐为磷酸酯季铵盐Vanlube 692。
在本实施例中，所述二烷基二硫代磷酸锌为二烷基二硫代磷酸锌Elco 108。
在本实施例中，所述结晶型磺酸钙为结晶型磺酸钙Chemtura C400W。
在本实施例中，所述高黏度氧化菜籽油的黏度605cSt。
在本实施例中，所述高黏度氧化菜籽油为采用放置过久不利于食用的菜籽油，在温度为100℃、压力为304kpa的条件下，以30rpm/min速率搅拌，持续10h，使其成为氧化菜油，得到黏度大于等于605cSt的高黏度氧化菜籽油；所述放置过久不利于食用的菜籽油为密封保存放置时间大于18个月的粗榨菜籽油。
在本实施例中，所述的植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂的制备方法，包括下列步骤：
A、先在反应釜中投入高黏度氧化菜籽油、粗榨菜籽油、环烷基基础油，开启加温与搅拌，搅拌机转速在600rpm/min以下，反应釜内温度低于40℃；
B、再投入失水山梨糖醇脂肪酸酯，至反应釜内油温上升至40℃以上，再依序投入硫化烯烃、磷酸酯季铵盐、二烷基二硫代磷酸锌和结晶型磺酸钙，并控制反应釜内温度在60℃，搅拌机转速在600rpm/min以下，搅拌30min后，即得到所述植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂。
实施例3：
一种植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂，由包括以下重量份的原料制成：
硫化烯烃 7.45份、
磷酸酯季铵盐 3.55份、
二烷基二硫代磷酸锌 4.35份、
结晶型磺酸钙 5.35份、
失水山梨糖醇脂肪酸酯(SPAN 80) 2.25份、
高黏度氧化菜籽油 72.33份、
粗榨菜籽油 6.65份、
环烷基基础油(Vis 20) 18.25份。
在本实施例中，所述硫化烯烃为硫化烯烃DIC GS440L。
在本实施例中，所述磷酸酯季铵盐为磷酸酯季铵盐Vanlube 692。
在本实施例中，所述二烷基二硫代磷酸锌为二烷基二硫代磷酸锌Elco 108。
在本实施例中，所述结晶型磺酸钙为结晶型磺酸钙Chemtura C400W。
在本实施例中，所述高黏度氧化菜籽油的黏度610cSt。
在本实施例中，所述高黏度氧化菜籽油为采用放置过久不利于食用的菜籽油，在温度为108℃、压力为304kpa的条件下，以45rpm/min速率搅拌，持续6h，使其成为氧化菜油，得到黏度大于等于610cSt的高黏度氧化菜籽油；所述放置过久不利于食用的菜籽油为敞开保存放置时间大于6个月的粗榨菜籽油。
在本实施例中，所述的植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂的制备方法，包括下列步骤：
A、先在反应釜中投入高黏度氧化菜籽油、粗榨菜籽油、环烷基基础油，开启加温与搅拌，搅拌机转速在600rpm/min以下，反应釜内温度低于40℃；
B、再投入失水山梨糖醇脂肪酸酯，至反应釜内油温上升至40℃以上，再依序投入硫化烯烃、磷酸酯季铵盐、二烷基二硫代磷酸锌和结晶型磺酸钙，并控制反应釜内温度在40℃，搅拌机转速在600rpm/min以下，搅拌80min后，即得到所述植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂。
实施例4：
一种植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂，由包括以下重量份的原料制成：
硫化烯烃 3.32份、
磷酸酯季铵盐 2.28份、
二烷基二硫代磷酸锌 3.45份、
结晶型磺酸钙 3.45份、
失水山梨糖醇脂肪酸酯(SPAN 80) 1.63份、
高黏度氧化菜籽油 68.69份、
粗榨菜籽油 5.05份、
环烷基基础油(Vis 20) 16.82份。
在本实施例中，所述硫化烯烃为硫化烯烃DIC GS440L。
在本实施例中，所述磷酸酯季铵盐为磷酸酯季铵盐Vanlube 692。
在本实施例中，所述二烷基二硫代磷酸锌为二烷基二硫代磷酸锌Elco 108。
在本实施例中，所述结晶型磺酸钙为结晶型磺酸钙Chemtura C400W。
在本实施例中，所述高黏度氧化菜籽油的黏度605cSt。
在本实施例中，所述高黏度氧化菜籽油为采用放置过久不利于食用的菜籽油，在温度为104℃、压力为304kpa的条件下，以38rpm/min速率搅拌，持续8h，使其成为氧化菜油，得到黏度大于等于605cSt的高黏度氧化菜籽油；所述放置过久不利于食用的菜籽油为质量比为2：1的密封保存放置时间大于18个月和敞开保存放置时间大于6个月的粗榨菜籽油。
在本实施例中，所述的植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂的制备方法，包括下列步骤：
A、先在反应釜中投入高黏度氧化菜籽油、粗榨菜籽油、环烷基基础油，开启加温与搅拌，搅拌机转速在600rpm/min以下，反应釜内温度低于40℃；
B、再投入失水山梨糖醇脂肪酸酯，至反应釜内油温上升至40℃以上，再依序投入硫化烯烃、磷酸酯季铵盐、二烷基二硫代磷酸锌和结晶型磺酸钙，并控制反应釜内温度在50℃，搅拌机转速在600rpm/min以下，搅拌45min后，即得到所述植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂。
下面对本发明实施例2至实施例4得到的植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂进行性能测试，测试结果如表2所示：
表2
Figure BDA0002576154290000111
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂，其特征在于，由包括以下重量份的原料制成：
硫化烯烃3.20～7.45份、
磷酸酯季铵盐1.05～3.55份、
二烷基二硫代磷酸锌2.55～4.35份、
结晶型磺酸钙1.55～5.35份、
失水山梨糖醇脂肪酸酯1.00～2.25份、
高黏度氧化菜籽油65.05～72.33份、
粗榨菜籽油3.45～6.65份、
环烷基基础油15.35～18.25份；
所述高黏度氧化菜籽油为采用放置过久不利于食用的菜籽油，在温度为100～108℃、压力为304 kpa的条件下，以30～45 rpm/min速率搅拌，持续6～10h，使其成为氧化菜油，得到黏度大于等于500 cSt的高黏度氧化菜籽油；所述放置过久不利于食用的菜籽油为密封保存放置时间大于18个月或敞开保存放置时间大于6个月的粗榨菜籽油。
2.根据权利要求1所述的植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂，其特征在于，所述植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂由包括以下重量份的原料制成：
硫化烯烃3.32份、
磷酸酯季铵盐2.28份、
二烷基二硫代磷酸锌3.45份、
结晶型磺酸钙3.45份、
失水山梨糖醇脂肪酸酯1.63份、
高黏度氧化菜籽油68.69份、
粗榨菜籽油5.05份、
环烷基基础油16.82份。
3.根据权利要求1所述的植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂，其特征在于，所述硫化烯烃为硫化烯烃DIC GS440L。
4.根据权利要求1所述的植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂，其特征在于，所述磷酸酯季铵盐为磷酸酯季铵盐Vanlube 692。
5.根据权利要求1所述的植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂，其特征在于，所述二烷基二硫代磷酸锌为二烷基二硫代磷酸锌Elco 108。
6.根据权利要求1所述的植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂，其特征在于，所述结晶型磺酸钙为结晶型磺酸钙Chemtura C400W。
7.一种如权利要求1至6任一项所述的植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
A、先在反应釜中投入高黏度氧化菜籽油、粗榨菜籽油、环烷基基础油，开启加温与搅拌，搅拌机转速在600 rpm/min以下，反应釜内温度低于40℃；
B、再投入SPAN 80，至反应釜内油温上升至40℃以上，再依序投入硫化烯烃、磷酸酯季铵盐、二烷基二硫代磷酸锌和结晶型磺酸钙，并控制反应釜内温度在40～60℃，搅拌机转速在600 rpm/min以下，搅拌30～80min后，即得到所述植物脂肪高黏度不锈钢无氯成型剂。
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