CN118207036A - 一种不脱脂罩式退火轧制油及其轧制工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种不脱脂罩式退火轧制油，包括以下重量份原料：基础油D85 55‑60份、膨润土调和纳米二氧化硅剂7‑11份、硬脂酸异辛酯5‑10份、月桂酸3‑6份、石墨烯改性剂2‑5份。本发明的不脱脂罩式退火轧制油采用基础油D85配合硬脂酸异辛酯、月桂酸，通过加入膨润土调和纳米二氧化硅剂、石墨烯改性剂二者协调增效，产品的退火清洁性以及抗磨性性能协调改进，以及产品的油膜强度性能效果显著。
Description
技术领域
本发明属于轧制油的技术领域，具体涉及一种不脱脂罩式退火轧制油及其轧制工艺。
背景技术
冷轧的特点对润滑剂提出了较高的要求，基础油的粘度适当润滑性能良好，摩擦系数适宜油膜强度要大，在高压下不破坏，并能均匀附着且附着力较大不腐蚀轧件和轧辊，并容易去除闪点要适当。闪点过高，退火时不容易挥发，使产品表面产生油斑低硫、低芳烃，无毒、无味资源丰富。
现有的轧制油退火清洁性差，以及产品的抗磨性低，很难实现产品的退火清洁性以及抗磨性，同时产品的油膜强度性能差，从而进一步的影响产品的性能效果。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种不脱脂罩式退火轧制油及其轧制工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种不脱脂罩式退火轧制油，包括以下重量份原料：
基础油D85 55-60份、膨润土调和纳米二氧化硅剂7-11份、硬脂酸异辛酯5-10份、月桂酸3-6份、石墨烯改性剂2-5份。
本发明的发明人发现产品中未添加膨润土调和纳米二氧化硅剂、未加入石墨烯改性剂中的一种，产品的性能效果均有明显变差趋势，采用二者协配，产品的性能效果最为显著。
优选地，所述不脱脂罩式退火轧制油为以下重量份原料：
基础油D85 58份、膨润土调和纳米二氧化硅剂9份、硬脂酸异辛酯7.5份、月桂酸4.5份、石墨烯改性剂3.5份。
优选地，所述膨润土调和纳米二氧化硅剂的制备方法为：
S11：将纳米二氧化硅先于足量的高锰酸钾溶液中共混充分，然后水洗、干燥，将4-7份干燥的纳米二氧化硅、1-3份硝酸钇溶液、1-2份木质素磺酸钠溶液和3-5份硅烷偶联剂共混充分，得到纳米二氧化硅剂；
S12：将膨润土先于160-170℃下处理5-10min，空冷至室温，再送入到-5℃下冷藏2-4min；
S13：将2-5份S2的膨润土、1-3份质量分数10％的硅酸钠溶液搅拌混匀，得到硅酸钠调节的膨润土剂；
S14：纳米二氧化硅剂、硅酸钠调节的膨润土剂按照重量比5:3共混球磨处理，球磨结束，水洗、干燥，得到膨润土调和纳米二氧化硅剂。
优选地，所述硝酸钇溶液的质量分数为2-5％；所述木质素磺酸钠溶液的质量分数为10-15％；所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH560。
优选地，所述共混球磨处理的球磨转速为1000-1500r/min，球磨1-2h。
优选地，所述石墨烯改性剂的制备方法为：
S101：将石墨烯先以1-3℃/min的速率升温至135-145℃，保温5-10min，然后再以2-4℃/min的速率升温至210-220℃，继续保温2-5min，最后空冷至室温；
S102：将3-5份S101石墨烯、1-2份尿素、1-2份硝酸钇溶液和4-7份柠檬酸钠溶液、2-4份羟基磷灰石共混超声处理，处理结束，水洗、干燥，得到石墨烯改性剂。
本发明的发明人还发现膨润土调和纳米二氧化硅剂中未采用硅酸钠调节的膨润土剂处理、膨润土调和纳米二氧化硅剂制备的纳米二氧化硅剂中未加入硝酸钇溶液、木质素磺酸钠溶液、石墨烯改性剂中未加入尿素和硝酸钇溶液、石墨烯改性剂中未加入羟基磷灰石，产品的性能均有变差趋势，采用本发明的方法制得膨润土调和纳米二氧化硅剂、石墨烯改性剂，产品的性能效果最为显著，采用其他方法代替均不如本发明的效果明显。
优选地，所述硝酸钇溶液的质量分数为2-5％；所述柠檬酸钠溶液的质量分数为10-15％。
优选地，所述共混超声处理的超声功率为350-400W，超声时间为10-20min。
本发明还提供了采用上述的不脱脂罩式退火轧制油的轧制工艺，包括以下步骤：
将基础油D85、膨润土调和纳米二氧化硅剂、硬脂酸异辛酯、月桂酸、石墨烯改性剂共混充分得到本发明的退火轧制油，将轧制母材采用退火轧制油处理，完成退火轧制工艺。
优选地，所述退火轧制工艺中轧制力为35t，轧制速度350m/min，退火温度为275-285℃。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明的不脱脂罩式退火轧制油采用基础油D85配合硬脂酸异辛酯、月桂酸，通过加入膨润土调和纳米二氧化硅剂、石墨烯改性剂二者协调增效，产品的退火清洁性以及抗磨性性能协调改进，以及产品的油膜强度性能效果优异。其中，膨润土调和纳米二氧化硅剂采用膨润土先于160-170℃下处理5-10min，空冷至室温，再送入到-5℃下冷藏2-4min，优化膨润土的片层层间距韧性，便于提高产品的油膜强度性，同时纳米二氧化硅、硝酸钇溶液、木质素磺酸钠溶液和硅烷偶联剂相互配合，再通过硅酸钠调节的膨润土剂共混改进，得到的膨润土调和纳米二氧化硅剂采用片层的膨润土配合高比表面积的纳米二氧化硅，通过纳米二氧化硅填充体系中，优化原料界面性；同时，再通过石墨烯改性处理，石墨烯先以1-3℃/min的速率升温至135-145℃，保温5-10min，然后再以2-4℃/min的速率升温至210-220℃，继续保温2-5min，最后空冷至室温，优化石墨烯的活性效能，再通过尿素和硝酸钇溶液和柠檬酸钠溶液、羟基磷灰石共混改进，再经过退火轧制中，片状石墨烯分布体系中，配合羟基磷灰石点状结构保护基体，优化产品的退火清洁性，同时通过石墨烯改性剂共同协调膨润土调和纳米二氧化硅剂，产品的退火清洁性以及抗磨性性能协调改进，以及产品的油膜强度性能效果显著。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的一种不脱脂罩式退火轧制油，包括以下重量份原料：
基础油D85 55-60份、膨润土调和纳米二氧化硅剂7-11份、硬脂酸异辛酯5-10份、月桂酸3-6份、石墨烯改性剂2-5份。
较为优选的，上述的不脱脂罩式退火轧制油为以下重量份原料：
基础油D85 58份、膨润土调和纳米二氧化硅剂9份、硬脂酸异辛酯7.5份、月桂酸4.5份、石墨烯改性剂3.5份。
其中，本发明所采用的膨润土调和纳米二氧化硅剂的制备方法为：
S11：将纳米二氧化硅先于足量的高锰酸钾溶液中共混充分，然后水洗、干燥，将4-7份干燥的纳米二氧化硅、1-3份硝酸钇溶液、1-2份木质素磺酸钠溶液和3-5份硅烷偶联剂共混充分，得到纳米二氧化硅剂；
S12：将膨润土先于160-170℃下处理5-10min，空冷至室温，再送入到-5℃下冷藏2-4min；
S13：将2-5份S2的膨润土、1-3份质量分数10％的硅酸钠溶液搅拌混匀，得到硅酸钠调节的膨润土剂；
S14：纳米二氧化硅剂、硅酸钠调节的膨润土剂按照重量比5:3共混球磨处理，球磨结束，水洗、干燥，得到膨润土调和纳米二氧化硅剂。
在一些实施例中，上述使用的硝酸钇溶液的质量分数为2-5％；木质素磺酸钠溶液的质量分数为10-15％；硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH560。
在一些实施例中，上述的共混球磨处理的球磨转速为1000-1500r/min，球磨1-2h。
其中，本发明所采用的石墨烯改性剂的制备方法为：
S101：将石墨烯先以1-3℃/min的速率升温至135-145℃，保温5-10min，然后再以2-4℃/min的速率升温至210-220℃，继续保温2-5min，最后空冷至室温；
S102：将3-5份S101石墨烯、1-2份尿素、1-2份硝酸钇溶液和4-7份柠檬酸钠溶液、2-4份羟基磷灰石共混超声处理，处理结束，水洗、干燥，得到石墨烯改性剂。
在一些实施例中，上述使用的硝酸钇溶液的质量分数为2-5％；柠檬酸钠溶液的质量分数为10-15％。
在一些实施例中，上述的共混超声处理的超声功率为350-400W，超声时间为10-20min。
同时，本发明还提供了基于上述的不脱脂罩式退火轧制油的轧制工艺，包括以下步骤：
将基础油D85、膨润土调和纳米二氧化硅剂、硬脂酸异辛酯、月桂酸、石墨烯改性剂共混充分得到本发明的退火轧制油，将轧制母材采用退火轧制油处理，完成退火轧制工艺。
具体的，上述的退火轧制工艺中轧制力为35t，轧制速度350m/min，退火温度为275-285℃。
实施例1
本实施例的不脱脂罩式退火轧制油，包括以下重量份原料：
基础油D85 55份、膨润土调和纳米二氧化硅剂7份、硬脂酸异辛酯5份、月桂酸3份、石墨烯改性剂2份。
其中，本实施例所采用的膨润土调和纳米二氧化硅剂的制备方法为：
S11：将纳米二氧化硅先于足量的高锰酸钾溶液中共混充分，然后水洗、干燥，将4份干燥的纳米二氧化硅、1份质量分数为2％的硝酸钇溶液、1份质量分数为10％的木质素磺酸钠溶液和3份硅烷偶联剂KH560共混充分，得到纳米二氧化硅剂；
S12：将膨润土先于160℃下处理5min，空冷至室温，再送入到-5℃下冷藏2min；
S13：将2份S2的膨润土、1份质量分数10％的硅酸钠溶液搅拌混匀，得到硅酸钠调节的膨润土剂；
S14：纳米二氧化硅剂、硅酸钠调节的膨润土剂按照重量比5:3共混球磨处理，共混球磨处理的球磨转速为1000r/min，球磨1h，球磨结束后进行水洗、干燥，得到膨润土调和纳米二氧化硅剂。
其中，本实施例所采用的石墨烯改性剂的制备方法为：
S101：将石墨烯先以1℃/min的速率升温至135℃，保温5min，然后再以2℃/min的速率升温至210℃，继续保温2min，最后空冷至室温；
S102：将3份S101石墨烯、1份尿素、1份质量分数为2％的硝酸钇溶液和4份质量分数为10％的柠檬酸钠溶液、2份羟基磷灰石共混超声处理，超声功率为350W，超声时间为10min，处理结束，水洗、干燥，得到石墨烯改性剂。
采用本实施例的不脱脂罩式退火轧制油的轧制工艺，包括以下步骤：
将基础油D85、膨润土调和纳米二氧化硅剂、硬脂酸异辛酯、月桂酸、石墨烯改性剂共混充分得到本发明的退火轧制油，将轧制母材采用退火轧制油处理，轧制力为35t，轧制速度350m/min，退火温度为275℃，完成退火轧制工艺。
实施例2
本实施例的不脱脂罩式退火轧制油，包括以下重量份原料：
基础油D85 60份、膨润土调和纳米二氧化硅剂11份、硬脂酸异辛酯10份、月桂酸6份、石墨烯改性剂5份。
其中，本实施例所采用的膨润土调和纳米二氧化硅剂的制备方法为：
S11：将纳米二氧化硅先于足量的高锰酸钾溶液中共混充分，然后水洗、干燥，将7份干燥的纳米二氧化硅、3份质量分数为5％的硝酸钇溶液、2份质量分数为15％的木质素磺酸钠溶液和5份硅烷偶联剂KH560共混充分，得到纳米二氧化硅剂；
S12：将膨润土先于170℃下处理10min，空冷至室温，再送入到-5℃下冷藏4min；
S13：将5份S2的膨润土、3份质量分数10％的硅酸钠溶液搅拌混匀，得到硅酸钠调节的膨润土剂；
S14：纳米二氧化硅剂、硅酸钠调节的膨润土剂按照重量比5:3共混球磨处理，球磨转速为1500r/min，球磨2h，球磨结束后进行水洗、干燥，得到膨润土调和纳米二氧化硅剂。
其中，本实施例所采用的石墨烯改性剂的制备方法为：
S101：将石墨烯先以3℃/min的速率升温至145℃，保温10min，然后再以4℃/min的速率升温至220℃，继续保温5min，最后空冷至室温；
S102：将5份S101石墨烯、2份尿素、2份质量分数为5％的硝酸钇溶液和7份质量分数为15％的柠檬酸钠溶液、4份羟基磷灰石共混超声处理，超声功率为400W，超声时间为20min，处理结束，水洗、干燥，得到石墨烯改性剂。
采用本实施例的不脱脂罩式退火轧制油的轧制工艺，包括以下步骤：
将基础油D85、膨润土调和纳米二氧化硅剂、硬脂酸异辛酯、月桂酸、石墨烯改性剂共混充分得到本发明的退火轧制油，将轧制母材采用退火轧制油处理，轧制力为35t，轧制速度350m/min，退火温度为285℃，完成退火轧制工艺。
实施例3
本实施例的不脱脂罩式退火轧制油，包括以下重量份原料：
基础油D85 58份、膨润土调和纳米二氧化硅剂9份、硬脂酸异辛酯7.5份、月桂酸4.5份、石墨烯改性剂3.5份。
其中，本实施例所采用的膨润土调和纳米二氧化硅剂的制备方法为：
S11：将纳米二氧化硅先于足量的高锰酸钾溶液中共混充分，然后水洗、干燥，将5.5份干燥的纳米二氧化硅、2份质量分数为3.5％的硝酸钇溶液、1.5份质量分数为12.5％的木质素磺酸钠溶液和4份硅烷偶联剂KH560共混充分，得到纳米二氧化硅剂；
S12：将膨润土先于165℃下处理7.5min，空冷至室温，再送入到-5℃下冷藏3min；
S13：将3.5份S2的膨润土、2份质量分数10％的硅酸钠溶液搅拌混匀，得到硅酸钠调节的膨润土剂；
S14：纳米二氧化硅剂、硅酸钠调节的膨润土剂按照重量比5:3共混球磨处理，球磨转速为1250r/min，球磨1.5h，球磨结束后进行水洗、干燥，得到膨润土调和纳米二氧化硅剂。
其中，本实施例所采用的石墨烯改性剂的制备方法为：
S101：将石墨烯先以2℃/min的速率升温至140℃，保温7.5min，然后再以3℃/min的速率升温至215℃，继续保温3.5min，最后空冷至室温；
S102：将4份S101石墨烯、1.5份尿素、1.5份质量分数为3.5％的硝酸钇溶液和6.5份质量分数为12.5％的柠檬酸钠溶液、3份羟基磷灰石共混超声处理，超声功率为370W，超声时间为15min，处理结束，水洗、干燥，得到石墨烯改性剂。
采用本实施例的不脱脂罩式退火轧制油的轧制工艺，包括以下步骤：
将基础油D85、膨润土调和纳米二氧化硅剂、硬脂酸异辛酯、月桂酸、石墨烯改性剂共混充分得到本发明的退火轧制油，将轧制母材采用退火轧制油处理，轧制力为35t，轧制速度350m/min，退火温度为280℃，完成退火轧制工艺。
对比例1
与实施例3不同是，对比例1中未添加膨润土调和纳米二氧化硅剂。
对比例2
与实施例3不同是，对比例2中的膨润土调和纳米二氧化硅剂中未采用硅酸钠调节的膨润土剂处理。
对比例3
与实施例3不同是，对比例3中的膨润土调和纳米二氧化硅剂制备的纳米二氧化硅剂中未加入硝酸钇溶液、木质素磺酸钠溶液。
对比例4
与实施例3不同是，对比例4中未加入石墨烯改性剂。
对比例5
与实施例3不同是，对比例5中的石墨烯改性剂中未加入尿素和硝酸钇溶液。
对比例6
与实施例3不同是，对比例6中的石墨烯改性剂中未加入羟基磷灰石。
对实施例1-3和对比例1-6的轧制油进行性能测试，性能测试结果如表1所示。
表1实施例1-3和对比例1-6的轧制油的性能测试结果
从实施例1-3及对比例1-6可看出，本发明实施例3中的摩擦系数、油膜强度和轧制后表面粗糙度Ra性能效果显著，可实现产品的退火清洁性以及油膜强度和抗磨性效果一体化改进；
产品中未添加膨润土调和纳米二氧化硅剂、未加入石墨烯改性剂中的一种，产品的性能效果均有明显变差趋势，采用二者协配，产品的性能效果最为显著；
膨润土调和纳米二氧化硅剂中未采用硅酸钠调节的膨润土剂处理、膨润土调和纳米二氧化硅剂制备的纳米二氧化硅剂中未加入硝酸钇溶液、木质素磺酸钠溶液、石墨烯改性剂中未加入尿素和硝酸钇溶液、石墨烯改性剂中未加入羟基磷灰石，产品的性能均有变差趋势，采用本发明的方法制得膨润土调和纳米二氧化硅剂、石墨烯改性剂，产品的性能效果最为显著，采用其他方法代替均不如本发明的效果明显。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种不脱脂罩式退火轧制油，其特征在于，包括以下重量份原料：
基础油D85 55-60份、膨润土调和纳米二氧化硅剂7-11份、硬脂酸异辛酯5-10份、月桂酸3-6份、石墨烯改性剂2-5份。
2.根据权利要求1所述的不脱脂罩式退火轧制油，其特征在于，所述不脱脂罩式退火轧制油为以下重量份原料：
基础油D85 58份、膨润土调和纳米二氧化硅剂9份、硬脂酸异辛酯7.5份、月桂酸4.5份、石墨烯改性剂3.5份。
3.根据权利要求1所述的不脱脂罩式退火轧制油，其特征在于，所述膨润土调和纳米二氧化硅剂的制备方法为：
S11：将纳米二氧化硅先于足量的高锰酸钾溶液中共混充分，然后水洗、干燥，将4-7份干燥的纳米二氧化硅、1-3份硝酸钇溶液、1-2份木质素磺酸钠溶液和3-5份硅烷偶联剂共混充分，得到纳米二氧化硅剂；
S12：将膨润土先于160-170℃下处理5-10min，空冷至室温，再送入到-5℃下冷藏2-4min；
S13：将2-5份S2的膨润土、1-3份质量分数10％的硅酸钠溶液搅拌混匀，得到硅酸钠调节的膨润土剂；
S14：纳米二氧化硅剂、硅酸钠调节的膨润土剂按照重量比5:3共混球磨处理，球磨结束，水洗、干燥，得到膨润土调和纳米二氧化硅剂。
4.根据权利要求3所述的不脱脂罩式退火轧制油，其特征在于，所述硝酸钇溶液的质量分数为2-5％；所述木质素磺酸钠溶液的质量分数为10-15％；所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH560。
5.根据权利要求3所述的不脱脂罩式退火轧制油，其特征在于，所述共混球磨处理的球磨转速为1000-1500r/min，球磨1-2h。
6.根据权利要求1所述的不脱脂罩式退火轧制油，其特征在于，所述石墨烯改性剂的制备方法为：
S101：将石墨烯先以1-3℃/min的速率升温至135-145℃，保温5-10min，然后再以2-4℃/min的速率升温至210-220℃，继续保温2-5min，最后空冷至室温；
S102：将3-5份S101石墨烯、1-2份尿素、1-2份硝酸钇溶液和4-7份柠檬酸钠溶液、2-4份羟基磷灰石共混超声处理，处理结束，水洗、干燥，得到石墨烯改性剂。
7.根据权利要求6所述的不脱脂罩式退火轧制油，其特征在于，所述硝酸钇溶液的质量分数为2-5％；所述柠檬酸钠溶液的质量分数为10-15％。
8.根据权利要求6所述的不脱脂罩式退火轧制油，其特征在于，所述共混超声处理的超声功率为350-400W，超声时间为10-20min。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的不脱脂罩式退火轧制油的轧制工艺，其特征在于，包括以下步骤：
将基础油D85、膨润土调和纳米二氧化硅剂、硬脂酸异辛酯、月桂酸、石墨烯改性剂共混充分得到本发明的退火轧制油，将轧制母材采用退火轧制油处理，完成退火轧制工艺。
10.根据权利要求9所述的不脱脂罩式退火轧制油的轧制工艺，其特征在于，所述退火轧制工艺中轧制力为35t，轧制速度350m/min，退火温度为275-285℃。
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|---|---|---|---|
| CN202410307366.7A CN118207036A (zh) | 2024-03-18 | 2024-03-18 | 一种不脱脂罩式退火轧制油及其轧制工艺 |
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