CN105154192B - 一种用于铝材热轧的轧制油及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于铝材热轧的轧制油及其制备方法。轧制油包括：按重量计，基础油50‑60％，季戊四醇酯15‑30％，酚醚磷酸酯3‑6％，乳化剂7.5‑14％，有机碱8‑13％，防锈剂0.5‑2％，消泡剂0.001‑0.01％，其它功能辅料；乳化剂由脂肪醇聚氧乙烯醚、油酸和妥尔油酸组成。制备方法为：按照配方，将乳化剂和有机碱混合反应，得到第一原料；将除消泡剂外的其它成分混合反应，得到第二原料；将第一原料和第二原料混合反应，再加入消泡剂反应。本发明的轧制油具有优异的润滑性能、冷却性能、防锈性能和较长的使用寿命，用于铝材热轧得到的产品表面光亮，清洗性能优良，未出现卷曲、毛边等现象。

Description

一种用于铝材热轧的轧制油及其制备方法

技术领域

本发明涉及铝材热轧领域，具体而言，涉及一种用于铝材热轧的轧制油及其制备方法。

背景技术

铝及铝合金板带材是国民经济发展所需的重要基础材料。目前，我国铝板带箔的生产已形成较为完整的生产体系，产量居世界第二。但相对于发达国家，铝板带箔热轧胚料占总胚料比例低，因此，热轧将是今后我国铝加工行业的发展方向。

热轧是金属在再结晶温度以上的轧制过程。由于金属在热轧过程中无加工硬化，所以具有较高的塑性变形和较低的变形抗力，可以用较少的能量得到较大的变形。热轧的突出特点是其轧制温度较高，在轧制变形区中轧辊表面的瞬间温度可高达500～600℃。为此，必须向轧辊喷以大量的冷却水进行冷却。但是工作辊、带钢与轧机冷却水接触会生成Fe₃O₄和Fe₂O₃等硬度很大的氧化物，造成工作辊表面龟裂，甚至发生剥落掉皮等缺陷和带钢表面缺陷。为保证产品的表面质量，必须频繁换辊。而使用轧制油，轧辊与轧件之间被一层润滑油隔开，从而减少了轧辊的磨损，另外，由于这层油膜的存在阻碍了轧件向轧辊的热传导，又缓和了水对轧辊的急冷和氧化作用，因而降低了轧辊的热疲劳，同时，也防止了轧辊表面“黑皮”的产生。传统的用于铝热轧的轧制油普遍存在化学稳定性差、使用寿命短、轧辊粘铝严重、毛边等现问题，不仅影响加工后产品的质量，也降低了生产效率，从而提高了生产成本。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种用于铝材热轧的轧制油，所述的轧制油具有优异的润滑性能、突出的冷却性能、良好的防锈性能和较长的使用寿命，用于铝材热轧得到的产品表面光亮，清洗性能优良，未出现卷曲、毛边等现象。

本发明的第二目的在于提供一种所述的用于铝材热轧的轧制油的制备方法，该方法既能使所有成分混合地更均匀，又能使乳化体系更稳定。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种用于铝材热轧的轧制油，包括以下组分：

按重量计，基础油50-60％，季戊四醇酯15-30％，酚醚磷酸酯3-6％，乳化剂7.5-14％，有机碱8-13％，防锈剂0.5-2％，消泡剂0.001-0.01％，其它功能辅料；所述乳化剂由脂肪醇聚氧乙烯醚、油酸和妥尔油酸以1.5-4:1:1-2的重量比组成。

以上轧制油中，季戊四醇酯是作为油性剂，其在极性基团的作用下，靠吸附定向排列在金属表面，形成牢固的吸附膜，溶解在润滑油中的油性剂减少了金属表面的直接接触部分，从而起到降低摩擦和减少磨损的作用，季戊四醇酯相比传统的油性剂具有更好的极压性能和抗磨性能，同时倾点低，残炭含量不高，能满足铝热轧的要求，详见表1。

表1季戊四醇酯的润滑性能及主要理化指标

酚醚磷酸酯是作为极压抗磨剂，具有优异的极压性和抗磨性。脂肪醇聚氧乙烯醚、油酸和妥尔油酸以1.5-4:1:1-2比组成的乳化剂具有稳定的乳化状态，热稳定性和化学稳定性好。有机碱可以与乳化剂中的酸反应生成稳定的亲水分子，既提高了乳化体系的化学稳定性，又可以起到抗氧化作用。

以上组分与基础油及防锈剂、消泡剂等其它添加剂结合形成的轧制油与传统的热轧轧制油相比，在润滑性能、冷却性能、防锈性能方面都具有突出的优势，并且还具有较长的使用寿命，用于铝材热轧得到的产品表面光亮，清洗性能优良，未出现卷曲、毛边等现象。

优选地，所述基础油为500SN、150SN、150BS、150N中的一种或多种，优选为150N。经过筛选150N与配方中的其它成分的互溶性更好，对其它成分的溶解性好，两者结合后粘度更适宜铝材的热轧。

优选地，所述有机碱为异丙醇胺，和/或三乙醇胺，优选为三乙醇胺。

异丙醇胺、三乙醇胺可以提供碱性条件，抑制其它成分被氧化，且没有吸水性，且三乙醇胺的抗氧化效果更佳。

优选地，所述防锈剂为环烷酸铅、环烷酸锌、石油磺酸钠、石油磺酸钡、石油磺酸钙、松香胺中的一种或多种，优选为石油磺酸钡。

环烷酸铅、环烷酸锌、石油磺酸钠、石油磺酸钡、石油磺酸钙、松香胺可以优先轧制油中的其它成分更多地吸附在金属表面，起到更好的防锈效果，其中的石油磺酸盐的吸附效果最佳，且石油磺酸钡中钡离子对金属影响较小。

优选地，所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和甲基硅油的一种或多种，优选为甲基硅油。

以上消泡剂没有腐蚀性，不会引起润滑油变质，且消泡效果显著，尤其以甲基硅油的消泡效果最佳。

上文所述的用于铝材热轧的轧制油的制备方法，包括下列步骤：

按照配方，将乳化剂和有机碱混合反应，得到第一原料；

将季戊四醇酯、基础油、酚醚磷酸酯和防锈剂混合反应，得到第二原料；

将所述第一原料和所述第二原料混合反应，再加入消泡剂反应，得到成品。

上述制备方法是先制备乳化剂体系，然后制备基础油体系，再将以上两者混合，最后经过消泡即得轧制油成品。由于将乳化剂体系和基础油体系分开进行，既能使所有成分混合地更均匀，又能使乳化体系更稳定，因此获得的热轧油润滑性能和冷却性能更优。

优选地，在制备所述第一原料时：先将油酸与妥尔油酸加入有机碱中，在70-80℃下反应完全，再加入脂肪醇聚氧乙烯醚，混匀。

脂肪醇聚氧乙烯醚在最后加入有利于酸与有机碱的快速反应，提高生产效率。同时，70-80℃既利于酸碱快速反应，又可以避免油脂成分变质。

优选地，在制备所述第二原料时：在50-60℃下进行混合。50-60℃可以促进原料更快地混匀。

优选地，所述第一原料和所述第二原料混合反应的方法为：将所述第一原料和所述第二原料混合，在50-60℃下混合。同样，50-60℃可以促进原料更快地混匀。

优选地，所述加入消泡剂反应的时间为1h以上。1h之后，基本消泡完全。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)所提供的轧制油具有优异的润滑性能、突出的冷却性能、良好的防锈性能和较长的使用寿命，更适宜铝材热轧的工况，用于铝材热轧得到的产品表面光亮，清洗性能优良，未出现卷曲、毛边等现象。

(2)分步有序地将配方中的各成分混合，获得使用性能及稳定性更高的轧制油。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1-9的轧制油的配方如表2所示，表中的百分比均指重量百分比。表格中的酚醚磷酸酯指“LP700”，甲基硅油指“T901”。

表2实施例1-9的轧制油的配方

实施例1-7所采用的制备方法为：

先将油酸与妥尔油酸加入有机碱中，在70℃下反应1.5h，再加入脂肪醇聚氧乙烯醚，反应1h，得到原料A；

将季戊四醇酯、基础油、酚醚磷酸酯和防锈剂在50℃下混合反应1.5h，得到原料B；

将原料A和原料B混合，在50℃下反应2h；再加入消泡剂，反应1h。

实施例8采用的制备方法如下：

先将油酸与妥尔油酸加入有机碱中，在80℃下反应1h，再加入脂肪醇聚氧乙烯醚，反应1h，得到原料A；

将季戊四醇酯、基础油、酚醚磷酸酯和防锈剂在60℃下混合反应1h，得到原料B；

将原料A和原料B混合，在60℃下反应2h；再加入消泡剂，反应1h。

实施例9采用的制备方法如下：

先将油酸与妥尔油酸加入有机碱中，在室温下反应20h，再加入脂肪醇聚氧乙烯醚，反应2h，得到原料A；

将季戊四醇酯、基础油、酚醚磷酸酯和防锈剂在室温下混合反应24h，得到原料B；

将原料A和原料B混合，在50℃下反应2h；再加入消泡剂，反应1h。

测试以上实施例提供的轧制油的理化指标，结果如表3所示。

表3本发明的轧制油的理化性能

另外，本发明还用实施例3的轧制油在宁波富邦铝材公司进行了为期一年的工业应用试验，用自来水配制3％～5％浓度的工作液，共轧制了纯铝、合金铝等不同板材。工业应用试验结果表明，研制的铝合金热轧油完全能满足宁波富邦铝材公司铝热轧的要求。具体的试验情况为：

1、轧后铝板表面光亮，清洗性能优良

采用研制的新型铝合金热轧油，铝板表面质量有了一定的改进，热轧后板面未出现水锈斑、暗斑、油斑等现象，轧机也比较干净。尽管未清理乳化液循环系统，但在整个试验期间，板面质量一直保持良好。

2、轧制过程稳定，未出现卷曲、毛边等现象

采用研制的新型铝合金热轧油，在轧制过程中未出现卷曲、毛边等现象，轧机操作稳定，压下率等指标不变，整个轧制工艺稳定，产品符合相关标准要求。乳化液的使用浓度得到了一定的降低。

3、乳化液使用寿命延长

该厂热轧乳化液循环系统较脏，很少进行清理和日常维护，对乳化液的使用寿命考察条件很苛刻。铝粉、废油、废水、杂物等随着乳化液系统的循环一直在污染着乳化液，但经过12个月使用考察后发现，研制油配制的乳化液(使用寿命6个月)与原用乳化液(使用寿命3个月)相比，使用寿命增加了一倍，乳化液使用情况稳定，轧后铝板表面干净光亮，乳化液排放次数减少，节约了生产成本。

4、低毒，无污染

研制的新型铝合金热轧油配制的乳化液不含有对人体有害成分，在试验期间无不良报告，对环境无害，符合环保要求。

结论

研制的新型铝合金热轧油具有优秀的润滑性能、突出的冷却性能、良好的防锈性能和较长的使用寿命，达到了预期的研制目标。

在宁波富邦铝材公司进行的工业用用试验结果表明，研制的新型铝合金热轧油使用性能稳定，轧后面板质量好，能够满足生产厂家的使用要求。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (14)

1.一种用于铝材热轧的轧制油，其特征在于，包括以下组分：按重量百分含量计，基础油50-60％，季戊四醇酯15-30％，酚醚磷酸酯3-6％，乳化剂7.5-14％，有机碱8-13％，防锈剂0.5-2％，消泡剂0.001-0.01％；所述乳化剂由脂肪醇聚氧乙烯醚、油酸和妥尔油酸以1.5-4:1:1-2的重量比组成。

2.根据权利要求1所述的用于铝材热轧的轧制油，其特征在于，所述基础油为500SN、150SN、150BS、150N中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的用于铝材热轧的轧制油，其特征在于，所述基础油为150N。

4.根据权利要求1所述的用于铝材热轧的轧制油，其特征在于，所述有机碱为异丙醇胺，和/或三乙醇胺。

5.根据权利要求4所述的用于铝材热轧的轧制油，其特征在于，所述有机碱为三乙醇胺。

6.根据权利要求1所述的用于铝材热轧的轧制油，其特征在于，所述防锈剂为环烷酸铅、环烷酸锌、石油磺酸钠、石油磺酸钡、石油磺酸钙、松香胺中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的用于铝材热轧的轧制油，其特征在于，所述防锈剂为石油磺酸钡。

8.根据权利要求1所述的用于铝材热轧的轧制油，其特征在于，所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和甲基硅油的一种或多种。

9.根据权利要求8所述的用于铝材热轧的轧制油，其特征在于，所述消泡剂为甲基硅油。

10.权利要求1-9任一项所述的用于铝材热轧的轧制油的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：

按照配方，将乳化剂和有机碱混合反应，得到第一原料；将季戊四醇酯、基础油、酚醚磷酸酯和防锈剂混合反应，得到第二原料；将所述第一原料和所述第二原料混合反应，再加入消泡剂反应，得到成品。

11.根据权利要求10所述的用于铝材热轧的轧制油的制备方法，其特征在于，在制备所述第一原料时：先将油酸与妥尔油酸加入有机碱中，在70-80℃下反应完全，再加入脂肪醇聚氧乙烯醚，混匀。

12.根据权利要求10所述的用于铝材热轧的轧制油的制备方法，其特征在于，在制备所述第二原料时：在50-60℃下进行混合。

13.根据权利要求10所述的用于铝材热轧的轧制油的制备方法，其特征在于，所述第一原料和所述第二原料混合反应的方法为：将所述第一原料和所述第二原料混合，在50-60℃下混合。

14.根据权利要求10所述的用于铝材热轧的轧制油的制备方法，其特征在于，所述加入消泡剂反应的时间为1h以上。