用于钢的热轧油的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于钢的热轧油。当使用适当的搅拌与水混合时，该油形成水包油分散体，并且在钢坯/板的轧制过程中提供了足够的润滑性和负荷能力。
【专利说明】
用于钢的热车L油
技术领域
[0001] 本发明设及一种适合于钢及其合金的热社的油组合物。当使用适当的揽拌与水混 合时，该油组合物形成水包油分散体，并且在钢巧/板的社制过程中提供了足够的润滑性和 负荷能力。
【背景技术】
[0002] 需要许多步骤来制成钢。热社过程是其中之一。运个过程重新加热、社制并卷绕 钢。在金属加工中，社制是金属成型的方法，其中金属原料通过一对漉子。根据社制金属的 溫度将社制进行分类。如果金属的溫度高于其再结晶溫度，则该过程被称为热社。如果金属 的溫度低于其再结晶溫度，则该过程称为冷社。在使用方面，热社工艺比其他任何制造工艺 占据更多吨位。
[0003] 带钢热社机巧Ot strip Mill)的主要功能是将半成品钢巧再加热接近其烙点，然 后使其通过电机驱动的连续社机机架而将其社制地更薄且更长，最后将展长的钢板卷起 来，运送至下一道工序。在常规的热社带钢生产中，250毫米厚的板巧在炉中被加热，并在通 过粗社机之后厚度减少到30至60mm，然后通过在精社机中社制，厚度被进一步降低至0.8到 25.4mm的范围。
[0004] 热社产品的例子是护栏、结构钢、混凝±钢筋、线材、板材、片材和带材。板材、片材 和带材产品用于制造管材、建筑材料、车身面板和家电和汽车行业用的冲压件。
[0005] 热社操作中遇到的溫度估计是非常高的。因此，提供控制漉的溫度W改善其寿命 的手段是必要的。冷却因此对于控制工作漉的溫度是必要的，与此同时，用于防止工作漉和 工件之间的金属-金属接触的润滑也是同样重要的。因此，热社油需要满足两个关键性质， 良P，润滑和冷却。由于运些原因，对于热社操作的应用来说，水包油分散体是优选的，因为水 产生作为冷却性能，而在使用过程中从分散液中分离的油提供必要的润滑要求。
[0006] 热社油是分散体的应用，它是油（> 1 % )和水（< 9 9 % )在热社过程中的机械混合 物。典型的应用包括在加ar下每分钟40-50升。油被注入水流并通过静态管混合器混合，W 形成被喷到工作漉/支承漉上的分散体。目标是在漉表面上形成强烈的润滑膜。社制润滑剂 的最重要的功能是在实际社制中降低摩擦系数至所需水平。很大程度上依赖于社制油制剂 的社制产品，其较好的表面光洁度是顾客的要求。
[0007] 润滑剂的一个主要要求是它必须能润湿并附着在待润滑的表面。热社油的良好的 分散性应该为金属提供所需的润滑，因为它穿过漉，减少漉磨损，为漉和金属提供足够的冷 却，提高带材质量，消除边缝/尺度缺陷（scale defect)。此外，良好的分散性也通过延长的 运动长度(campaign length)而提高生产率，防止工作漉的花费，具有W受限功率负载社制 较硬等级的能力，其结果是降低了功耗。同时，良好的分散性也降低了维护成本。
[000引 US4978465A公开了由天然脂肪和油衍生的改进的硫化金属加工润滑剂，其通过使 天然脂肪或油与受阻多元醇和二簇酸反应而改性。所述改性的脂肪和油与脂肪酸醋的硫化 共混物和润滑剂组合物可用于各种金属加工应用中，其中硫化改性的甘油=醋或硫化共混 物与其它润滑油剂、乳化剂和添加剂相结合。
[0009] W02011117892A2公开了一种适合于钢板社制的油组合物。运种油由天然脂肪/油、 合成醋、高粘度指数优质矿物油和其它性能添加剂（例如极压剂(extreme pressure)、抗磨 剂、乳化剂、分散剂、抗氧化剂等)构成。通过轻度到中度揽动，该油组合物形成亚稳的水包 油乳液。
[0010] 现有技术文献公开了含有金属社制油组合物和水的水包油分散体。然而，一种或 多种传统的乳化剂被用作组合物中的一种或多种重要组分。在本发明中，目的是开发一种 热社油组合物用于更好的水包油乳液，而不使用常规乳化剂。
[0011] 发明概述
[0012] 因此，本发明提供了一种热社油组合物，其包含:水包油分散体，其中所述油选自 由脂肪油、或合成醋、或其组合，和任选的脂肪酸、基础油、或其组合组成的组;和l-12%w/w 的硫化脂肪油、或硫化醋或其组合，所述热社油组合物包含在所述组合物中0.1至2.0%w/w 的硫含量，其中热社油组合物在水中的分散体具有在0.05-0.25范围内的乳液稳定性指数 化SI)和2000-300(Ubs的负荷能力。
[0013] 在本发明的一个实施方式中，组合物中的总硫含量在1.0到1.1 %w/w的范围内。
[0014] 在本发明的另一个实施方式中，脂肪油或合成醋或其组合的量占组合物的约20% 到 90%w/w。
[0015] 在本发明的进一步另一个实施方式中，脂肪酸的量在约0-15重量％w/w的范围内。
[0016] 在本发明的又一实施方式中，基础油的量在约0-75重量％w/w的范围内。
[0017] 在本发明的另一个实施方式中，硫化脂肪油或硫化合成醋的量在l-12%w/w的范 围内
[0018] 在本发明的又一实施方式中，在油的负荷能力（即Falex Jaw负荷）和至多0.25的 乳液稳定性指数化SI)之间存在协同和直接相关。
[0019] 在本发明的另一个实施方式中，纯的热社的摩擦系数为0.09到0.12。
[0020] 在本发明的另一个实施方式中，硫化脂肪油衍生自栋桐油、豆油、猪油、葵花巧油、 玉米油、大豆油、菜巧油、花生油、橄揽油、芥花油（canola oil)、棉巧油、藍麻油、松节油、妥 尔油(toll oil)、或其组合。
[0021] 在本发明的另一个实施方式中，硫化合成醋选自Dover化emical的猪油和醋，选 自Base 10沈，Base 101 ,Mayco Base 1351 ,Mayco Base 1210，Sulpe;rm 18和Base 44;来自 Rhein Chemie的Additin 4412F，Additin RC2310，Additin RC2410和Additin RC2526; King Indust巧的脂肪酸醋NA-LUBE EP-5210 ,NA-LUBE EP-5216;脂肪油醋或脂肪油（Fatty Oil Ester或化tty oil) :NA-LUBE EP-5310，NA-LUBE EP-5316;締控或脂肪油（Olefins或 Fatty Oil) :NA-LUBE EP-5415，NA-LUBE EP-5425;Arkema，INC.的蔬菜多硫化物的硫化醋 VPS 11，VPS 15和VPS17;Lubrizol的Synester SE 110和synester SE 115。
[0022] 在本发明的进一步另一个实施方式中，基础油是从组或IV基础原料 (base stock)或其组合中选择的润滑剂基础。
[0023] 在本发明的又一实施方式中，热社油可W进一步包括常规添加剂，如游离脂肪酸 (如油酸、硬脂酸）、含胺的抗氧剂、酪醒类(phenolic group)、含有娃酬的消泡剂。
[0024] 在本发明的另一个实施方式中，脂肪油选自栋桐油、挪子油、karanjea油、菜巧油 和牛脂(tallow)。
[0025] 在本发明的又一实施方式中，合成醋选自硬脂酸下醋、PEG醋、山梨坦醋、甘油醋、 TMPS油酸醋、季戊四醇二油酸醋和四油酸醋。
[0026] 在本发明的进一步另一个实施方式中，水包油分散体包含约5%w/w或更少的任何 前述权利要求的社制油组合物，和约95%w/w或更高的水。
[0027] 在本发明的又一实施方式中，分散体不含有使在水包油分散体得到0.05-0.25的 所需乳化稳定性指数化SI)的任何常规乳化剂。
[002引发明详述
[0029] 本发明公开了一种适合于钢及其合金的热社的油组合物。本发明还公开了制备油 组合物的方法及其适合用于钢及其合金的热社的水包油分散体。
[0030] 硫化脂肪油和醋是良好的极压添加剂。提供给润滑油组合物的硫量将取决于硫化 脂肪油或醋或其混合物的硫含量W及添加到组合物中的量。
[0031] 本发明公开了一种热社油组合物，其包含:油，所述油选自由脂肪油和/或合成醋、 或其组合;硫化脂肪油和或硫化醋或其组合，W及任选的脂肪酸、或基础油、或其组合构成 的组;其中，热社油组合物包含在所述组合物中0.1至2.0%w/w的硫含量。所述油组合物也 可含有其他常见的添加剂，如抗氧化剂、消泡剂、VI改进W及它们的混合物。
[0032] 在一个实施方式中，公开了用于钢和/或其合金的热社油组合物，该组合物含有 20%至90%w/w的脂肪油和/或合成醋，0-15%w/w的脂肪酸，0-75%w/w的基础油，和1%- 12%w/w的硫化脂肪油和/或硫化醋。
[0033] 根据本发明，基础油是从组I、II、III或IV基础原料或其混合物中选择的润滑剂基 础。脂肪油选自栋桐油、挪子油、karanjea油、菜巧油、动物脂等及其混合物。合成醋选自硬 脂酸下醋、PEG醋、山梨坦醋、甘油醋、TMPS油酸醋、季戊四醇二油酸醋&四油酸醋等及其组 厶 1=1 O
[0034] 根据本发明，所述热社油组合物中总的硫含量在0.1至Ij2.0%w/w的范围内，优选在 1.0%到1. l%w/w的范围内。在本发明的一个实施方式中，硫的一个来源是硫化脂肪油。硫 化脂肪油衍生自栋桐油、豆油（soya Oi 1 )、猪油、葵花巧油、玉米油、大豆油（soybean Oi 1)、 菜巧油、花生油、橄揽油、芥花油、棉巧油、藍麻油、松节油、妥尔油、或其组合。
[0035] 在另一个实施方式中，硫的另一个来源是硫化合成醋。根据本发明，硫化合成醋选 自Dover 化emical的添加剂，诸如Base 10SE、Base 101、Mayco Base 1351、Mayco Base 1210、Sulperm 18和Base 44;来自Rhein 畑emie的Additin 4412F、Additin RC 2310、 Additin RC2410和Additin RC2526;King Indust巧的脂肪酸醋NA-LUBE EP-5210,NA-LUBE EP-5216;脂肪油醋/脂肪油：NA-LUBE EP-5310、NA-LUBE EP-5316;締控/脂肪油：NA-LUBE EP-5415、NA-LUBE EP-5425;Arkema，INC.的蔬菜多硫化物的硫化醋VPS 11、VPS 15和 VPS17;Lub;rizol的Synester 沈 110和synester 沈 115。
[0036] 当所述组合物中的硫含量在1.0-1. l%w/w的范围内时，观察到最大的润滑和负荷 性能。
[0037] 本发明还公开了一种水包油分散体，其包含5%w/w的根据本发明的社制油组合物 和约95%w/w的水。在一个实施方式中，分散体具有在0.05-0.25范围内的乳液稳定性指数 化SI)。乳化稳定性指数化SI)被用来确定分散稳定性。
[0038] 根据本发明，分散体不含有任何常规的乳化剂，如环氧乙烧、环氧丙烷或其缩合 物、胺乙氧基化物、醇乙氧基化物(alcohol ethoxilate)、横酸盐、丙二醇和乙二醇的共聚 物、多元醇、聚氧乙締醇酸、聚氧乙締壬基苯基酸等。
[0039] 可W理解的是，仅仅具有润滑粘度的油和硫化脂肪油(一种或多种)或醋或其混合 物的组合不足W制作优质钢热社油。因此，上述二者的优化组合是基于化学性质来选择，W 获得适用于钢及其合金热社的社制油组合物。
[0040] 为了制备根据本发明的热社油组合物，将基础油加热到45-5(TC，同时揽拌。热社 油相通过在揽拌条件下将脂肪油（一种或多种)或合成醋（一种或多种)或其组合、脂肪酸、 抗磨剂和极压添加剂、硫化脂肪油或醋或其组合、抗氧化剂陆续添加到基础油中来制备。在 添加下一种添加剂之前，对于每种添加剂给予5-10分钟的合理时间W溶解一种添加剂。
[0041] 加入最终的添加剂后，通过揽拌将社制油共混物揽拌另外30分钟并加热到45-50 °C。普通的Remi揽拌器可用于揽拌和溶解加入基础油中的添加剂。必须采取预防措施，W避 免油相的过度加热（>60°C)。用来制备分散体的水为W化C03形式的2(K)ppm硬水，其通过在 蒸馈水中溶解所需量的无水氯化巧、MgSO祖2〇和Na肥〇3在并将抑调节至6.5-7.5来制备。
[0042] 分散特性通过如下方法评估:在50°C下加入5%的热社油相到水相（总计200ml分 散体），并用均化器在高剪切OllOOOrpm下揽拌分散体2分钟，并在制备后立即将分散体倾倒 在400毫升刻度的玻璃柱中，并将其在5(TC的空气烘箱中保持30分钟，并找出200ml分散体 的100mL顶部相和100mL底部相各自的油含量。乳化稳定性指数化SI)是底部相与顶部相的 油含量之比。本发明乳化稳定性指数化SI)在0.05-0.25的范围内，运显示出热社油组合物 的优异的润滑性能。
[0043] 制剂的润滑性能可W根据纯社制油的摩擦系数和水分散体中社制油的化Iex Jaw Load(社制油的负荷能力）进行评价。运是按照ASTM 0-6425(摩擦系数）和ASTM-63233 (Falex Jaw Load)进行的。好的热社油的特征在于，最佳的摩擦系数(润滑)和高化Iex Jaw Load(负荷能力）。
[0044] 已经描述了本发明的基本方面，下面的非限制性实施例说明其具体实施例。
[0045] 实施例1
[0046] 根据本发明，制备了具有不同量的各个组分的热社油组合物。乳化稳定性指数 化SI)通过30分钟后测定总计200ml分散体的100mL顶部相和100mL底部相各自的油含量之 比来确定。该分散体是通过IO-ISml浓盐酸在专用乳化分瓶(在窄顶部具有最小0.1毫升刻 度）中分开的。
[0047] 根据ASTM 0-6425(摩擦系数）和ASTM-D 3233(Falex化W Load)来测定摩擦系数 和化Iex Jaw Load(社制油的负荷能力）dS个测试的结果描述于表1中。
[004引表1:
【主权项】
1. 一种热乳油组合物，其包含： 水包油分散体，其中所述油选自由脂肪油、或合成酯、或其组合，和任选的脂肪酸、基础 油、或其组合组成的组，和1-12%W/W的硫化脂肪油、或硫化酯或其组合，所述热乳油组合物 包含在所述组合物中〇. 1至2.0 % w/w的硫含量，其中热乳油组合物在水中的分散体具有在 O · 05-0 · 25范围内的乳液稳定性指数(ESI)和2000-30001bs的负荷能力。2. 如权利要求1的热乳油组合物，其中，所述组合物中的总硫含量在1.0到1.1 %w/w的 范围内。3. 如权利要求1的热乳油组合物，其中，脂肪油或合成酯或其组合的量占所述组合物的 约 20%到90%界/\￥。4. 如权利要求1的热乳油组合物，其中，脂肪酸的量在约0-15重量％w/w的范围内。5. 如权利要求1的热乳油组合物，其中，基础油的量在约0-75重量的范围内。6. 如权利要求1的热乳油组合物，其中，在油的负荷能力即Falex Jaw负荷和至多0.25 的乳液稳定性指数(ESI)之间存在协同和直接相关。7. 如权利要求1的热乳油组合物，其中，纯的热乳的摩擦系数为0.09到0.12。8. 如权利要求1的热乳油组合物，其中，所述硫化脂肪油衍生自棕榈油、豆油、猪油、葵 花籽油、玉米油、大豆油、菜籽油、花生油、橄榄油、芥花油、棉籽油、蓖麻油、松节油、妥尔油、 或其组合。9. 如权利要求1的热乳油组合物，其中，所述硫化合成酯选自Dover Chemical的猪油和 酯，选自Base 10SE、Base 101、Mayco Base 1351、Mayco Base 1210、Sulperm 18和Base 44;来自 Rhein Chemie的Additin4412F，Additin RC 2310，Additin RC2410和Additin RC2526;King Industry的脂肪酸酯NA-LUBE EP-5210，NA-LUBE EP-5216;脂肪油酯或脂肪 油：NA-LUBE EP-5310，NA-LUBE EP-5316;烯烃或脂肪油：NA-LUBE EP- 5415，NA-LUBE EP-5425 ;Arkema，INC.的蔬菜多硫化物的硫化酯VPS 11，VPS 15和VPS17 ;Lubrizol的Synester SE 110和synester SE 115〇10. 如权利要求1的热乳油组合物，其中，所述基础油是从组I、II、III或IV基础原料或 其组合中选择的润滑剂基础。11. 如权利要求1的热乳油组合物，其进一步包括常规添加剂，如游离脂肪酸如油酸、硬 脂酸，含胺的抗氧剂，酚醛类，含有硅酮的消泡剂。12. 如权利要求1的热乳油组合物，其中，所述脂肪油选自棕榈油、椰子油、karanjea油、 菜籽油和动物脂。13. 如权利要求1的热乳油组合物，其中，所述合成酯选自硬脂酸丁酯、PEG酯、山梨坦 酯、甘油酯、TMP三油酸酯、季戊四醇二油酸酯和四油酸酯。14. 如权利要求1的热乳油组合物，其中，所述水包油分散体包含约5%w/w或更少的任 何前述权利要求的乳制油组合物，和约95 % w/w或更高的水。15. 如权利要求14的热乳油组合物，其中，所述分散体不含有为了制备乳化稳定性指数 (ESI)为0.05-0.25的水包油分散体的任何常规的乳化剂。
【文档编号】C10N40/24GK105925348SQ201610108294
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年2月26日
【发明人】苏彬诺伊·保罗, 锡米·达挞, 纳塔拉詹·斯瓦苏瑞安, 拉金德拉·马哈帕拉, 迪帕克·萨克恩纳, 艾尔特普·萨言纳, 比萨吉特·巴苏, 普尔纳南德·帕塔克, 阿普尔巴·库马尔·马里克, 帕萨·普拉蒂姆·森古普塔
【申请人】印度石油有限公司