用于鋼的熱軋油的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于鋼的熱軋油。當使用適當的攪拌與水混合時，該油形成水包油分散體，并且在鋼坯/板的軋制過程中提供了足夠的潤滑性和負荷能力。
【專利說明】
用于鋼的熱車L油
技術領域
[0001] 本發明設及一種適合于鋼及其合金的熱社的油組合物。當使用適當的攬拌與水混 合時，該油組合物形成水包油分散體，并且在鋼巧/板的社制過程中提供了足夠的潤滑性和 負荷能力。
【背景技術】
[0002] 需要許多步驟來制成鋼。熱社過程是其中之一。運個過程重新加熱、社制并卷繞 鋼。在金屬加工中，社制是金屬成型的方法，其中金屬原料通過一對漉子。根據社制金屬的 溫度將社制進行分類。如果金屬的溫度高于其再結晶溫度，則該過程被稱為熱社。如果金屬 的溫度低于其再結晶溫度，則該過程稱為冷社。在使用方面，熱社工藝比其他任何制造工藝 占據更多噸位。
[0003] 帶鋼熱社機巧Ot strip Mill)的主要功能是將半成品鋼巧再加熱接近其烙點，然 后使其通過電機驅動的連續社機機架而將其社制地更薄且更長，最后將展長的鋼板卷起 來，運送至下一道工序。在常規的熱社帶鋼生產中，250毫米厚的板巧在爐中被加熱，并在通 過粗社機之后厚度減少到30至60mm，然后通過在精社機中社制，厚度被進一步降低至0.8到 25.4mm的范圍。
[0004] 熱社產品的例子是護欄、結構鋼、混凝±鋼筋、線材、板材、片材和帶材。板材、片材 和帶材產品用于制造管材、建筑材料、車身面板和家電和汽車行業用的沖壓件。
[0005] 熱社操作中遇到的溫度估計是非常高的。因此，提供控制漉的溫度W改善其壽命 的手段是必要的。冷卻因此對于控制工作漉的溫度是必要的，與此同時，用于防止工作漉和 工件之間的金屬-金屬接觸的潤滑也是同樣重要的。因此，熱社油需要滿足兩個關鍵性質， 良P，潤滑和冷卻。由于運些原因，對于熱社操作的應用來說，水包油分散體是優選的，因為水 產生作為冷卻性能，而在使用過程中從分散液中分離的油提供必要的潤滑要求。
[0006] 熱社油是分散體的應用，它是油（> 1 % )和水（< 9 9 % )在熱社過程中的機械混合 物。典型的應用包括在加ar下每分鐘40-50升。油被注入水流并通過靜態管混合器混合，W 形成被噴到工作漉/支承漉上的分散體。目標是在漉表面上形成強烈的潤滑膜。社制潤滑劑 的最重要的功能是在實際社制中降低摩擦系數至所需水平。很大程度上依賴于社制油制劑 的社制產品，其較好的表面光潔度是顧客的要求。
[0007] 潤滑劑的一個主要要求是它必須能潤濕并附著在待潤滑的表面。熱社油的良好的 分散性應該為金屬提供所需的潤滑，因為它穿過漉，減少漉磨損，為漉和金屬提供足夠的冷 卻，提高帶材質量，消除邊縫/尺度缺陷（scale defect)。此外，良好的分散性也通過延長的 運動長度(campaign length)而提高生產率，防止工作漉的花費，具有W受限功率負載社制 較硬等級的能力，其結果是降低了功耗。同時，良好的分散性也降低了維護成本。
[000引 US4978465A公開了由天然脂肪和油衍生的改進的硫化金屬加工潤滑劑，其通過使 天然脂肪或油與受阻多元醇和二簇酸反應而改性。所述改性的脂肪和油與脂肪酸醋的硫化 共混物和潤滑劑組合物可用于各種金屬加工應用中，其中硫化改性的甘油=醋或硫化共混 物與其它潤滑油劑、乳化劑和添加劑相結合。
[0009] W02011117892A2公開了一種適合于鋼板社制的油組合物。運種油由天然脂肪/油、 合成醋、高粘度指數優質礦物油和其它性能添加劑（例如極壓劑(extreme pressure)、抗磨 劑、乳化劑、分散劑、抗氧化劑等)構成。通過輕度到中度攬動，該油組合物形成亞穩的水包 油乳液。
[0010] 現有技術文獻公開了含有金屬社制油組合物和水的水包油分散體。然而，一種或 多種傳統的乳化劑被用作組合物中的一種或多種重要組分。在本發明中，目的是開發一種 熱社油組合物用于更好的水包油乳液，而不使用常規乳化劑。
[0011] 發明概述
[0012] 因此，本發明提供了一種熱社油組合物，其包含:水包油分散體，其中所述油選自 由脂肪油、或合成醋、或其組合，和任選的脂肪酸、基礎油、或其組合組成的組;和l-12%w/w 的硫化脂肪油、或硫化醋或其組合，所述熱社油組合物包含在所述組合物中0.1至2.0%w/w 的硫含量，其中熱社油組合物在水中的分散體具有在0.05-0.25范圍內的乳液穩定性指數 化SI)和2000-300(Ubs的負荷能力。
[0013] 在本發明的一個實施方式中，組合物中的總硫含量在1.0到1.1 %w/w的范圍內。
[0014] 在本發明的另一個實施方式中，脂肪油或合成醋或其組合的量占組合物的約20% 到 90%w/w。
[0015] 在本發明的進一步另一個實施方式中，脂肪酸的量在約0-15重量％w/w的范圍內。
[0016] 在本發明的又一實施方式中，基礎油的量在約0-75重量％w/w的范圍內。
[0017] 在本發明的另一個實施方式中，硫化脂肪油或硫化合成醋的量在l-12%w/w的范 圍內
[0018] 在本發明的又一實施方式中，在油的負荷能力（即Falex Jaw負荷）和至多0.25的 乳液穩定性指數化SI)之間存在協同和直接相關。
[0019] 在本發明的另一個實施方式中，純的熱社的摩擦系數為0.09到0.12。
[0020] 在本發明的另一個實施方式中，硫化脂肪油衍生自棟桐油、豆油、豬油、葵花巧油、 玉米油、大豆油、菜巧油、花生油、橄攬油、芥花油（canola oil)、棉巧油、藍麻油、松節油、妥 爾油(toll oil)、或其組合。
[0021] 在本發明的另一個實施方式中，硫化合成醋選自Dover化emical的豬油和醋，選 自Base 10沈，Base 101 ,Mayco Base 1351 ,Mayco Base 1210，Sulpe;rm 18和Base 44;來自 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] 在本發明的進一步另一個實施方式中，基礎油是從組或IV基礎原料 (base stock)或其組合中選擇的潤滑劑基礎。
[0023] 在本發明的又一實施方式中，熱社油可W進一步包括常規添加劑，如游離脂肪酸 (如油酸、硬脂酸）、含胺的抗氧劑、酪醒類(phenolic group)、含有娃酬的消泡劑。
[0024] 在本發明的另一個實施方式中，脂肪油選自棟桐油、挪子油、karanjea油、菜巧油 和牛脂(tallow)。
[0025] 在本發明的又一實施方式中，合成醋選自硬脂酸下醋、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] 在本發明的進一步另一個實施方式中，水包油分散體包含約5%w/w或更少的任何 前述權利要求的社制油組合物，和約95%w/w或更高的水。
[0027] 在本發明的又一實施方式中，分散體不含有使在水包油分散體得到0.05-0.25的 所需乳化穩定性指數化SI)的任何常規乳化劑。
[002引發明詳述
[0029] 本發明公開了一種適合于鋼及其合金的熱社的油組合物。本發明還公開了制備油 組合物的方法及其適合用于鋼及其合金的熱社的水包油分散體。
[0030] 硫化脂肪油和醋是良好的極壓添加劑。提供給潤滑油組合物的硫量將取決于硫化 脂肪油或醋或其混合物的硫含量W及添加到組合物中的量。
[0031] 本發明公開了一種熱社油組合物，其包含:油，所述油選自由脂肪油和/或合成醋、 或其組合;硫化脂肪油和或硫化醋或其組合，W及任選的脂肪酸、或基礎油、或其組合構成 的組;其中，熱社油組合物包含在所述組合物中0.1至2.0%w/w的硫含量。所述油組合物也 可含有其他常見的添加劑，如抗氧化劑、消泡劑、VI改進W及它們的混合物。
[0032] 在一個實施方式中，公開了用于鋼和/或其合金的熱社油組合物，該組合物含有 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的基礎油，和1%- 12%w/w的硫化脂肪油和/或硫化醋。
[0033] 根據本發明，基礎油是從組I、II、III或IV基礎原料或其混合物中選擇的潤滑劑基 礎。脂肪油選自棟桐油、挪子油、karanjea油、菜巧油、動物脂等及其混合物。合成醋選自硬 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&四油酸醋等及其組 厶 1=1 O
[0034] 根據本發明，所述熱社油組合物中總的硫含量在0.1至Ij2.0%w/w的范圍內，優選在 1.0%到1. l%w/w的范圍內。在本發明的一個實施方式中，硫的一個來源是硫化脂肪油。硫 化脂肪油衍生自棟桐油、豆油（soya Oi 1 )、豬油、葵花巧油、玉米油、大豆油（soybean Oi 1)、 菜巧油、花生油、橄攬油、芥花油、棉巧油、藍麻油、松節油、妥爾油、或其組合。
[0035] 在另一個實施方式中，硫的另一個來源是硫化合成醋。根據本發明，硫化合成醋選 自Dover 化emical的添加劑，諸如Base 10SE、Base 101、Mayco Base 1351、Mayco Base 1210、Sulperm 18和Base 44;來自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] 當所述組合物中的硫含量在1.0-1. l%w/w的范圍內時，觀察到最大的潤滑和負荷 性能。
[0037] 本發明還公開了一種水包油分散體，其包含5%w/w的根據本發明的社制油組合物 和約95%w/w的水。在一個實施方式中，分散體具有在0.05-0.25范圍內的乳液穩定性指數 化SI)。乳化穩定性指數化SI)被用來確定分散穩定性。
[0038] 根據本發明，分散體不含有任何常規的乳化劑，如環氧乙燒、環氧丙烷或其縮合 物、胺乙氧基化物、醇乙氧基化物(alcohol ethoxilate)、橫酸鹽、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，僅僅具有潤滑粘度的油和硫化脂肪油(一種或多種)或醋或其混合 物的組合不足W制作優質鋼熱社油。因此，上述二者的優化組合是基于化學性質來選擇，W 獲得適用于鋼及其合金熱社的社制油組合物。
[0040] 為了制備根據本發明的熱社油組合物，將基礎油加熱到45-5(TC，同時攬拌。熱社 油相通過在攬拌條件下將脂肪油（一種或多種)或合成醋（一種或多種)或其組合、脂肪酸、 抗磨劑和極壓添加劑、硫化脂肪油或醋或其組合、抗氧化劑陸續添加到基礎油中來制備。在 添加下一種添加劑之前，對于每種添加劑給予5-10分鐘的合理時間W溶解一種添加劑。
[0041] 加入最終的添加劑后，通過攬拌將社制油共混物攬拌另外30分鐘并加熱到45-50 °C。普通的Remi攬拌器可用于攬拌和溶解加入基礎油中的添加劑。必須采取預防措施，W避 免油相的過度加熱（>60°C)。用來制備分散體的水為W化C03形式的2(K)ppm硬水，其通過在 蒸饋水中溶解所需量的無水氯化巧、MgSO祖2〇和Na肥〇3在并將抑調節至6.5-7.5來制備。
[0042] 分散特性通過如下方法評估:在50°C下加入5%的熱社油相到水相（總計200ml分 散體），并用均化器在高剪切OllOOOrpm下攬拌分散體2分鐘，并在制備后立即將分散體傾倒 在400毫升刻度的玻璃柱中，并將其在5(TC的空氣烘箱中保持30分鐘，并找出200ml分散體 的100mL頂部相和100mL底部相各自的油含量。乳化穩定性指數化SI)是底部相與頂部相的 油含量之比。本發明乳化穩定性指數化SI)在0.05-0.25的范圍內，運顯示出熱社油組合物 的優異的潤滑性能。
[0043] 制劑的潤滑性能可W根據純社制油的摩擦系數和水分散體中社制油的化Iex Jaw Load(社制油的負荷能力）進行評價。運是按照ASTM 0-6425(摩擦系數）和ASTM-63233 (Falex Jaw Load)進行的。好的熱社油的特征在于，最佳的摩擦系數(潤滑)和高化Iex Jaw Load(負荷能力）。
[0044] 已經描述了本發明的基本方面，下面的非限制性實施例說明其具體實施例。
[0045] 實施例1
[0046] 根據本發明，制備了具有不同量的各個組分的熱社油組合物。乳化穩定性指數 化SI)通過30分鐘后測定總計200ml分散體的100mL頂部相和100mL底部相各自的油含量之 比來確定。該分散體是通過IO-ISml濃鹽酸在專用乳化分瓶(在窄頂部具有最小0.1毫升刻 度）中分開的。
[0047] 根據ASTM 0-6425(摩擦系數）和ASTM-D 3233(Falex化W Load)來測定摩擦系數 和化Iex Jaw Load(社制油的負荷能力）dS個測試的結果描述于表1中。
[004引表1:
【主權項】
1. 一種熱乳油組合物，其包含： 水包油分散體，其中所述油選自由脂肪油、或合成酯、或其組合，和任選的脂肪酸、基礎 油、或其組合組成的組，和1-12%W/W的硫化脂肪油、或硫化酯或其組合，所述熱乳油組合物 包含在所述組合物中〇. 1至2.0 % w/w的硫含量，其中熱乳油組合物在水中的分散體具有在 O · 05-0 · 25范圍內的乳液穩定性指數(ESI)和2000-30001bs的負荷能力。2. 如權利要求1的熱乳油組合物，其中，所述組合物中的總硫含量在1.0到1.1 %w/w的 范圍內。3. 如權利要求1的熱乳油組合物，其中，脂肪油或合成酯或其組合的量占所述組合物的 約 20%到90%界/\￥。4. 如權利要求1的熱乳油組合物，其中，脂肪酸的量在約0-15重量％w/w的范圍內。5. 如權利要求1的熱乳油組合物，其中，基礎油的量在約0-75重量的范圍內。6. 如權利要求1的熱乳油組合物，其中，在油的負荷能力即Falex Jaw負荷和至多0.25 的乳液穩定性指數(ESI)之間存在協同和直接相關。7. 如權利要求1的熱乳油組合物，其中，純的熱乳的摩擦系數為0.09到0.12。8. 如權利要求1的熱乳油組合物，其中，所述硫化脂肪油衍生自棕櫚油、豆油、豬油、葵 花籽油、玉米油、大豆油、菜籽油、花生油、橄欖油、芥花油、棉籽油、蓖麻油、松節油、妥爾油、 或其組合。9. 如權利要求1的熱乳油組合物，其中，所述硫化合成酯選自Dover Chemical的豬油和 酯，選自Base 10SE、Base 101、Mayco Base 1351、Mayco Base 1210、Sulperm 18和Base 44;來自 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;烯烴或脂肪油：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. 如權利要求1的熱乳油組合物，其中，所述基礎油是從組I、II、III或IV基礎原料或 其組合中選擇的潤滑劑基礎。11. 如權利要求1的熱乳油組合物，其進一步包括常規添加劑，如游離脂肪酸如油酸、硬 脂酸，含胺的抗氧劑，酚醛類，含有硅酮的消泡劑。12. 如權利要求1的熱乳油組合物，其中，所述脂肪油選自棕櫚油、椰子油、karanjea油、 菜籽油和動物脂。13. 如權利要求1的熱乳油組合物，其中，所述合成酯選自硬脂酸丁酯、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. 如權利要求1的熱乳油組合物，其中，所述水包油分散體包含約5%w/w或更少的任 何前述權利要求的乳制油組合物，和約95 % w/w或更高的水。15. 如權利要求14的熱乳油組合物，其中，所述分散體不含有為了制備乳化穩定性指數 (ESI)為0.05-0.25的水包油分散體的任何常規的乳化劑。
【文檔編號】C10N40/24GK105925348SQ201610108294
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年2月26日
【發明人】蘇彬諾伊·保羅, 錫米·達撻, 納塔拉詹·斯瓦蘇瑞安, 拉金德拉·馬哈帕拉, 迪帕克·薩克恩納, 艾爾特普·薩言納, 比薩吉特·巴蘇, 普爾納南德·帕塔克, 阿普爾巴·庫馬爾·馬里克, 帕薩·普拉蒂姆·森古普塔
【申請人】印度石油有限公司