專利名稱：一種潤滑油組合物及其應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于潤滑劑及其應用領域，特別涉及一種用于軋制銅及其合金的潤滑油組合物及其應用。
背景技術：
銅及其合金的軋制通常在兩種潤滑方式下進行，一種是全油軋制，全油軋制一般使用輕質礦物油添加一定量的油性劑、防腐劑、抗氧劑等添加劑作為潤滑和冷卻介質，常用于銅及其合金的精軋；另一種是乳化液軋制，在半成品軋制過程中由于較大的變形量產生較大的變形熱，需要用乳化液作為潤滑和冷卻介質帶走大量的熱量，以利于板型控制。由于銅是一種非?；顫姷慕饘伲鏊髽O易變色，因此除要求乳化液具有較好的潤滑性能和冷卻性能外，還要求乳化液具有極佳的防腐能力，此外為節(jié)約成本和保護環(huán)境，還要求乳化液具有使用壽命長、使用過程中無毒無臭不易腐敗變質等特點。
傳統的銅及其合金的乳化軋制油以礦物油作基礎油，添加油性劑、乳化劑、極壓抗磨劑、防腐劑、抗氧劑、殺菌劑等添加劑組成，使用時根據軋制要求用水配成5～20重量％的乳液。目前使用的油性劑主要為脂肪酸、脂肪醇及天然油脂類，在對潤滑性要求不高的情況下甚至不添加油性劑。所用的乳化劑主要是陰離子型乳化劑和非離子型乳化劑，這些乳化劑對防止銅板變色有負面影響，乳化液對水質的要求高。我國銅加工廠家眾多，但沒有合適的乳化液使用。國內目前使用較多的是MOBIL公司的porsol 67，但該種潤滑劑是用于鋁的熱軋軋制油，并非為軋制銅及其合金而研制的，因此用于軋制銅及其合金時，其防銅板變色功能較弱。國內用于軋制銅及其合金的國產軋制油如1#乳液，防腐性能較差，軋制后的銅帶腐蝕較為嚴重。

發(fā)明內容
本發(fā)明是為了解決現有技術中用于銅及其合金軋制的乳化軋制油存在的防腐性能差和防止銅變色能力弱的缺陷，而提供一種軋制銅及其合金用潤滑油組合物，用于銅及其合金板、帶、管材及棒材的軋制，該組合物具有良好的軋制潤滑性、冷卻性、防腐性能，具有防止銅變色能力。本發(fā)明還提供了該組合物用于銅軋制時的應用方法。
本發(fā)明潤滑油組合物含有以下組分(a)40.0～80.0重量％的礦物油；(b)10.0～50.0重量％的油性劑；
(c)4.0～10.0重量％的乳化劑；(d)1.0～5.0重量％防止銅變色的緩蝕劑；(e)1.0～6.0重量％的極壓抗磨劑；(f)0.1～1.0重量％的助溶劑；(g)0.1～2.0重量％抗氧劑；(h)0～0.5重量％的金屬減活劑。
組分(a)是40℃下運動粘度為30～80mm2/s的石蠟基礦物油。該組分的加入量優(yōu)選55.0～70.0重量％。
組分(b)是脂肪醇和脂肪酸酯中一種或者一種以上的混合物，其中脂肪醇是C1～C30最好為C12-C18的脂肪醇，如癸醇、十二醇、十四醇、十六醇、油醇、十八醇、二十醇或三十醇等；脂肪酸酯是天然動植物油脂或由C1～C30脂肪醇和C1～C54最好為C8～C36脂肪酸合成的酯，天然動植物油脂如牛油、豆油或花生油等，脂肪酸酯推薦使用油酸的季戊四醇酯、油酸的三羥甲基丙烷酯、椰子油脂肪酸的季戊四醇酯或棕櫚油脂肪酸的三羥甲基丙烷酯等，合成條件和方法采用公知技術(精細有機化工制備手冊，科學技術文獻出版社，1994年北京，P483-487)。組分(b)在組合物中的含量優(yōu)選15.0～30.0重量％。
組分(c)可以是選自陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑和非離子表面活性劑中的至少兩種單劑的組合。陰離子表面活性劑包括脂肪酸鹽、石油磺酸鹽或磷酸酯鹽類；陽離子表面活性劑包括胺鹽型或季胺鹽型，其中胺鹽型如脂肪酸鏈烷醇酰胺、脂肪酸鏈烷醇胺酯或脂肪酰胺等；非離子表面活性劑可以是多元醇型，如失水山梨糖醇脂肪酸酯或失水山梨糖醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚等。組分(c)的加入量優(yōu)選6.0～8.0重量％。
組分(d)是防止銅變色的緩蝕劑，可以是T703(十七烯基咪唑啉丁二酸鹽)、T704(環(huán)烷酸鋅)、T705(二壬基萘石油磺酸鋇)、T706(苯并三氮唑)、T708(烷基磷酸酯咪唑啉鹽)、甲基苯并三氮唑、N，N-雙(苯并三氮唑亞甲基)月桂胺、2-巰基苯并噻唑、N-油酰肌氨酸十八胺鹽、苯并三氮唑脂肪酸鹽、苯并三氮唑的衍生物和失水山梨糖醇脂肪酸酯等中的一種或一種以上的混合物。組分(d)的加入量最好為2.0～4.0重量％。
組分(e)為C4～C12的脂肪醇、烷基中碳原子數為1～12的烷基酚、烷基中碳原子數為1～12的烷基酚聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚的磷酸酯、亞磷酸酯或酸性磷酸酯胺鹽，或其混合物，最好是磷酸三丁酯、磷酸三甲苯酯、磷酸二異辛酯三乙醇胺鹽、十七烯基咪唑啉磷酸二異辛酯鹽、亞磷酸二正丁酯、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯胺鹽和脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯胺鹽中的一種或一種以上的混合物，其中所述脂肪醇聚氧乙烯醚中脂肪醇的碳原子數為8～18，組分(e)的加入量優(yōu)選2.0～4.0重量％。
組分(f)是一種助溶劑，選用C1～C10的脂肪醇，優(yōu)選C4～C8的脂肪醇，加入量優(yōu)選0.3～0.8重量％。
組分(g)是抗氧劑，選自屏蔽酚型和芳胺型抗氧化劑中的一種或一種以上，如國產的T501(2，6-二叔丁基對甲酚)、T502(2，6-二叔丁基酚等混合酚)、T511(4，4’-亞甲基-2，6-二叔丁基酚)、T521(2，6-二叔丁基α二甲氨基對甲酚)和T531(苯基α萘胺)等。
組分(h)是金屬減活劑，選自含氮雜環(huán)化合物類金屬減活劑中的一種或一種以上，如T551(苯三唑-醛-胺縮合物)和T561(2，5-二烷基二硫化-噻二唑)等。
除以上組分外，還可根據需要，在上述組合物中添加0～2.0重量％的其它添加劑，如殺菌劑或消泡劑等?？捎玫臍⒕鷦┯蟹宇悮⒕鷦⒓兹┽尫蓬悮⒕鷦┑?，如六氫-1，3，5-三(2-羥乙基)-(均)三嗪等；可用的消泡劑有聚醚類和有機硅類消泡劑。但最有效的殺菌方法是往乳化液中添加殺菌劑，最有效的消泡方法是往乳化液中添加消泡劑。
本發(fā)明潤滑油組合物的制備方法如下將油性劑、乳化劑、防止銅變色的緩蝕劑加入到調合釜中，加熱到45～55℃，恒溫攪拌30～50分鐘，攪拌均勻后將礦物油、極壓抗磨劑、抗氧劑等其它添加劑加入到調合釜中，加熱到55～65℃，保溫攪拌40～50分鐘，攪拌均勻后經檢驗出料。
本發(fā)明潤滑油組合物使用于軋制銅及其合金板帶、管材和棒材，其使用方法如下本發(fā)明組合物在使用時用軟化水配成水包油型乳化液使用，軟化水優(yōu)選去離子水，將軟化水加熱到35～40℃，在攪拌下加入一定量的本發(fā)明組合物配成所需濃度的乳化液。乳化液的濃度一般為1～15重量％，優(yōu)選2～10重量％，使用濃度可以根據每臺軋機的具體情況進行調節(jié)，乳化液的使用溫度通常在30～60℃。
本發(fā)明組合物具有良好的軋制潤滑性、冷卻性、防腐性能，特別是具有防止銅變色能力。其組份(a)是石蠟基礦物油，具有較好的氧化安定性和潤滑性，可保證軋后銅板的光亮退火。另外該組合物中各組分的作用不是單一的，如選用失水山梨糖醇脂肪酸酯、脂肪酸鏈烷醇胺鹽、脂肪酸鏈烷醇酰胺或脂肪酸鏈烷醇胺酯為乳化劑時，其同時也是緩蝕劑；選用烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯胺鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯胺鹽為極壓抗磨劑時，其同時也是乳化劑和緩蝕劑。因此使用本發(fā)明組合物軋制銅及其合金可得到表面質量良好的產品。
具體實施例方式
下面用具體實施例來詳細說明本發(fā)明，但并不限制本發(fā)明的范圍。
實施例1將三羥甲基丙烷椰子油脂肪酸酯19.0kg，十二醇2.0kg，油酸三乙醇胺鹽4.0kg，油酸三乙醇胺酯2.0kg，司本-80 2.0kg，苯并三氮唑0.6kg，N，N-雙(苯并三氮唑亞甲基)月桂胺1.0kg，正丁醇0.6kg，加入到調合釜中，加熱到50℃，恒溫攪拌30分鐘，攪拌均勻后將礦物油(46mm2·s-1/40℃)65.9kg、磷酸三甲酚酯2.0kg，2，6-二叔丁基對甲酚0.5kg，T531(苯基α萘胺)0.3kg，T551(苯三唑-醛-胺縮合物)0.1kg加入到調合釜中，加熱到55℃，保溫攪拌40分鐘，攪拌均勻后檢查組合物的乳化狀態(tài)，達到要求后出料。
實施例2將季戊四醇油酸酯15.0kg，油酸三乙醇胺鹽4.0kg，油酸三乙醇胺酯2.0kg，椰子油脂肪酸二乙醇酰胺2.0kg，苯并三氮唑0.6kg，苯并三氮唑脂肪酸鹽1.0kg，正己醇0.6kg，加入到調合釜中，加熱到55℃，保溫攪拌25分鐘，攪拌均勻后將礦物油(46mm2·s-1/40℃)70.9kg，磷酸二異辛酯3.0kg，2，6-二叔丁基對甲酚0.5kg，T531(苯基α萘胺)0.3kg，T551(苯三唑-醛-胺縮合物)0.1kg加入到調合釜中，加熱到60℃，保溫攪拌40分鐘，攪拌均勻后經檢驗出料。
實施例3將三羥甲基丙烷油酸酯18.0kg，十二醇與十四醇的混合醇2.0kg，油酸三乙醇胺鹽3.0kg，脂肪酸酰胺4.0kg，苯并三氮唑0.6kg，苯并三氮唑脂肪酸鹽1.0kg，正丁醇0.4kg，加入到調合釜中，加熱到55℃，保溫攪拌30分鐘，攪拌均勻后將礦物油(46mm2·s-1/40℃)67.5kg、磷酸二異辛酯三乙醇胺鹽3.0kg，2，6-二叔丁基對甲酚0.5kg，加入到調合釜中，加熱到55℃，保溫攪拌40分鐘，攪拌均勻后檢查組合物的乳化狀態(tài)，達到要求后出料。
實施例4將季戊四醇椰子油脂肪酸酯20.0kg，油酸三乙醇胺酯3.0kg，脂肪酸酰胺5.0kg，十七烯基咪唑啉丁二酸鹽2.0kg，苯并三氮唑0.6kg，N，N-雙(苯并三氮唑亞甲基)月桂胺1.0kg，正丁醇0.4kg，加入到調合釜中，加熱到55℃，保溫攪拌30分鐘，攪拌均勻后將礦物油(46mm2·s-1/40℃)64.4kg、壬基酚聚氧乙烯(4)醚磷酸酯三乙醇胺鹽3.0kg，2，6-二叔丁基對甲酚0.6kg，加入到調合釜中，加熱到55℃，保溫攪拌40分鐘，攪拌均勻后檢查組合物的乳化狀態(tài)，達到要求后出料。
實施例5將季戊四醇油酸酯19.0kg，油酸三乙醇胺鹽3.0kg，脂肪酸酰胺4.0kg，T708 2.0kg，苯并三氮唑0.6kg，苯并三氮唑脂肪酸鹽1.0kg，正己醇0.4kg，加入到調合釜中，加熱到55℃，保溫攪拌30分鐘，攪拌均勻后將礦物油(46mm2·s-1/40℃)66.2kg、磷酸三甲酚酯3.0kg，2，6-二叔丁基對甲酚0.8kg，加入到調合釜中，加熱到55℃，保溫攪拌40分鐘，攪拌均勻后檢查組合物的乳化狀態(tài)，達到要求后出料。
實施例6將季戊四醇油酸酯15.0kg，新戊二醇油酸酯12kg，十二醇與十四醇的混合醇2.0kg，油酸三乙醇胺鹽3.0kg，油酸三乙醇胺酯2.0kg，脂肪酸酰胺3.0kg，苯并三氮唑0.6kg，N，N-雙(苯并三氮唑亞甲基)月桂胺1.0kg，正辛醇0.5kg，加入到調合釜中，加熱到55℃，保溫攪拌30分鐘，攪拌均勻后將礦物油(46mm2·s-1/40℃)57.1kg，磷酸十二醇雙酯3.0kg，2，6-二叔丁基對甲酚0.8kg，加入到調合釜中，加熱到55℃，保溫攪拌40分鐘，攪拌均勻后檢查組合物的乳化狀態(tài)，達到要求后出料。
實施例7將季戊四醇油酸酯15.0kg，硬脂酸丁酯12kg，十二醇與十四醇的混合醇2.0kg，油酸三乙醇胺鹽3.0kg，油酸三乙醇胺酯2.0kg，脂肪酸酰胺3.0kg，苯并三氮唑0.6kg，苯并三氮唑脂肪酸鹽1.0kg，正辛醇0.5kg，加入到調合釜中，加熱到55℃，保溫攪拌30分鐘，攪拌均勻后將礦物油(46mm2·s-1/40℃)57.1kg，磷酸三甲酚酯3.0kg，2，6-二叔丁基對甲酚0.5kg，T531(苯基α萘胺)0.3kg加入到調合釜中，加熱到55℃，保溫攪拌40分鐘，攪拌均勻后檢查組合物的乳化狀態(tài)，達到要求后出料。
實施例8將季戊四醇油酸酯23.0kg，油酸三乙醇胺鹽3.0kg，油酸三乙醇胺酯2.0kg，脂肪酸酰胺3.0kg，苯并三氮唑0.6kg，N，N-雙(苯并三氮唑亞甲基)月桂胺1kg，正丁醇0.5kg，加入到調合釜中，加熱到55℃，保溫攪拌30分鐘，攪拌均勻后將礦物油(46mm2·s-1/40℃)63.1kg、磷酸三甲酚酯3.0kg，2，6-二叔丁基對甲酚0.5kg，T531(苯基α萘胺)0.3kg，加入到調合釜中，加熱到55℃，保溫攪拌40分鐘，攪拌均勻后檢查組合物的乳化狀態(tài)，達到要求后出料。
實施例9將硬脂酸丁酯10.0kg，季戊四醇椰子油脂肪酸酯10.0kg，十二醇與十四醇的混合醇2.0kg，油酸三乙醇胺鹽3.0kg，油酸三乙醇胺酯2.0kg，脂肪酸酰胺4.0kg，苯并三氮唑0.6kg，N，N-雙(苯并三氮唑亞甲基)月桂胺1.0kg，正丁醇0.6kg，加入到調合釜中，加熱到55℃，保溫攪拌30分鐘，攪拌均勻后將礦物油(68mm2·s-1/40℃)63.3kg、磷酸十二醇雙酯二乙醇胺鹽3.0kg，2，6-二叔丁基對甲酚0.5kg，加入到調合釜中，加熱到55℃，保溫攪拌40分鐘，攪拌均勻后檢查組合物的乳化狀態(tài)，達到要求后出料。
實施例10將新戊二醇油酸酯20.0kg，油酸三乙醇胺鹽3.0kg，脂肪酸酰胺4.0kg，N-油酰肌氨酸十八胺鹽2.0kg，苯并三氮唑0.6kg，苯并三氮唑脂肪酸鹽1.0kg，正丁醇0.6kg，加入到調合釜中，加熱到55℃，保溫攪拌30分鐘，攪拌均勻后將礦物油(46mm2·s-1/40℃)66.3kg、磷酸三甲酚酯2.0kg，2，6-二叔丁基對甲酚0.5 kg，六氫-1，3，5-三(2-羥乙基)-(均)三嗪0.05kg，甲基硅油0.03kg加入到調合釜中，加熱到55℃，保溫攪拌40分鐘，攪拌均勻后檢查組合物的乳化狀態(tài)，達到要求后出料。
實施例1-10的理化指標如表1所示。
表1實施例1-10的理化指標

疊片試驗方法用蒸餾水將待測組合物配制成5重量％的乳液。將30×30mm黃銅片用180#砂紙打磨，經石油醚、無水乙醇清洗后，將一片平放，均勻滴加1ml 5重量％待測乳液，將另一片疊放其上，置于50℃恒溫恒濕箱中24小時。取出后用藥棉蘸石油醚擦拭干凈，觀察銅片表面腐蝕情況。為便于量化，規(guī)定表面光亮如初為0級，有輕微腐蝕痕跡為1級，腐蝕痕跡較明顯為2級，表面嚴重變色為3級以上。
在實際的工業(yè)應用中實施例1和實施例2與MOBIL公司的porsol 67及1#乳液相比表現出良好的潤滑性能和冷卻性能以及優(yōu)異的防銅變色能力，實施例1和實施例2軋制過程中操作平穩(wěn)，板形易于控制，軋后板形好、表面光亮、殘留物少，軋后帶材放置較長時間不變色，后處理工序中清洗干凈，退火光亮。
權利要求
1.一種潤滑油組合物，其特征在于該組合物含有以下組分(a)40.0～80.0重量％的礦物油；(b)10.0～50.0重量％的油性劑；(c)4.0～10.0重量％的乳化劑；(d)1.0～5.0重量％防止銅變色的緩蝕劑；(e)1.0～6.0重量％的極壓抗磨劑；(f)0.1～1.0重量％的助溶劑；(g)0.1～2.0重量％抗氧劑；(h)0～0.5重量％的金屬減活劑；所述組分(a)是40℃下運動粘度為30～80mm2/s的石蠟基礦物油；組分(b)是脂肪醇和脂肪酸酯中一種或者一種以上的混合物，其中脂肪醇是C1～C30的脂肪醇，脂肪酸酯是天然動植物油脂或由C1～C30脂肪醇和C1～C54脂肪酸合成的酯；組分(c)是陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑和非離子表面活性劑中至少兩種單劑的組合；組分(e)為C4～C12的脂肪醇、烷基中碳原子數為1～12的烷基酚、烷基中碳原子數為1～12的烷基酚聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚的磷酸酯、亞磷酸酯或酸性磷酸酯胺鹽，或其混合物，其中脂肪醇聚氧乙烯醚中脂肪醇的碳原子數為8～18；組分(f)是C1～C10的脂肪醇；組分(g)是屏蔽酚型和芳胺型抗氧化劑中的一種或一種以上；組分(h)是含氮雜環(huán)化合物類金屬減活劑中的一種或一種以上。
2.根據權利要求1所述的潤滑油組合物，其特征在于組分(a)在組合物中含量是55.0～70.0重量％，組分(b)在組合物中含量是15.0～30.0重量％，組分(c)在組合物中含量是6.0～8.0重量％，組份(d)在組合物中含量是2.0～4.0重量％，組分(e)在組合物中含量是2.0～4.0重量％，組分(f)在組合物中含量是0.3～0.8重量％。
3.根據權利要求1所述的潤滑油組合物，其特征在于所述組分(b)中的脂肪醇是癸醇、十二醇、十四醇、十六醇、油醇、十八醇、二十醇或三十醇；組分(c)中的陰離子表面活性劑是脂肪酸鹽、石油磺酸鹽或磷酸酯鹽類，陽離子表面活性劑是胺鹽型或季胺鹽型，非離子表面活性劑是多元醇型。
4.根據權利要求1所述的潤滑油組合物，其特征在于所述組分(b)中的脂肪酸酯是油酸的季戊四醇酯、油酸的三羥甲基丙烷酯、椰子油脂肪酸的季戊四醇酯或棕櫚油脂肪酸的三羥甲基丙烷酯。
5.根據權利要求3所述的潤滑油組合物，其特征在于所述陽離子表面活性劑中的胺鹽型是脂肪酸鏈烷醇酰胺、脂肪酸鏈烷醇胺酯或脂肪酰胺；非離子表面活性劑是失水山梨糖醇脂肪酸酯或失水山梨糖醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚。
6.根據權利要求1所述的潤滑油組合物，其特征在于組分(d)是T703、T704、T705、T706、T708、甲基苯并三氮唑、N，N-雙(苯并三氮唑亞甲基)月桂胺、2-巰基苯并噻唑、N-油酰肌氨酸十八胺鹽、苯并三氮唑脂肪酸鹽、苯并三氮唑的衍生物和失水山梨糖醇脂肪酸酯中的一種或一種以上的混合物。
7.根據權利要求1所述的潤滑油組合物，其特征在于組分(e)是磷酸三丁酯、磷酸三甲苯酯、磷酸二異辛酯三乙醇胺鹽、十七烯基咪唑啉磷酸二異辛酯鹽、亞磷酸二正丁酯、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯胺鹽和脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯胺鹽中一種或一種以上的混合物；組分(g)是T501、T502、T511、T521和T531中一種或一種以上的混合物；組分(h)是T551和T561中一種或一種以上的混合物。
8.根據權利要求1所述的潤滑油組合物，其特征在于該組合物中還含有0～2.0重量％的殺菌劑或消泡劑。
9.權利要求1所述潤滑油組合物的應用，該組合物可用于銅及其合金板、帶、管材及棒材的軋制，其特征在于將軟化水加熱到35～40℃，在攪拌下加入一定量的該組合物配成濃度為1～15重量％的乳化液，在溫度為30～60℃下使用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種潤滑油組合物及其應用。該潤滑油組合物含有40～80重量％的礦物油、10～50重量％的油性劑、4～10重量％的乳化劑、1～5重量％防止銅變色的緩蝕劑、2～5重量％的極壓抗磨劑、0.1～1.0重量％的助溶劑、0.1～2.0重量％抗氧劑和0～0.5重量％的金屬減活劑。組合物可用于銅及其合金板、帶、管材及棒材的軋制，在使用時用軟化水配成濃度為1～15重量％的水包油型乳化液，在溫度為30～ 60℃下使用。該組合物具有良好的軋制潤滑性、冷卻性、防腐性能，特別是具有防止銅變色能力。
文檔編號C10M137/00GK1594518SQ200410010389
公開日2005年3月16日 申請日期2004年7月6日 優(yōu)先權日2004年7月6日
發(fā)明者張旭, 陳洋, 李秋芝, 吳晨潔, 陳小民 申請人:中國石油化工集團公司, 中國石化集團洛陽石油化工工程公司