專利名稱：含納米抗磨劑的熱軋油組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱軋油組合物。
背景技術(shù)：
使用熱軋油是現(xiàn)代軋鋼領(lǐng)域中的一項(xiàng)新技術(shù)，早期熱軋不用油而用水潤(rùn)滑，后來(lái)直接采用熱軋油潤(rùn)滑軋輥，其成份有礦物油，動(dòng)植物油脂和以合成脂肪酸為基礎(chǔ)的合成潤(rùn)滑油，造成的污染大。近十幾年來(lái)熱軋潤(rùn)滑性得到很大的發(fā)展，目前許多大型熱連軋機(jī)組采用水油其噴的潤(rùn)滑工藝代替純油潤(rùn)滑，在軋鋼過(guò)程中通過(guò)油水混合器將極少量的熱軋油與大量的水(99.5％以上)混合，強(qiáng)迫乳化，噴射到工作輥表面，通過(guò)軋輥的旋轉(zhuǎn)將乳化液帶入變形區(qū)，不但有效地冷卻軋輥，而且在高溫下迅速分油，在軋輥與軋材表面之間形成一層極薄的油膜，改善了變形條件，減少軋材金屬與軋輥面的摩擦，降低軋制力和軋輥的磨損，改善所產(chǎn)鋼材表面質(zhì)量，是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的一項(xiàng)新技術(shù)。
熱軋過(guò)程中軋輥的摩擦工況十分苛刻，軋輥與軋材之間相對(duì)滑動(dòng)速度可達(dá)20m/s以上，軋制壓力達(dá)100kg/cm2，初步估計(jì)，第一、二道軋輥所接觸的軋材溫度在1000℃以上，即使在第六、七道軋輥，溫度也在800℃以上，反復(fù)的加熱和冷卻以及水的氫脆作用使軋輥表面易產(chǎn)生龜裂，異常磨損，掉皮，輥面變粗糙，不但直接影響所產(chǎn)鋼材的表面質(zhì)量，而且使軋輥提前報(bào)廢。
解決這一問(wèn)題主要從改進(jìn)軋輥材料和加強(qiáng)潤(rùn)滑效果兩方面入手。一方面采用更加耐磨的材料，如工具鋼制造工作輥，提高使用壽命，另一方面是改善軋輥的潤(rùn)滑，包括改進(jìn)供油的方式和工藝條件以及發(fā)展高效的熱軋油配方。要求熱軋油具有以下特點(diǎn)形成的低濃度乳化液在高溫下潤(rùn)滑性好，能有效地減少變形區(qū)的摩擦和粘輥或腐蝕引起的軋輥磨損，但潤(rùn)滑性太好又會(huì)引起軋機(jī)打滑而導(dǎo)致咬入不良，影響生產(chǎn)；熱軋油在室溫條件下在水中易分散，在高溫下離水展著性好，易吸附在軋輥表面而起潤(rùn)滑作用；在熱的軋材表面燃燒后殘留少，不會(huì)因腐蝕而縮短供油泵的使用壽命；粘度適中，與水混合后易于噴涂；本身無(wú)毒或低毒，無(wú)臭或低臭味，燃燒物對(duì)空氣的污染少，殘留油易生物降解；熱軋油原料價(jià)格低廉，資源豐富等。
US5,437,802(1995)介紹了用潤(rùn)滑脂(鋰基脂、復(fù)合鈣基脂和脲基脂)、無(wú)機(jī)隔熱劑和固體潤(rùn)滑劑(石墨、二硫化鉬、氯化鈉、硅酸鈉等)稠化的熱軋油，配方中潤(rùn)滑脂的最高含量達(dá)90％，無(wú)機(jī)隔熱劑的含量也在10-35％范圍內(nèi)。使用粘稠的、含固體潤(rùn)滑材料或其它高灰分材料的熱軋油配方的還有JP102314939，US5,352,373，JP2004256630，EP04553565等。
以上用形形色色的材料制備的熱軋油或油膏，因過(guò)于粘稠和有大量懸浮固體的存在，一般是作為熱軋油直接使用，而不適合油水混合后噴射的工藝，因?yàn)椴捎萌榛簼?rùn)滑與采用油潤(rùn)滑有很大的不同，使用上述配方不但噴射困難，還容易堵噴嘴。使用這些配方必須使用專門的噴涂設(shè)備，不但增加熱軋工藝潤(rùn)滑的設(shè)備成本，還增加用油成本(因涂油不易，油用量也大)。含有大量的無(wú)機(jī)材料或有灰材料，在軋制過(guò)程中殘留灰分大，易引起打滑和咬入不良。有些熱軋油原料，如石油瀝青、三聚氰酸酯等在熱軋高溫下?lián)]發(fā)和分解后會(huì)產(chǎn)生有毒氣體污染空氣，不符合環(huán)保要求。大量使用無(wú)機(jī)材料，因硬度比鋼高，易在軋制過(guò)程中壓入軋材而影響產(chǎn)品的表面質(zhì)量。
另一些專利，如CN1435472(2003)介紹含二烷基二硫代磷酸修飾的納米二氧化鈦，但從本身的結(jié)構(gòu)看，不可能具有像硫、磷極壓劑那樣好的耐壓耐高溫性能。
也有一些專利采用全油溶性配方，如JP8041486(1996)介紹了加入0.05-20wt％親油的羧酸、磺酸及酸酐、部分酯、酰胺和鹽的熱軋油可抑制黑皮(氧化鐵皮)的產(chǎn)生，減少軋輥磨損，JP8143881(1996)采用加30-90wt％高堿值烷基酚改善粘著性，但是這些添加劑不可能具有很高的極壓性，而且酚的高溫分解產(chǎn)物還有毒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，提供一種與現(xiàn)有技術(shù)不同的熱軋油組合物。這種組合物由基礎(chǔ)油、含硫極壓劑、含磷抗磨劑、抗磨防滑劑和其它助劑，如抗氧、抗泡、防銹劑等組成，試驗(yàn)證明它具有良好的粘附性、油水分散性、極壓抗磨減摩性、貯存安定性和環(huán)境適應(yīng)性，無(wú)毒、可生物降解。
本發(fā)明提供的熱軋油組合物包括
(I)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油所說(shuō)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油是礦物油或酯類油。40℃粘度為5～300mm2/s，優(yōu)選10～200mm2/s。優(yōu)選至少含有一種酯類油。
礦物油可以是由石蠟基原油和環(huán)烷基原油生產(chǎn)的礦物潤(rùn)滑油，如150SN，500SN，650SN，120BS，150BS等。
酯類油選自合成酯、動(dòng)植物油、熱聚不飽和植物油和蓖麻油環(huán)氧乙烷縮合物中的一種或二種以上的混合物。
其中合成酯可以是C8～C12醇的二元酸酯，如二異辛基癸二酸酯、二癸基己二酸酯；以及C8～C24脂肪酸的多元醇酯，如三羥甲基丙烷酯和季戊四醇酯，可以是單酯、雙酯、三酯或全酯，如三羥甲基丙烷三辛酯，季戊四醇二油酸酯、季戊四醇植物油脂肪酸酯等；還包括二元酸和二元醇(或多元醇)酯化形成的復(fù)酯。
熱聚不飽和植物油(如豆油、菜籽油、棉籽油等)由加熱聚合制備。制備方法參見(jiàn)《軋制工藝潤(rùn)滑》(李小玉等，冶金工藝出版社，1981)。
蓖麻油環(huán)氧乙烷縮合物可以是蓖麻油聚氧乙烯(5～90)醚，優(yōu)選是蓖麻油聚氧乙烯(5～40)醚。蓖麻油環(huán)氧乙烷縮合物是以蓖麻油為原料，在堿催化劑存在下與環(huán)氧乙烷縮聚后，經(jīng)酸中和，雙氧水漂白而制得。該方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。
(II)含硫極壓劑含硫極壓劑選自烷基多硫化物、硫化礦油、硫代多元醇酯等。烷基多硫化物如二烷基五硫化物、雙壬基三硫化物、叔十二烷基三硫化物、正十二烷基四硫化物、二壬基二硫化物，二月桂基四硫化物，叔十二烷基五硫化物等。硫化礦油如含硫20～40重％的硫化礦油等。硫代多元醇酯如黃原酸乙二醇酯、硫化牛腳油，硫化豬油，硫化豆油，硫化葵花籽油，硫化棉籽油等。優(yōu)選硫化豬油、二烷基五硫化物、雙壬基三硫化物、叔十二烷基三硫化物、正十二烷基四硫化物等?？梢允且环N或幾種的混合物。熱軋油組合物中含硫極壓劑的含量為0.1～15重％，優(yōu)選0.2～10重％。
(III)含磷抗磨劑含磷抗磨劑選自磷酸酯、膦酸酯、亞磷酸酯、酸性磷酸酯胺鹽、亞磷酸酯胺鹽、磷酰胺酯、二烷基二硫代磷酸鹽、二巰基噻二唑二硫代磷酸酯和酸性磷酸酯咪唑啉鹽等。
磷酸酯優(yōu)選三甲酚磷酸酯、二-2-乙基己基磷酸酯、二月桂基磷酸酯、正十六烷基磷酸酯、二正十八烷基磷酸酯、硫代磷酸苯酯、O，O’-二乙基二十烷酮基磷酸酯(式1)、二月桂基二聚氧丙烯磷酸酯(式2)等。
膦酸酯可以是烷基膦酸酯、芳基磷酸酯，優(yōu)選雙十二烷基膦酸酯、O，O’-二正丁基十二烷基膦酸酯、O，O’-二異丙基芐基膦酸酯(式3)、O，O’-二(鄰)硝基苯基膦酸酯(式4)等。
亞磷酸酯如二正辛基亞磷酸酯或二-(2-乙基己基)亞磷酸酯等。酸性磷酸酯胺鹽和亞磷酸酯的胺鹽如式(5)和(6)所示，可以是伯胺鹽、仲胺鹽、叔胺鹽、雙胺鹽及醚胺鹽，優(yōu)選二正丁基亞磷酸酯十八胺鹽、二-(2-乙基己基)亞磷酸酯環(huán)己胺鹽、二乙基亞磷酸酯牛脂胺鹽、二辛基磷酸酯-N-牛脂基-1，3-丙烯二胺鹽、二異丙基磷酸酯-N-油基-1，3-丙烯基二胺鹽、二己基磷酸酯甲基苯三唑油胺鹽、正己基亞磷酸酯三丙胺鹽、二辛基磷酸酯-五聚乙醚丙胺鹽(式7)。
磷酰胺酯，包括不含硫的磷酰胺酯和單硫代磷酰單胺酯(式8)、雙硫代磷酰單胺酯(式9)，以及單硫代磷酰雙胺酯(式10)。也包括單胺和雙胺的磷酰單胺酯和磷酰雙胺酯。優(yōu)選N-十二烷基-二正己基磷酰胺酯，N，N-二烯丙基-二正丁基磷酰胺酯(式11)，二(對(duì))丁苯基硫代磷酰胺酯(式12)，O-辛基-N-異丙基-N’對(duì)甲氧基苯基硫脲基硫代磷酰二胺酯(式13)，O，O’-二(2-乙基己基)-N，N-二正丁基-二硫代磷酰胺酯(式14)等。
式中R1和R2為C8-C12的烷基、烷芳基和胺基，R3和R4可以是H或C1-C8的烷基。
式中R1和R2為C8-C12的烷基、烷芳基和胺基，R3為 等，R4-R8為H或C1-C8的烷基。
式中R1和R2＝C3-C12的烷基、烷芳基和胺基， R5＝H，-CH3，-OCH3。

二烷基二硫代磷酸鹽可以是鋅鹽或鉬鹽。如二正丁基二硫代磷酸鋅，二正辛基二硫代磷酸鋅，O-丁基，O’-辛基二硫代磷酸鋅，二辛基二硫代磷酸氧鉬等。
二巰基噻二唑二硫代磷酸酯(式15)可以是2，5-(O，O’雙二異辛基二硫代磷酸基)-1，3，4-噻二唑，2，5-(O，O’雙二正丁基二硫代磷酸基)-1，3，4-噻二唑等。
酸性磷酸酯咪唑啉鹽可以是O，O’-雙十二烷基磷酸酯-1-(三胺乙基)-2-十七烯基咪唑啉鹽(式16)。
含磷抗磨劑可以是以上幾類中的一種，也可以是幾種的混合物，熱軋油組合物中含磷抗磨劑的含量為0.05～12重％，優(yōu)選0.1～6重％。
(IV)納米抗磨劑所述納米抗磨劑按照以下方法制備1)將含有水溶性鋯鹽、鋁鹽或硼酸的酸性溶液與潤(rùn)滑油分散劑、乳化劑、載體油混合，加熱至30～120℃，滴加助分散劑至微乳液澄清透明，得到酸性微乳液。
以酸性溶液的重量為1份計(jì)，載體油的用量為5～40份，優(yōu)選20～30份；潤(rùn)滑油分散劑的用量為0.5～6份，優(yōu)選2～4份；乳化劑的用量為0.5～6份，優(yōu)選2～4份。
2)將堿液與潤(rùn)滑油分散劑、乳化劑和載體油混合，攪拌均勻，加熱至30～120℃，滴加助分散劑至微乳液澄清透明，得到堿性微乳液。
以堿液的重量為1份計(jì)，載體油的用量為5～40份，優(yōu)選20～30份；潤(rùn)滑油分散劑的用量為0.5～6份，優(yōu)選2～4份；乳化劑的用量為0.～6份，優(yōu)選2～4份。
3)將上述兩種微乳液等當(dāng)量混合，或在酸性微乳液中滴入堿液，或在堿性微乳液中滴入酸，在25℃～100℃下以100～2000轉(zhuǎn)/分的速率攪拌，得到最后產(chǎn)品。
滴加堿液或酸的速率可以為10～60滴/分，優(yōu)選20～40滴/分。攪拌速率可以為100～2000轉(zhuǎn)/分，優(yōu)選300～1500轉(zhuǎn)/分，加熱溫度可以25℃～100℃，優(yōu)選55～80℃，攪拌時(shí)間可以為0.5～8小時(shí)，優(yōu)選1～4小時(shí)。
所說(shuō)酸性溶液優(yōu)選四氯化鋯、三氯化鋯、三氯化鋁、硝酸鋁或硼酸的溶液。溶液的濃度為5～20重％，優(yōu)選8～15重％。
所說(shuō)的堿可以是有機(jī)堿或無(wú)機(jī)堿，有機(jī)堿是C2～C16烷基胺或多烯多胺，或它們的混合物，烷基胺可以是伯胺、仲胺或叔胺，如乙基胺、二正丁基胺、正己基胺、正十二烷基胺等；多烯多胺可以是二乙烯三胺，三乙烯四胺、四乙烯五胺等；無(wú)機(jī)堿可以是氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、硅酸鈉、氨氣等。無(wú)機(jī)堿的濃度可以為1～30重％，優(yōu)選8～25％的水溶液；有機(jī)堿為液態(tài)，可直接使用。
所說(shuō)潤(rùn)滑油分散劑為烯基丁二酰亞胺、石油磺酸鈉、石油磺酸鈣等或它們的混合物。
所說(shuō)助分散劑為C1～C12的脂肪醇，如正戊醇、正己醇、正十二醇等或它們的混合物。
所說(shuō)乳化劑為失水山梨醇單硬脂酸酯(即司本-60)、山梨糖醇酐單油酸酯(即司本-80)、聚氧乙烯山梨醇酐單月桂酸酯(即吐溫-20)、聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯(即吐溫-80)等或它們的混合物。
所說(shuō)載體油為礦物油、合成潤(rùn)滑油、植物油或它們的混合物，40℃粘度為5～50mm2/s，優(yōu)選20～40mm2/s。合成潤(rùn)滑油為合成酯、聚醚、合成烴或它們的混合物。植物油為菜籽油、花生油、棉籽油等或它們的混合物。
按照上述方法制備的納米抗磨劑中，包含粒徑為1～100nm的不溶性金屬鹽的納米微粒。該添加劑在熱軋基礎(chǔ)油中有良好的分散性及穩(wěn)定性，并使熱軋油有較好的抗磨性和防滑性。
所述納米抗磨劑，在熱軋油組合物中的含量為1～40重量％，優(yōu)選2～30重量％。
本發(fā)明提供的熱軋油組合物具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)帶有油溶性基團(tuán)、分散劑和助溶劑，各種添加劑在油中分散性好。
(2)含有油溶性硫磷復(fù)合添加劑，潤(rùn)滑性好。
(3)含粒徑為1～100nm的納米抗磨劑，不但有抗磨作用，能降低軋輥的磨損，還有調(diào)節(jié)摩擦系數(shù)的作用，能提高邊界潤(rùn)滑成分很少的緩和工況的摩擦系數(shù)，而降低邊界潤(rùn)滑或邊界潤(rùn)滑成分很大的苛刻工況的摩擦系數(shù)，既防止熱軋時(shí)咬入不良，打滑，又有效地降低了軋制力。
(4)屬于灰分很低的熱軋油組合物，不會(huì)因灰分問(wèn)題對(duì)軋制性能產(chǎn)生不利影響。
(5)無(wú)毒，可生物降解，對(duì)環(huán)保有利。


圖1是對(duì)比例3和實(shí)例10制備的熱軋油組合物在不同滾滑比下摩擦性能的比較。
圖2是對(duì)比例4和實(shí)例11制備的熱軋油組合物的銷盤磨損試驗(yàn)結(jié)果。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1～7說(shuō)明納米抗磨劑的制備實(shí)例1將2ml 13.2％的四氯化鋯水溶液與1.5g司本-80、1g吐溫-20、2g烯基丁二酰亞胺、25g礦物油(40℃粘度22mm2/s)混合，常壓下加熱攪拌均勻，攪拌下滴加正戊醇至微乳液澄清透明，加熱溫度68℃；再將1ml 9％的氫氧化鈉水溶液加入到1.5g司本-80、1g吐溫-20、1.8g烯基丁二酰亞胺、25g礦物油(40℃粘度22mm2/s)的混合物中，常壓下加熱攪拌均勻，攪拌下滴加正戊醇至微乳液澄清透明，加熱溫度為89℃；再將兩種微乳液混合，常壓下加熱攪拌2.5小時(shí)，攪拌速率為360轉(zhuǎn)/分，加熱溫度55℃，得澄清透明產(chǎn)品，即為納米抗磨劑A。
實(shí)例2將2ml 9.8％的三氯化鋁水溶液加入到3g司本-80、2g吐溫-80、1.6g石油磺酸鈉25g礦物油(40℃粘度35.46mm2/s)的混合物中，常壓下加熱攪拌均勻，攪拌下滴加正己醇至微乳液澄清透明，加熱溫度為50℃；再將1ml12.5％的硅酸鈉水溶液與3g司本-80、2g吐溫-80、1.6g石油磺酸鈉、25g礦物油(40℃粘度35.46mm2/s)混合，常壓下加熱攪拌均勻，攪拌下滴加正己醇至微乳液澄清透明，加熱溫度為77℃；再將兩種微乳液混合，常壓下加熱攪拌1.5小時(shí)，攪拌速率為500轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為73℃，得澄清透明產(chǎn)品，即為納米抗磨劑B。
實(shí)例3將2ml 11.6％的硼酸水溶液加入到2g司本-60、3g吐溫-20、2g石油磺酸鈣、25g礦物油(40℃粘度40mm2/s)的混合物中，常壓下加熱攪拌均勻，攪拌下滴加正己醇至微乳液澄清透明，加熱溫度為42℃；再將1ml 8.9％的氫氧化鋰水溶液加入到3g司本-60、2g吐溫-20、2g石油磺酸鈣、25g礦物油(40℃粘度40mm2/s)的混合物中，常壓下加熱攪拌均勻，攪拌下滴加正己醇至微乳液澄清透明，加熱溫度為83℃；再將兩種微乳液混合，常壓下加熱攪拌3小時(shí)，攪拌速率為1050轉(zhuǎn)/分，加熱溫度66℃，得澄清透明產(chǎn)品，即為納米抗磨劑C。
實(shí)例4將2ml 10.9％的四氯化鋯水溶液加入到1.8g司本-60、2.6g吐溫-80、3g烯基丁二酰亞胺、25g菜籽油(40℃粘度20.6mm2/s)的混合物中，常壓下加熱攪拌均勻，攪拌下滴加正戊醇至微乳液澄清透明，加熱溫度為48℃；再將1ml24％的氨水以60滴/分的速率滴加入上述微乳液中，常壓下加熱攪拌3.5小時(shí)，攪拌速率為400轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為69℃，得澄清透明產(chǎn)品，即為納米抗磨劑D。
實(shí)例5將1ml8.8％的氫氧化鉀水溶液加入到2.1g司本-80、2.8g吐溫-20、2.6g烯基丁二酰亞胺、25g合成烴(40℃粘度35.6mm2/s)的混合物中，常壓下加熱攪拌均勻，攪拌下滴加正戊醇至微乳液澄清透明，加熱溫度為50℃；再將2ml11.3％的四氯化鋯水溶液以30滴/分的速率滴加入上述微乳液中，常壓下加熱攪拌2.5小時(shí)，攪拌速率為1300轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為65℃，得澄清透明產(chǎn)品，即為納米抗磨劑E。
實(shí)例6將3ml12.1％的四氯化鋯水溶液加入到2.8g司本-60、3.6g吐溫-20、1.5g石油磺酸鈉、25g棉籽油(40℃粘度22.8mm2/s)的混合物中，常壓下加熱攪拌均勻，攪拌下滴加正十二醇至微乳液澄清透明，加熱溫度為48℃；再將1ml二正丁基胺加入到3g司本-60、2g吐溫-20、1.5g石油磺酸鈉、25g棉籽油(40℃粘度22.8mm2/s)的混合物中，常壓下加熱攪拌均勻；再將兩種液體混合，加熱攪拌3.5小時(shí)，攪拌速率為600轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為75℃，得澄清透明產(chǎn)品，即為納米抗磨劑F。
實(shí)例7將2ml10.1％的四氯化鋯水溶液加入到6.0g司本-80、4.0g吐溫-80、4g石油磺酸鈉、50g聚醚(40℃粘度30mm2/s)的混合物中，常壓下加熱攪拌均勻，攪拌下滴加正己醇至微乳液澄清透明，加熱溫度為68℃；將100ml氨氣通入該微乳液中，加熱攪拌1.5小時(shí)，攪拌速率為1500轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為35℃，得澄清透明產(chǎn)品，即為納米抗磨劑G。
實(shí)施例8～10說(shuō)明本發(fā)明提供的熱軋油組合物的組成。
對(duì)比例1制備熱軋油組合物“HRO-A”100克作為參比油，其中包括基礎(chǔ)油99.7克(150SN礦物油99克，三羥甲基丙烷酯0.7克)，硫化葵花子油0.2克，亞磷酸二正辛酯0.1克。
實(shí)例8制備“HRO-1”和“HRO-2”兩種熱軋油組合物，其中“HRO-1”包括“HRO-A”70克和實(shí)施例1制備的納米抗磨劑A 30克，而“HRO-2”包括“HRO-A”70克和實(shí)施例2制備的納米抗磨劑B 30克。15小時(shí)一銷三柱磨損試驗(yàn)表明，熱軋油組合物“HRO-1”和“HRO-2”的抗磨性優(yōu)于“HRO-A”(表1)。
表1熱軋油一銷三柱磨損試驗(yàn)結(jié)果

對(duì)比例2“HRO-B”為我國(guó)某熱軋生產(chǎn)線用的進(jìn)口熱軋油，作為對(duì)比例。
實(shí)例9制備熱軋油組合物“HRO-3”100千克，其中包括基礎(chǔ)油86千克(150SN礦物油30千克+150BS礦物油30千克+季戊四醇酯10千克+蓖麻油聚氧乙烯醚16千克)，硫化礦油6千克，硫化棉子油2千克，磷酸三甲酚酯1.5千克，二正丁基二硫代磷酸鋅750克，二異辛基磷酸酯十八胺鹽600克，十二烷基磷酸十七烯基咪唑磷鹽100克，O，O’-二異辛基-N，N’-二正丁基二硫代磷酰胺酯250克，十二烷基膦酸酯500克，二烷基二硫代磷酸基巰基噻二唑300克，以及納米抗磨劑B 2千克。將HRO-3熱軋油與進(jìn)口對(duì)比熱軋油HRO-B在Φ500四輥可逆式實(shí)驗(yàn)軋機(jī)上進(jìn)行軋制試驗(yàn)。從表2、表3和表4中可以看出，根據(jù)各道壓下率不同，HRO-3可降低軋制力5-20％左右，節(jié)能效果明顯，壓下率在10-30％，軋制力降低5-11％，與進(jìn)口油HRO-B在降低軋制力方面效果不相上下。
表2軋制500×350×16.5mm坯料結(jié)果(開(kāi)軋溫度1000℃)

表3軋制440×330×31mm坯料結(jié)果(開(kāi)軋溫度1100℃) 表4不同壓下率的潤(rùn)滑效果 對(duì)比例3制備熱軋油組合物“HRO-C”100克作為參比油，其中包括基礎(chǔ)油98.5克150SN礦油95克+棕櫚油3.5克)，硫化礦物油0.5克，烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯0.4克，叔丁基苯基磷酸酯0.2克，二異辛基磷酸酯十八胺鹽0.2克，O，O’-二異辛基-N，N’-二正丁基二硫代磷酰胺酯0.1克，二烷基二硫代磷酸基巰基噻二唑0.1克。
實(shí)施例10制備熱軋油組合物“HRO-4”100克，其中包括“HRO-C”80克以及納米抗磨劑E 20克，將HRO-4熱軋油與對(duì)比油HRO-C在MTM試驗(yàn)機(jī)上測(cè)定摩擦系HRO-4的摩擦系數(shù)高于HRO-C，而在高滑滾比下(30-90％)，HRO-4的摩擦系數(shù)又低于HRO-C；滑滾比增加，混合潤(rùn)滑中的邊界潤(rùn)滑成分也隨之增加，也就是潤(rùn)滑工況變苛刻。說(shuō)明加入納米抗磨劑E后，可增加緩和熱軋工況下的摩擦系數(shù)而降低在苛刻熱軋工況下的摩擦系數(shù)，既可防止打滑和降低軋制力。
對(duì)比例4制備熱軋油組合物“HRO-D”500克作為參比油，其中包括基礎(chǔ)油495克(150SN油73.5克+季戊四醇酯416.6克+聚合棉子油4.9克)，硫化豬油2.5克，叔丁基苯基磷酸酯2.5克。
實(shí)施例11制備熱軋油組合物“HRO-5”500克，其中包括“HRO-D”485克，以及按實(shí)施例3方法制備的納米抗磨劑C 15克，在連續(xù)加載銷盤試驗(yàn)機(jī)上對(duì)“HRO-5”熱軋油和“HRO-D”參比油進(jìn)行440N～2200N連續(xù)加載磨損試驗(yàn)，用試驗(yàn)后銷和盤的總失重評(píng)價(jià)油的抗磨性。從圖2中可以清楚看出，“HRO-5”的抗磨性明顯優(yōu)于參比油“HRO-D”。
權(quán)利要求
1.一種熱軋油組合物，以組合物總重為基準(zhǔn)，包括(I)大量的40℃粘度為5～300mm2/s的潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油；(II)含量為0.1～15重％的選自烷基多硫化物、硫化礦油、硫代多元醇酯中一種或多種的含硫極壓劑；(III)含量為0.05～12重％的選自磷酸酯、膦酸酯、亞磷酸酯、酸性磷酸酯胺鹽、亞磷酸酯胺鹽、磷酰胺酯、二烷基二硫代磷酸鹽、二巰基噻二唑二硫代磷酸酯和酸性磷酸酯咪唑啉鹽中一種或多種的含磷抗磨劑；(IV)含量為1～40重％的按照以下方法制備的納米抗磨劑1)將含有水溶性鋯鹽、鋁鹽或硼酸的酸性溶液與潤(rùn)滑油分散劑、乳化劑、載體油混合，加熱至30～120℃，滴加助分散劑至微乳液澄清透明，得到酸性微乳液；2)將堿液與分散劑、乳化劑和載體油混合，攪拌均勻，加熱至30～120℃，滴加助分散劑至微乳液澄清透明，得到堿性微乳液；3)將上述兩種微乳液等當(dāng)量混合，或在酸性微乳液中滴入堿液，或在堿性微乳液中滴入酸，在25℃～100℃下以100～2000轉(zhuǎn)/分的速率攪拌，即得納米抗磨劑。
2.按照權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油為礦物油或酯類油。
3.按照權(quán)利要求2所述的組合物，其特征在于，礦物油是由石蠟基原油或環(huán)烷基原油生產(chǎn)的礦物潤(rùn)滑油，酯類油選自合成酯、動(dòng)植物油、熱聚不飽和植物油和蓖麻油環(huán)氧乙烷縮合物中的一種或二種以上的混合物，基礎(chǔ)油中至少含有一種酯類油。
4.按照權(quán)利要求3所述的組合物，其特征在于，合成酯是C8～C12醇的二元酸酯或C8～C24脂肪酸的多元醇酯。
5.按照權(quán)利要求3所述的組合物，其特征在于，合成酯是二異辛基癸二酸酯、二癸基己二酸酯、三羥甲基丙烷三辛酯、季戊四醇植物油脂肪酸酯。
6.按照權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，烷基多硫化物是二烷基五硫化物、雙壬基三硫化物、叔十二烷基三硫化物、正十二烷基四硫化物、二壬基二硫化物、二月桂基四硫化物或叔十二烷基五硫化物。
7.按照權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，硫化礦油是含硫20～40重％的硫化礦油。
8.按照權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，硫代多元醇酯是黃原酸乙二醇酯、硫化牛腳油、硫化豬油、硫化豆油、硫化葵花籽油或硫化棉籽油。
9.按照權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，熱軋油組合物中含硫極壓劑的含量0.2～10重％。
10.按照權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，磷酸酯是三甲酚磷酸酯、二-2-乙基己基磷酸酯、二月桂基磷酸酯、正十六烷基磷酸酯、二正十八烷基磷酸酯、硫代磷酸苯酯、O，O-二乙基二十烷酮基磷酸酯或二月桂基二聚氧丙烯磷酸酯。
11.按照權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，膦酸酯是雙十二烷基膦酸酯、O，O’-二正丁基十二烷基膦酸酯、O，O’-二異丙基芐基膦酸酯或O，O’-二(鄰)硝基苯基膦酸酯。
12.按照權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，亞磷酸酯是二正辛基亞磷酸酯或二-(2-乙基己基)亞磷酸酯；酸性磷酸酯的胺鹽和亞磷酸酯的胺鹽是二正丁基亞磷酸酯十八胺鹽、二-(2-乙基己基)亞磷酸酯環(huán)己胺鹽、二乙基亞磷酸酯牛脂胺鹽、二辛基磷酸酯-N-牛脂基-1，3-丙烯二胺鹽、二異丙基磷酸酯-N-油基-1，3-丙烯基二胺鹽、二己基磷酸酯甲基苯三唑油胺鹽、正己基亞磷酸酯三丙胺鹽或二辛基磷酸酯-五聚乙醚丙胺鹽。
13.按照權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，磷酰胺酯選自不含硫的磷酰胺酯、單硫代磷酰單胺酯、雙硫代磷酰單胺酯、單硫代磷酰雙胺酯以及單胺和雙胺的磷酰單胺酯和磷酰雙胺酯中的一種或多種。
14.按照權(quán)利要求13所述的組合物，其特征在于，磷酰胺酯是N-十二烷基-二正己基磷酰胺酯、N，N-二烯丙基-二正丁基磷酰胺酯、二(對(duì))丁苯基硫代磷酰胺酯、O-辛基-N-異丙基-N’對(duì)甲氧基苯基硫脲基硫代磷酰二胺酯或O，O’-二(2-乙基己基)-N，N-二正丁基-二硫代磷酰胺酯。
15.按照權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，二烷基二硫代磷酸鹽是鋅鹽或鉬鹽。
16.按照權(quán)利要求15所述的組合物，其特征在于，二烷基二硫代磷酸鹽是二正丁基二硫代磷酸鋅、二正辛基二硫代磷酸鋅、O-丁基，O’-辛基二硫代磷酸鋅或二辛基二硫代磷酸氧鉬。
17.按照權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，二巰基噻二唑二硫代磷酸酯是2，5-(O，O’雙二異辛基二硫代磷酸基)-1，3，4-噻二唑或2，5-(O，O‘雙二正丁基二硫代磷酸基)-1，3，4-噻二唑。
18.按照權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，酸性磷酸酯咪唑啉鹽是O，O’-雙十二烷基磷酸酯-1-(三胺乙基)-2-十七烯基咪唑啉鹽。
19.按照權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，熱軋油組合物中含磷抗磨劑的含量為0.1～6重％。
20.按照權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述納米抗磨劑的制備步驟1)和2)中，以酸性溶液或堿液的重量為1份計(jì)，載體油的用量為5～40份，潤(rùn)滑油分散劑的用量為0.5～6份，乳化劑的用量為0.5～6份；制備步驟3)中滴加堿液或酸的速率為10～60滴/分。
21.按照權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所說(shuō)酸性溶液是四氯化鋯、三氯化鋯、三氯化鋁、硝酸鋁或硼酸的溶液，溶液的濃度為5～20重％。
22.按照權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所說(shuō)的堿為C2～C16烷基胺或多烯多胺，或氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、硅酸鈉、氨氣。
23.按照權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所說(shuō)潤(rùn)滑油分散劑為烯基丁二酰亞胺、石油磺酸鈉、石油磺酸鈣或它們的混合物。
24.按照權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所說(shuō)助分散劑為C1～C12的脂肪醇。
25.按照權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所說(shuō)乳化劑為山梨糖醇單硬脂酸酯、山梨糖醇酐單油酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐單月桂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯或它們的混合物。
26.按照權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所說(shuō)載體油為礦物油、合成潤(rùn)滑油、植物油或它們的混合物，40℃粘度為5～50mm2/s，
27.按照權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述納米抗磨劑在熱軋油組合物中的含量為2～30重量％。
全文摘要
一種熱軋油組合物，以組合物總重為基準(zhǔn)，包括(I)大量的40℃粘度為5～300mm
文檔編號(hào)C10N40/20GK1923987SQ20051009379
公開(kāi)日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2005年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月31日
發(fā)明者韋淡平, 范靜蕓, 蘭曉艷 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院