本發(fā)明涉及一種免維護(hù)的含聚合陽離子金屬軋制液及制備方法。
背景技術(shù)：
近年來隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，冷軋市場(chǎng)上對(duì)于汽車用高強(qiáng)度鋼板(hss)以及生產(chǎn)馬口鐵極薄基板(厚度小于0.2mm)的需求量急劇增加。高強(qiáng)鋼板和馬口鐵極薄板的軋制，對(duì)軋制液的潤(rùn)滑性能以及清潔性能提出了極高的要求。
目前為滿足高強(qiáng)度鋼板和馬口鐵極薄板材的軋制，主流的軋制液技術(shù)產(chǎn)品傾向于向離散型純陽離子類型發(fā)展，所謂的離散型純陽離子軋制液是指在軋制液配方中引入了具有陽離子屬性的單體表面活性劑，例如：甜菜堿型表面活性劑、不同碳鏈的季銨鹽、椰子油胺聚氧乙烯醚等中的一種或幾種；該類軋制液具有以下優(yōu)點(diǎn)：
優(yōu)越的潤(rùn)滑性：通過超低軋制乳化液穩(wěn)定性來實(shí)現(xiàn)，穩(wěn)定性<10％；
優(yōu)越的清潔性：能同時(shí)保證較高的軋機(jī)清潔性和軋后鋼板的清潔性；
低油耗性：優(yōu)越的潤(rùn)滑性使軋制液使用濃度降低；同時(shí)具有優(yōu)越的鐵粉分散性，使磁過濾分離器運(yùn)行過程中移除鐵粉時(shí)損耗的軋制液大大降低。
雖然離散型純陽離子帶鋼板軋制液具有以上優(yōu)勢(shì)，但其弊端是在軋機(jī)長(zhǎng)期使用過程中其性能穩(wěn)定性很差，究其原因是由于具有陽離子屬性的單體表面活性劑非常容易和游離脂肪酸進(jìn)行反應(yīng)而引起的產(chǎn)品老化，從而導(dǎo)致產(chǎn)品使用1-2個(gè)月后，離散型純陽離子帶鋼板軋制液的清潔性能大大降低，油濃度反饋能力顯著降低，同時(shí)其油耗也明顯升高。為保持離散型純陽離子帶鋼軋制液的優(yōu)越性能，通常需要在軋機(jī)現(xiàn)場(chǎng)投加添加劑來勉強(qiáng)維持其性能，后期維護(hù)繁瑣且成本不低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種免維護(hù)的含聚合陽離子金屬軋制液及其制備方法，其在保持了傳統(tǒng)陽離子金屬軋制液高潤(rùn)滑性，高清潔性以及低油耗的特點(diǎn)外，還克服了傳統(tǒng)陽離子金屬軋制液在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中易老化的問題。
實(shí)現(xiàn)上述目的的一種技術(shù)方案是：一種免維護(hù)的含聚合陽離子金屬軋制液，按照重量份數(shù)包括：基礎(chǔ)油80～90重量份，極壓劑1.0～5.0重量份，抗氧劑0.5～1.0重量份，乳化劑0.5～2.0重量份，聚合陽離子表面活性劑0.5～1.5重量份；其中，聚合陽離子表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)式為：
其中m為10-25，n為5-18。
進(jìn)一步的，所述免維護(hù)的含聚合陽離子金屬軋制液中還包括防銹劑1.0～2.0重量份。
再進(jìn)一步的，所述防銹劑選用咪唑啉類防銹劑、脂肪酸三乙醇胺皂類防銹劑中的至少一種。
進(jìn)一步的，所述基礎(chǔ)油選用三羥甲基丙烷油酸酯、三羥甲基丙烷椰子酸酯、季戊四醇油酸酯、天然棕櫚油、精煉椰子油中的一種，或幾種的均相組合物。
進(jìn)一步的，所述抗氧劑選用2，6-二異丁基對(duì)甲苯酚。
進(jìn)一步的，所述極壓劑選用硫化烯烴、硫化動(dòng)物油脂、硫化植物油脂、zddp、磷酸酯中的一種，或幾種的組合物。
進(jìn)一步的，所述乳化劑選用c12-18脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚非離子表面活性劑的一種，或幾種的組合物。
進(jìn)一步的，c12～c18脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚中環(huán)氧乙烷數(shù)均為4-8。
進(jìn)一步的，所述聚合陽離子表面活性劑的重均聚合度為5000～20000。
本發(fā)明提供的另外一種技術(shù)方案是：一種含有聚合陽離子的免維護(hù)金屬軋制液的制備方法，其具體步驟為：
步驟a：將基礎(chǔ)油升溫至80～92℃；
步驟b：將固體狀的抗氧劑加入到所述基礎(chǔ)油中，攪拌所述基礎(chǔ)油至固體狀的抗氧劑完全溶解于所述基礎(chǔ)油中，將所述基礎(chǔ)油降溫至50～62℃；
步驟c：將極壓劑、防銹劑、乳化劑以及聚合陽離子表面活性劑依次加入所述基礎(chǔ)油中，攪拌均勻即得到免維護(hù)的含聚合陽離子金屬軋制液，其中，聚合陽離子表面活性劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：
其中m為10-25，n為5-18。
采用了本發(fā)明的一種免維護(hù)的含聚合陽離子金屬軋制液的技術(shù)方案，按照重量份數(shù)包括：基礎(chǔ)油80～90重量份，極壓劑1.0～5.0重量份，抗氧劑0.5～1.0重量份，乳化劑0.5～2.0重量份，聚合陽離子表面活性劑0.5～1.5重量份；其中，聚合陽離子表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)式為：
其中m為10-25，n為5-18。其技術(shù)效果是：其在保持了傳統(tǒng)陽離子金屬軋制液高潤(rùn)滑性，高清潔性以及低油耗的特點(diǎn)外，還克服了傳統(tǒng)陽離子金屬軋制液在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中易老化的問題。
采用了本發(fā)明的一種免維護(hù)的含聚合陽離子金屬軋制液的制備方法的技術(shù)方案，其具體步驟為：步驟a：將基礎(chǔ)油升溫至80～92℃；步驟b：將固體狀的抗氧劑加入到所述基礎(chǔ)油中，攪拌所述基礎(chǔ)油至固體狀的抗氧劑完全溶解于所述基礎(chǔ)油中，將所述基礎(chǔ)油降溫至50～62℃；步驟c：將極壓劑、防銹劑、乳化劑以及聚合陽離子表面活性劑依次加入所述基礎(chǔ)油中，攪拌均勻即得到免維護(hù)的含聚合陽離子金屬軋制液，其中，聚合陽離子表面活性劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：
其中m為10-25，n為5-18。其也能解決上述技術(shù)問題。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的發(fā)明人為了能更好地對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行理解，下面通過具體的實(shí)施例，進(jìn)行詳細(xì)地說明：
本發(fā)明的一種免維護(hù)的含聚合陽離子金屬軋制液，旨在降低采用陽離子單體表面活性劑的金屬軋制液由于陽離子單體表面活性劑的老化所引起的性能不穩(wěn)定，將經(jīng)過疏水改性的聚合陽離子表面活性劑，聚合陽離子表面活性劑為改性陽離子聚丙烯酰胺，又稱為苯乙烯-block-(丙烯酰胺-alter-二甲氨基甲基丙烯酰胺)共聚物加入入到金屬軋制液中，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的陽離子單體表面活性劑，聚合陽離子表面活性劑與游離脂肪酸的反應(yīng)活性低于陽離子單體表面活性劑與游離脂肪酸的反應(yīng)活性，因此本發(fā)明的一種免維護(hù)的含聚合陽離子金屬軋制液的長(zhǎng)期穩(wěn)定性高于采用陽離子單體表面活性劑的金屬軋制液，實(shí)現(xiàn)了金屬軋制液的免維護(hù)。
本發(fā)明的一種免維護(hù)的含聚合陽離子金屬軋制液，按照重量份數(shù)包括：基礎(chǔ)油80～90重量份；抗氧劑0.5～1.0重量份；極壓劑1.0～5.0重量份；防銹劑1.0～2.0重量份；乳化劑0.5～2.0重量份；聚合陽離子表面活性劑0.5～1.5重量份；
所述基礎(chǔ)油選用三羥甲基丙烷油酸酯、三羥甲基丙烷椰子酸酯、季戊四醇油酸酯、天然棕櫚油、精煉椰子油中的一種，或幾種的均相組合物。
所述抗氧劑選用2，6-二異丁基對(duì)甲苯酚。
所述極壓劑選用硫化烯烴、硫化動(dòng)物油脂、硫化植物油脂、zddp、磷酸酯中的一種，或幾種的組合物。
所述防銹劑選用咪唑啉類、脂肪酸三乙醇胺皂類中的至少一種。
所述乳化劑選用c12-18脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚非離子表面活性劑的一種，或幾種的組合物，其中脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚中環(huán)氧乙烷數(shù)均為4-8。
所述聚合陽離子表面活性劑選用經(jīng)疏水改性陽離子聚丙烯酰胺，即苯苯乙烯-block-(丙烯酰胺-alter-二甲氨基甲基丙烯酰胺)，其具體化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：
其中m為10-25，n為5-18。其中均分子量為5000～20000。
聚合陽離子表面活性劑降低了聚合陽離子表面活性劑在基礎(chǔ)油中的擴(kuò)散系數(shù)，可顯著降低聚合陽離子表面活性劑與游離脂肪酸的反應(yīng)活性，由此克服了采用陽離子單體表面活性劑的金屬軋制液所存在的老化問題，從而實(shí)現(xiàn)了性能長(zhǎng)期穩(wěn)定的免維護(hù)。
較于傳統(tǒng)的陽離子單體表面活性劑，比如季銨鹽類等，聚合陽離子表面活性劑通過-conhch2n(ch3)2基團(tuán)、-conh2基團(tuán)保持了足量陽離子官能團(tuán)的同時(shí)，苯乙烯嵌段的疏水改性進(jìn)一步提升了本發(fā)明的一種免維護(hù)的含聚合陽離子金屬軋制液產(chǎn)品的清潔性能，也通過位阻效應(yīng)有效控制了聚合陽離子表面活性劑與游離脂肪酸的反應(yīng)活性。
本發(fā)明的一種免維護(hù)的含聚合陽離子金屬軋制液的制備方法，其具體步驟為：
步驟a：將基礎(chǔ)油加入到容器內(nèi)，升溫至80～92℃；
步驟b：將固體狀的抗氧劑加入到所述基礎(chǔ)油中，攪拌所述基礎(chǔ)油，使固體狀的抗氧劑完全溶解于所述基礎(chǔ)油中，將所述基礎(chǔ)油降溫到50～62℃；
步驟c：將極壓劑、防銹劑、乳化劑以及聚合陽離子表面活性劑加入所述所述基礎(chǔ)油，使極壓劑、防銹劑、乳化劑以及聚合陽離子表面活性劑溶解在所述基礎(chǔ)油中，即得到本發(fā)明的一種免維護(hù)的含聚合陽離子金屬軋制液。
下面結(jié)提供幾個(gè)具體的實(shí)施例：
實(shí)施例1：
基礎(chǔ)油：三羥甲基丙烷油酸酯90重量份；
抗氧劑：2，6-二異丁基對(duì)甲苯酚1.0重量份；
極壓劑：硫化烯烴3.0重量份和硫化動(dòng)物油脂2.0重量份；
防銹劑：咪唑啉類1.0重量份、脂肪酸三乙醇胺皂類0.5重量份；
乳化劑：c12～c18脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性劑1.0重量份、壬基酚聚氧乙烯醚表面活性劑1.0重量份；c12～c18脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性劑和壬基酚聚氧乙烯醚表面活性劑中的環(huán)氧乙烷數(shù)均均為4；
聚合陽離子表面活性劑0.5重量份，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式中m＝10，n＝5，聚合陽離子表面活性劑的重均分子量為5000。
實(shí)施例2：
基礎(chǔ)油：季戊四醇油酸酯90重量份；
抗氧劑：2，6-二異丁基對(duì)甲苯酚1.0重量份；
極壓劑：磷酸酯5.0重量份；
防銹劑：咪唑啉類1.5重量份；
乳化劑：c12-18脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性劑1.5重量份；c12-18脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性劑中的環(huán)氧乙烷數(shù)均均為5.5；
聚合陽離子表面活性劑1.0重量份，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式中m＝10，n＝5。
實(shí)施例3：
基礎(chǔ)油：天然棕櫚油90重量份％；
抗氧劑：2，6-二異丁基對(duì)甲苯酚1.0重量份；
極壓劑：硫化植物油脂2.0重量份和3.0重量份zddp；
防銹劑：脂肪酸三乙醇胺皂類1.5重量份；
乳化劑：壬基酚聚氧乙烯醚表面活性劑0.5重量份和辛基酚聚氧乙烯醚表面活性劑0.5重量份；壬基酚聚氧乙烯醚表面活性劑和辛基酚聚氧乙烯醚表面活性劑的環(huán)氧乙烷數(shù)均均為8。
聚合陽離子表面活性劑1.5重量份，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式中m＝10，n＝5。
實(shí)施例4：
基礎(chǔ)油：季戊四醇油酸酯90重量份；
抗氧劑：2，6-二異丁基對(duì)甲苯酚1.0重量份；
極壓劑：磷酸酯5.0重量份；
防銹劑：咪唑啉類1.5重量份；
乳化劑：c12-18脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性劑1.5重量份；c12-18脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性劑中的環(huán)氧乙烷數(shù)均均為5.5；
聚合陽離子表面活性劑1.0重量份，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式中m＝18，n＝12。
實(shí)施例5：
基礎(chǔ)油：季戊四醇油酸酯90重量份；
抗氧劑：2，6-二異丁基對(duì)甲苯酚1.0重量份；
極壓劑：磷酸酯5.0重量份；
防銹劑：咪唑啉類1.5重量份；
乳化劑：c12-18脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性劑1.5重量份；c12-18脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性劑中的環(huán)氧乙烷數(shù)均均為5.5；
聚合陽離子表面活性劑1.0重量份，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式中m＝25，n＝18。
對(duì)比實(shí)施例
基礎(chǔ)油：季戊四醇油酸酯90重量份；
抗氧劑：2，6-二異丁基對(duì)甲苯酚1.0重量份；
極壓劑：磷酸酯5.0重量份；
防銹劑：咪唑啉類1.5重量份；
乳化劑：c12-18脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性劑1.5重量份；c12-18脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性劑中的環(huán)氧乙烷數(shù)均均為5.5；
甜菜堿型表面活性劑1.0重量份。
本發(fā)明的一種免維護(hù)的含聚合陽離子金屬軋制液的實(shí)施例3與對(duì)比實(shí)施例的金屬軋制液在老化前后的清潔性能進(jìn)行對(duì)比：
老化條件：將配制好的本發(fā)明的一種免維護(hù)的含聚合陽離子金屬軋制液的實(shí)施例3，以及對(duì)比實(shí)施例的金屬軋制液置于90℃烘箱下老化一周。
清洗性能：取本發(fā)明的一種免維護(hù)的含聚合陽離子金屬軋制液的實(shí)施例3，以及對(duì)比實(shí)施例的金屬軋制液100ml，分別5g與鐵粉混合后，在攪拌器內(nèi)攪拌3分鐘，觀測(cè)攪拌器清潔情況。
從中可以看出：裝有本發(fā)明的一種免維護(hù)的含聚合陽離子金屬軋制液的實(shí)施例3的攪拌器內(nèi)無鐵粉吸附，裝有對(duì)比實(shí)施例的金屬軋制液的攪拌器內(nèi)有明顯的鐵粉吸附。
在對(duì)本發(fā)明的一種免維護(hù)的含聚合陽離子金屬軋制液的實(shí)施例3，以及對(duì)比實(shí)施例的金屬軋制液進(jìn)行老化前，也進(jìn)行了清潔性能的實(shí)驗(yàn)。裝有本發(fā)明的一種免維護(hù)的含聚合陽離子金屬軋制液的實(shí)施例3的攪拌器和裝有對(duì)比實(shí)施例的金屬軋制液的攪拌器內(nèi)均無鐵粉吸附。
因此，本發(fā)明的一種免維護(hù)的含聚合陽離子金屬軋制液克服了采用陽離子單體表面活性劑的金屬軋制液所存在的老化問題，從而實(shí)現(xiàn)了性能長(zhǎng)期穩(wěn)定的免維護(hù)。
本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。