CN104498149B - 一种环保型镀锡板轧制油及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了金属加工领域的一种环保型镀锡板轧制油，包括基础油、防锈剂，润滑剂以及C10～C12二醇和乳化剂，所述的基础油为支链TMP酯，其含量为69wt.％～86.5wt.％，所述防锈剂为短链脂肪酸，其含量为3wt.％～5wt.％，所述润滑剂为二聚脂肪酸，其含量为5wt.％～10wt.％，C10～C12二醇的含量为2wt.％～5wt.％，所述乳化剂的含量为2wt.％～8wt.％。其技术效果是：通过长短链不同的脂肪酸复配，并以TMP酯为基础油，使得产品的润滑、防锈能力得到同时加强，而且由于TMP酯良好的低温流动性，使得产品的清净性良好，保持了轧机的整洁。同时由于没有磷、硫、唑等难以溶解和反应的物质，产品对环境无害，易于废物处理，而且生产工艺得到简化。

Description

一种环保型镀锡板轧制油及其制备方法

技术领域

本发明涉及金属加工领域的一种环保型镀锡板轧制油及其制备方法。

背景技术

由于环保型镀锡板轧制油使用时需要有一定的润滑性和防锈性，而只凭借基础油的作用，很难达到这两方面的要求，通常情况下，一般使用润滑添加剂和防锈添加剂来达到目的。但是在解决这两类问题的同时会带来其他问题：润滑添加剂会在水中或者油中积累，时间久了会造成过润滑现象出现，并且造成轧机污损。而防锈剂通常使用唑类添加剂，此类添加剂会造成环保型镀锡板轧制油在入水中而形成乳液不稳定，而且由于唑类防锈剂吸附性强导致基础油难以吸附到镀锡板表面而造成欠润滑出现。此外，含磷添加剂容易造成水的富集氧化，造成严重的水污染，而唑类防锈剂对环境污染较为严重。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种环保型镀锡板轧制油，其通过长短链不同的脂肪酸复配，并以TMP酯为基础油，使得产品的润滑、防锈能力得到同时加强，而且由于TMP酯良好的低温流动性，使得产品的清净性良好，保持了轧机的整洁。

实现上述目的的一种技术方案是：一种环保型镀锡板轧制油，包括基础油、防锈剂，润滑剂以及C10～C12二醇和乳化剂，所述的基础油为TMP酯，其含量为69wt.％～86.5wt.％，所述防锈剂为短链脂肪酸，其含量为3wt.％～5wt.％，所述润滑剂为二聚脂肪酸，其含量为5wt.％～10wt.％，C10～C12二醇的含量为2wt.％～5wt.％，所述乳化剂的含量为2wt.％～8wt.％。

进一步的，所述的二聚脂肪酸为C16～C22不饱和脂肪酸聚合所形成的二聚脂肪酸。

进一步的，所述的短链脂肪酸包括辛酸、辛二酸、壬酸、壬二酸、癸酸和癸二酸。

进一步的，所述环保型镀锡板轧制油中还含有抗氧化剂和消泡剂。

再进一步的，所述消泡剂为含硅消泡剂，其在该环保型镀锡板轧制油的含量为0.5wt.％～1wt.％。

再进一步的，所述抗氧化剂为2，6-二叔丁基对甲苯酚，其含量为1wt.％～2wt.％。

进一步的，所述乳化剂为非离子高聚物乳化剂和非离子烷基酚乳化剂的组合物。

进一步的，所述TMP酯的含量优选含量为75wt.％～81wt.％。

本发明的一种环保型镀锡板轧制油的制备方法，该环保型镀锡板轧制油包括基础油、防锈剂，润滑剂以及C10～C12二醇和乳化剂所述的基础油为TMP酯。其含量为69wt.％～86.5wt.％，所述防锈剂为短链脂肪酸，其含量为3wt.％～5wt.％，所述润滑剂为二聚脂肪酸，其含量为5wt.％～10wt.％，C10～C12二醇的含量为2wt.％～5wt.％，所述乳化剂的含量为2wt.％～8wt.％，其步骤为：在反应釜中加入TMP酯，升温至30～40℃；加入短链脂肪酸，以及二聚脂肪酸，在30～40℃下搅拌30分钟；再依次加入C12～C14二醇、乳化剂和消泡剂，继续搅拌30分钟，得到环保型镀锡板轧制油。

采用了本发明的一种环保型镀锡板轧制油，包括基础油、防锈剂，润滑剂以及C10～C12二醇和乳化剂，所述的基础油为TMP酯，其含量为69wt.％～86.5wt.％，所述防锈剂为短链脂肪酸，其含量为3wt.％～5wt.％，所述润滑剂为二聚脂肪酸，其含量为5wt.％～10wt.％，C10～C12二醇的含量为2wt.％～5wt.％，所述乳化剂的含量为2wt.％～8wt.％。其技术效果是：通过长短链不同的脂肪酸复配，并以TMP酯为基础油，使得产品的润滑、防锈能力同时得到加强，而且由于TMP酯良好的低温流动性，使得产品的清净性良好，保持了轧机的整洁，同时由于没有磷、硫、唑等难以溶解和反应的物质，生产工艺得到简化，同时由于不含磷、硫、唑类添加剂，对环境友好。

附图说明

图1为本发明的一种环保型镀锡板轧制油的防锈效果。

图2为本发明的一种环保型镀锡板轧制油配制成浓度为1wt.％镀锡板轧制油乳液在镀锡板表面的膜厚。

图3为本发明的一种环保型镀锡板轧制油配制成浓度为1wt.％镀锡板轧制油乳液在镀锡板表面的膜厚。

图4为本发明的一种环保型镀锡板轧制油配制成浓度为3wt.％镀锡板轧制油乳液在镀锡板表面的膜厚。

图5为本发明的一种环保型镀锡板轧制油配制成浓度为5wt.％镀锡板轧制油乳液对镀锡板的腐蚀效果图。

具体实施方式

请参阅图1，本发明的发明人为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体实施例，并结合附图进行详细地说明：

本发明的一种环保型镀锡板轧制油采用了如下的配料

防锈剂采用短链脂肪酸，短链脂肪酸一般选择C8到C10的酸，可以根据现场使用选择一元酸，即辛酸、壬酸和癸酸，或者二元酸，即辛二酸、壬二酸和癸二酸。短链脂肪酸的分子式如下所示：R为线形碳链。

或者

润滑剂为二聚脂肪酸，二聚脂肪酸一般是两个碳链长度相同或者不同的不饱和脂肪酸通过聚合反应形成的二聚脂肪酸。二聚脂肪酸一般为C16～C22不饱和脂肪酸聚合所形成的二聚脂肪酸。分子式如下所示：

基础油为支链化的TMP酯，用支链化TMP酯作为基础油，能显著改善环保型镀锡板轧制油的润滑和防锈能力，而且由于支链化TMP酯良好的低温流动性，使得产品的清净性良好，有利于保持轧机的整洁。

支链化TMP酯是将带有支链的烷烃转化为脂肪酸，再与TMP，即三羟甲基丙烷进行酯化反应制得的酯，带支链的烷烃通常为C12～C16烷烃，分子式如下图：

支链化的TMP酯综合了短链酯的防锈能力以及长链酯的润滑能力，能够加强环保型镀锡板轧制油的防锈能力和润滑能力。同时支链化TMP酯带有支链，使得其具有良好的低温流动性，保持了轧机的清净性。

本发明的一种环保型镀锡板轧制油的组成如表1所示：

本发明的一种环保型镀锡板轧制油，由于没有了磷、硫、唑等难以溶解和反应的物质，生产工艺得到简化，其生产过程为：在反应釜中加入TMP酯，升温至30～40℃；加入短链脂肪酸，以及二聚脂肪酸，在30～40℃下搅拌30分钟；再依次加入C12～C14二醇、乳化剂和消泡剂，继续搅拌30分钟，得到本发明的一种环保型镀锡板轧制油，其中C12～C14二醇能够溶解镀锡板轧制过程中产生的污物，更有利于保持镀锡板的清净性和轧机的整洁。

表1，环保型镀锡板轧制油的组成

成分	配比(wt.％)	备注
			支链化TMP酯	69～86.5
短链脂肪酸	3～5
			抗氧化剂	1～2
二聚脂肪酸	5～10
			C12～C14二醇	2-5	助溶剂
乳化剂	2～8
			消泡剂	0.5～1.0
总计	100

下面首先提供两个最佳实施例，以及其在润滑和防锈方面的实验数据。

实例1：支链化TMP酯81wt.％；作为抗氧化剂的2,6-二叔丁基对甲苯酚1wt.％；癸酸4wt.％；二聚十八碳五烯酸5wt.％；月桂二醇3wt.％；非离子高聚物乳化剂2wt.％；非离子烷基酚乳化剂3％和含硅消泡剂1wt.％。

实例2：支链化TMP酯80wt.％；作为抗氧化剂的2,6-二叔丁基对甲苯酚1wt.％；辛二酸4wt.％；二聚二十二碳五烯酸5wt.％；十四碳二醇4wt.％；非离子高聚物乳化剂2wt.％；非离子烷基酚乳化剂3wt.％；含硅消泡剂1wt.％。

1)请参阅图1，采用行业认可的铸铁屑法，即SH/T 0195标准进行分析，并以目前市售的不用支链化TMP酯为基础油的常规产品作为参考，进行防锈能力的测试，从图1可以看出，采用实例1和实例2的镀锡板的光洁度更好，因此实例1和实例2相比于常规产品具有更好的防锈能力。

2)请参阅表1，图2、图3和图4，由于轧制的摩擦副属于面接触与线接触，产品的成膜性能则更为重要。申请人采用运用牛津涂镀层测厚仪测量出镀锡板轧制油乳液在使用过程中在镀锡板表面所形成油膜的厚度。

表1，不同浓度的实例1、实例2和常规产品的镀锡板轧制油乳液在镀锡板上膜厚

从表1中可以看出，在镀锡板轧制油乳液中，镀锡板轧制油浓度分别为1wt.％、3wt.％和5wt.％时，随着摩擦头转速的提高，镀锡板轧制油乳液在镀锡板上的膜厚也相应增加。但是采用实例1和实例2的镀锡板轧制油的镀锡板轧制油乳液在镀锡板上的膜厚增加更为迅速。在摩擦头的转速同为3rpm时，三种镀锡板轧制油乳液在镀锡板上的膜厚并无显著区别。当摩擦头转速达到30rpm时，实例1的浓度为1wt.％、3wt.％和5wt.％的轧制油乳液，其在镀锡板上膜厚分别为65μm，71μm和71μm。实例2的浓度为1wt.％和5wt.％的轧制油乳液，其在镀锡板上膜厚分别为67μm和72μm，常规产品的浓度为1wt.％和5wt.％的轧制油乳液，其在镀锡板上的膜厚分别为65μm，62μm和69μm。当摩擦头转速达到200rpm时，实例1的浓度为1wt.％、3wt.％和5wt.％的轧制油乳液，其在镀锡板上膜厚分别为109μm，116μm和101μm。实例2的浓度为1wt.％和5wt.％的轧制油乳液，其在镀锡板上膜厚分别为105μm和98μm，常规产品的浓度为1wt.％和5wt.％的轧制油乳液，其在镀锡板上的膜厚分别为79μm，96μm和81μm。

实例1和实例2的镀锡板轧制油乳液的膜厚更大，润滑性能更好。

3)请参阅表2，采用GB/T510标准的方法，对三种镀锡板轧制油的倾点进行测试，其中实例1的倾点为-18℃，实例2的倾点为-18℃，而常规产品的倾点为10℃，可见，实例1和实例2的倾点要远远低于常规产品。

表2，例1、实例2和常规产品的镀锡板轧制油的倾点对比

4)请参阅表3，通过目测观察三种镀锡板轧制液的外观，采用GB/T265标准的方法，对三种镀锡板轧制油的运动粘度进行测试，采用GB/T3536标准的方法，对三种镀锡板轧制油的闪点进行测试，采用SH/T0195标准的方法，对三种镀锡板轧制油进行铜片腐蚀试验，采用GB/T11143标准、GB/T2361-92对三种镀锡板轧制油进行锈蚀试验，采用如表3所示。

表3，实例1、实例2和常规产品的镀锡板轧制油的性能对比

从表3可以看出，实例1和实例2的闪点比常规产品高100℃，运动粘度降低，对铜片的腐蚀更小，而且防锈性能更佳。

5)请参阅图5，配制实例1浓度为3.0wt.％，以及常规产品浓度为3.0wt.％镀锡板轧制油乳液，并在相同轧机对镀锡板进行轧制，对轧制成型的镀锡板进行耐腐蚀性能的测试，可以看出实例1浓度为3.0wt.％的轧制油乳液进行轧制的镀锡板具有更好的耐腐蚀性能。

6)请参阅表4，采用GB/T12583方法，对三种镀锡板轧制油的Pb进行测试，采用SH/T0189方法对三种镀锡板轧制油的长磨性能进行测试。采用如表4所示。

表4，实例1、实例2和常规产品的镀锡板轧制油的润滑性对比

从表4可以看出，实例1和实例2的润滑性能要比常规产品好。

7)请参阅表5，采用对三种镀锡板轧制油的硫、磷、氮元素进行测试，采用如表5所示。

表5，实例1、实例2和常规产品的镀锡板轧制油的有害元素分析

从表5可以看出，实例1和实例2中没有硫、磷、氮等有害元素。

8)请参阅表6，使用的实例1和常规产品，配制镀锡板轧制油浓度为3.0wt.％轧制油乳液在现场使用的情况，进行了5组平行的实验，观察一个月内轧机出现欠润滑、过润滑和轧机管路堵塞的次数。从中可以看出，使用实例1浓度为3.0wt.％的轧制油乳液进行轧制时，一个月内出现过润滑的次数为0～2次，明显优于常规产品浓度为3.0wt.％的轧制油乳液的6～12次。一个月内出现欠润滑的次数为0～1次，明显优于常规产品浓度为3.0wt.％的轧制油乳液的5～8次，出现管路堵塞的次数为0次，优于常规产品浓度为3.0wt.％的轧制油乳液的1～3次，出现镀锡板锈蚀的次数为0次，由于常规产品浓度为3.0wt.％的轧制油乳液的1～3次。

表6，实例1和常规产品配制的镀锡板轧制油乳液在镀锡板轧制现场出现过润滑、欠润滑、管路堵塞、镀锡板锈蚀的次数比较

下面再为本领域技术人员提供本发明的一种环保型镀锡板轧制油的其他实例；

实例3：TMP酯69wt.％；作为抗氧化剂的2，6-二叔丁基对甲苯酚2wt.％；辛酸5wt.％；二聚十六碳五烯酸10wt.％；十二碳二醇5wt.％；非离子高聚物乳化剂3wt.％；非离子烷基酚乳化剂5wt.％；含硅消泡剂1.0wt.％。

实例4：TMP酯86.5wt.％；作为抗氧化剂的2，6-二叔丁基对甲苯酚1wt.％；辛二酸3wt.％；二聚十八碳五烯酸10wt.％；十二碳二醇醇2wt.％；非离子高聚物乳化剂1wt.％；非离子烷基酚乳化剂1wt.％；含硅消泡剂0.5wt.％。

实例5：TMP酯75wt.％；作为抗氧化剂的2，6-二叔丁基对甲苯酚2wt.％；壬二酸4wt.％；二聚十八碳七烯酸8wt.％；十三碳二醇4wt.％；非离子高聚物乳化剂3wt.％；非离子烷基酚乳化剂3wt.％；含硅消泡剂1.0wt.％。

实例6：TMP酯80wt.％；作为抗氧化剂的2，6-二叔丁基对甲苯酚1wt.％；壬酸3wt.％；二聚十八碳五烯酸8wt.％；十三碳二醇2wt.％；非离子高聚物乳化剂3wt.％；非离子烷基酚乳化剂2wt.％；含硅消泡剂1wt.％。

实例7：TMP酯75wt.％；作为抗氧化剂的2，6-二叔丁基对甲苯酚2wt.％；癸二酸4wt.％；二聚十八碳七烯酸8wt.％；十四碳二醇4wt.％；非离子高聚物乳化剂3wt.％；非离子烷基酚乳化剂3wt.％；含硅消泡剂1.0wt.％。

实例8：TMP酯80wt.％；作为抗氧化剂的2，6-二叔丁基对甲苯酚1wt.％；癸酸3wt.％；二聚十八碳五烯酸8wt.％；十四碳二醇2wt.％；非离子高聚物乳化剂3wt.％；非离子烷基酚乳化剂2wt.％；含硅消泡剂1wt.％。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (5)

1.一种环保型镀锡板轧制油，包括基础油、防锈剂，润滑剂以及C10～C12二醇和乳化剂，其特征在于：所述的基础油为支链化TMP酯，其含量为69wt.％～86.5wt.％，所述防锈剂为短链脂肪酸，所述的短链脂肪酸包括辛酸、辛二酸、壬酸、壬二酸、癸酸和癸二酸，其含量为3wt.％～5wt.％，所述润滑剂为二聚脂肪酸，所述的二聚脂肪酸为C16～C22不饱和脂肪酸聚合所形成的二聚脂肪酸，其含量为5wt.％～10wt.％，C10～C12二醇的含量为2wt.％～5wt.％，所述乳化剂的含量为2wt.％～8wt.％，所述乳化剂为非离子高聚物乳化剂和非离子烷基酚乳化剂的组合物，所述环保型镀锡板轧制油中还含有消泡剂，

其制备方法为在反应釜中加入支链化TMP酯，升温至30～40℃；加入短链脂肪酸，以及二聚脂肪酸，在30～40℃下搅拌30分钟；再依次加入C12～C14二醇、乳化剂和消泡剂，继续搅拌30分钟，得到环保型镀锡板轧制油。

2.根据权利要求1所述的一种环保型镀锡板轧制油，其特征在于：所述环保型镀锡板轧制油中还含有抗氧化剂。

3.根据权利要求1所述的一种环保型镀锡板轧制油，其特征在于：所述消泡剂为含硅消泡剂，其在该环保型镀锡板轧制油的含量为0.5wt.％～1wt.％。

4.根据权利要求2所述的一种环保型镀锡板轧制油，其特征在于：所述抗氧化剂为2,6-二叔丁基对甲苯酚，其含量为1wt.％～2wt.％。

5.根据权利要求1所述的一种环保型镀锡板轧制油，其特征在于：所述支链化TMP酯的含量优选含量为75wt.％～81wt.％。