一種含鋁金屬熱軋軋制油的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬熱加工領(lǐng)域的一種含鋁金屬熱軋軋制油。
【背景技術(shù)】
[0002] 通常，純鋁和鋁合金材料的熱軋溫度是300-550°C。與其它有色金屬相比，鋁的熔 點(diǎn)低、屈服強(qiáng)度低，具有易于粘附軋輥的特性。在熱軋過(guò)程中，乳材表面易產(chǎn)生粘鋁表面缺 陷。尤其當(dāng)溫度越高、道次變形量越大、性質(zhì)越軟（純鋁與軟鋁合金）時(shí)，所謂的"軋輥覆 鋁"現(xiàn)象越嚴(yán)重，并由此導(dǎo)致一系列制品缺陷，甚至出現(xiàn)軋件纏輥。這種缺陷經(jīng)陽(yáng)極氧化處 理后，顯露為黑斑。它降低了軋材表面光潔度，遺傳給下一道冷軋工序很難消除的缺陷。如 繼續(xù)箔軋，乳材將出現(xiàn)孔洞，使箔軋無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行。
[0003] 目前，鋁及鋁合金材料熱軋工序中，一般使用由礦物油、油性劑、乳化劑和水構(gòu)成 的水包油型乳液。該乳液具有冷卻與潤(rùn)滑兩種作用，即一方面冷卻輥面與軋件、控制輥型， 一方面防粘降摩、提高制品表面質(zhì)量，故又被稱(chēng)為冷卻-潤(rùn)滑液。常見(jiàn)的軋制鋁及鋁合金材 料所用的乳液多為皂基型乳液，該乳液中油酸與三乙醇胺反應(yīng)生成三乙醇胺油酸皂。例如 較為典型的59C乳液，由80-85 %的機(jī)油或變壓器油、10-15 %的油酸及5 %的三乙醇胺配制 成的乳化油，使用時(shí)再配成水占90-97%的乳液，由于油酸是過(guò)量的，即油酸與三乙醇胺的 質(zhì)量之比大于等于2。因此會(huì)有部分游離的油酸轉(zhuǎn)變成為自由脂肪酸。
[0004] 工作輥在軋制過(guò)程中，表面會(huì)形成一層由摩擦反應(yīng)物、油和鋁粉構(gòu)成的潤(rùn)滑膜層。 而軋件表面，由于在各個(gè)道次的軋制過(guò)程中，表面不斷被破壞、更新。軋制油能否在軋件表 面及時(shí)形成有效的保護(hù)膜層，是關(guān)乎優(yōu)良表面質(zhì)量的關(guān)鍵。純鋁與IXXX系鋁合金，由于本 身質(zhì)軟，在軋制過(guò)程中，容易損傷，極易發(fā)生粘鋁問(wèn)題，故而對(duì)潤(rùn)滑的要求更高。傳統(tǒng)的處理 方式，基于皂基型乳化油的特性，大多增加油品的極性組分，即提高有機(jī)皂與自由脂肪酸的 含量，以建立形成速度快且牢固的潤(rùn)滑膜層。同時(shí)，一般也會(huì)提高油品本身的粘度，以增強(qiáng) 高溫下油品的附著力。
[0005] 有機(jī)皂因其吸附能力強(qiáng)，且穩(wěn)定分散于水包油型乳液中，有助于提高潤(rùn)滑性能。但 有機(jī)皂的含量過(guò)高，吸附在軋件表面，不易被沖洗，結(jié)果使得表面出現(xiàn)色差、發(fā)暗和殘油等 系列缺陷，引起表面質(zhì)量下降。另一方面，過(guò)高的皂含量，以及過(guò)多的自由脂肪酸存在，使得 乳液不穩(wěn)定，易于腐敗變質(zhì)，降低了乳液的使用壽命。既增加成本，又會(huì)引起環(huán)境污染。自 由脂肪酸含量的增加，使得老化后的乳液中，易于累積金屬皂（主要為鋁皂）。適量的金屬 皂，與有機(jī)皂搭配，有助于軋件表面的潤(rùn)滑；但金屬皂的大量累積，因其本身溶解性差，不穩(wěn) 定，更易粘附于軋件表面，使得軋件表面出現(xiàn)色差與斑痕，甚至在乳液中形成油泥。
[0006] 基于上述皂基型鋁熱軋軋制油的特性與消除軟鋁合金表面粘鋁缺陷的經(jīng)驗(yàn)，尋找 完全或部分替代有機(jī)皂與自由脂肪酸的其它類(lèi)型添加劑，一方面提高有效潤(rùn)滑膜的形成速 度，改善該膜層的強(qiáng)度，一方面保持板面清潔，延長(zhǎng)乳液的使用壽命，都很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種純鋁及鋁合金熱軋軋制油， 其能改善皂基型鋁熱軋軋制油在軋制純鋁或IXXX系鋁合金材料時(shí)的高溫潤(rùn)滑性能，消除 傳統(tǒng)皂基型鋁熱軋軋制油粘鋁表面的缺陷，賦予純鋁或IXXX系鋁合金優(yōu)異的表面質(zhì)量，同 時(shí)，降低油品中有機(jī)皂與自由脂肪酸的含量，提高軋制乳液使用壽命，利于環(huán)保和提高經(jīng)濟(jì) 效益。
[0008] 實(shí)現(xiàn)上述目的的一種技術(shù)方案是：一種含鋁金屬熱軋軋制油，包括用以形成三乙 醇胺油酸皂的油酸和三乙醇胺、乳化劑，以及礦物油和酯類(lèi)，其中油酸與三乙醇胺在該含鋁 金屬熱軋軋制油中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)之比大于等于2,其特征在于：所述酯類(lèi)為簡(jiǎn)單酯和聚脂 肪酸酯的組合物，其中簡(jiǎn)單酯在該含鋁金屬熱軋軋制油中的含量為15wt. %?30wt. %，聚 脂肪酸酯在該含鋁金屬熱軋軋制油中的含量為Iwt. %?20wt. %。
[0009] 進(jìn)一步的，聚脂肪酸酯在該含鋁金屬熱軋軋制油中的含量為3wt. %?IOwt. %。
[0010] 進(jìn)一步的，三乙醇胺和油酸在該含鋁金屬熱軋軋制油中所占的總含量為 5wt. % ?20wt. % 〇
[0011] 進(jìn)一步的，所述的簡(jiǎn)單酯為三羥甲基丙烷油酸酯或者棕櫚油。
[0012] 進(jìn)一步的，所述聚脂肪酸酯為：C16_C24的不飽和脂肪酸通過(guò)雙鍵反應(yīng)而形成的 二聚脂肪酸、三聚脂肪酸、多聚脂肪酸或其混合物與C8-C22的飽和或不飽和脂肪醇反應(yīng)所 形成的酯。
[0013] 再進(jìn)一步的，所述不飽和脂肪酸包括：十六碳三烯酸，二十烯酸，二十碳三烯酸， 二十二碳五烯酸，二十四碳五烯酸；所述飽和或不飽和脂肪醇包括十四烷醇，十六烯醇，異 硬脂醇，蓖麻油醇，二十二烷醇。
[0014] 進(jìn)一步的，所述乳化劑為脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯，其在該含鋁金屬熱軋軋制油 中的含量為2wt. %?3wt. %。
[0015] 進(jìn)一步的，所述乳化劑為聚乙二醇油酸酯和司班60的組合物，其在該含鋁金屬熱 乳乳制油中的總含量為2wt. %?3. 5wt. %。
[0016] 進(jìn)一步的，所述礦物油為環(huán)烷基礦物油、機(jī)油或變壓器油。
[0017] 進(jìn)一步的，該含鋁金屬熱軋軋制油中還含有酚類(lèi)抗氧劑或者甲醛釋放類(lèi)殺菌劑。
[0018] 采用了本發(fā)明的一種含鋁金屬熱軋軋制油的技術(shù)方案，該技術(shù)方案的含鋁金屬熱 軋軋制油中加入了添加劑聚脂肪酸酯。該含鋁金屬熱軋軋制油加入水中，能形成穩(wěn)定的乳 液，該乳液在軋制純鋁或IXXX系鋁合金材料時(shí)具有良好的高溫潤(rùn)滑性能，消除傳統(tǒng)皂基型 鋁熱軋軋制油粘鋁表面缺陷，賦予純鋁或IXXX系鋁合金優(yōu)異的表面質(zhì)量，同時(shí)，降低油品 中有機(jī)皂與自由脂肪酸的含量，提高熱軋軋制乳液使用壽命，利于環(huán)保和提高經(jīng)濟(jì)效益。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 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(guò)具體的實(shí) 施例進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明：
[0020] 本發(fā)明的目的在于，基于常規(guī)的皂基型，即在含有由油酸和三乙醇胺反應(yīng)生成三 乙醇胺油酸皂的含鋁金屬熱軋軋制油中再添加入聚脂肪酸酯添加劑，有效改善皂基型含鋁 金屬熱軋軋制油的高溫潤(rùn)滑性能，在軋制純鋁和IXXX系鋁合金時(shí)，消除粘鋁表面的缺陷， 提供優(yōu)異的表面質(zhì)量。
[0021] 本發(fā)明的另一目的在于，使用聚脂肪酸酯類(lèi)添加劑，能有效降低皂基型含鋁金屬 熱軋軋制油中皂基所占的質(zhì)量百分比，以及皂基型含鋁金屬熱軋軋制油中自由脂肪酸的質(zhì) 量百分比，提高軋制乳液的使用壽命，減少排放，利于環(huán)保和提高經(jīng)濟(jì)效益。
[0022] 其中皂基型含鋁金屬熱軋軋制油中加入的聚脂肪酸酯添加劑可以是由C16-C24 的不飽和脂肪酸通過(guò)雙鍵聚合反應(yīng)而形成的二聚體，即二聚脂肪酸，與C8-C22的飽和或不 飽和脂肪醇反應(yīng)所形成的酯，可以是由C16-C24的不飽和脂肪酸通過(guò)雙鍵聚合反應(yīng)而形 成的三聚體，即三聚脂肪酸與C8-C22的飽和或不飽和脂肪醇反應(yīng)所形成的酯，可以是由 C16-C24的不飽和脂肪酸通過(guò)雙鍵聚合反應(yīng)而形成的多聚體，即多聚脂肪酸與C8-C22的飽 和或不飽和脂肪醇反應(yīng)所形成的酯。也可以是上述三者的混合物。二聚脂肪酸、三聚脂肪 酸和多聚脂肪酸統(tǒng)稱(chēng)聚脂肪酸。必須說(shuō)明的是，聚脂肪酸上只要有一個(gè)羧基與C8-C22的飽 和或不飽和脂肪醇反應(yīng)即可以算是聚脂肪酸酯。如果聚脂肪酸酯是由聚脂肪酸中的兩個(gè)羧 基分別C8-C22的不飽和脂肪醇反應(yīng)而形成，那么用以形成該聚脂肪酸酯的兩個(gè)C8-C22的 不飽和脂肪醇的雙鍵之間也可以發(fā)生聚合反應(yīng)。聚脂肪酸的分子式為：
[0023]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含鋁金屬熱軋軋制油，包括用以形成三乙醇胺油酸皂的油酸和三乙醇胺，乳化 劑、以及礦物油和酯類(lèi)，其中油酸與三乙醇胺在該含鋁金屬熱軋軋制油中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)之 比大于等于2,其特征在于：所述酯類(lèi)為簡(jiǎn)單酯和聚脂肪酸酯的組合物，其中簡(jiǎn)單酯在該含 鋁金屬熱軋軋制油中的含量為15wt. %?30wt. %，聚脂肪酸酯在該含鋁金屬熱軋軋制油 中的含量為lwt. %?20wt. %。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含鋁金屬熱軋軋制油，其特征在于：聚脂肪酸酯在該含 錯(cuò)金屬熱乳乳制油中的含量為3wt.%?10wt.%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含鋁金屬熱軋軋制油，其特征在于：三乙醇胺和油酸在 該含鋁金屬熱軋軋制油中所占的總含量為5wt.%?20wt.%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含鋁金屬熱軋軋制油，其特征在于：所述的簡(jiǎn)單酯為三 羥甲基丙烷油酸酯或者棕櫚油。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含鋁金屬熱軋軋制油，其特征在于：所述聚脂肪酸酯為： C16-C24的不飽和脂肪酸通過(guò)雙鍵反應(yīng)而形成的二聚脂肪酸、三聚脂肪酸、多聚脂肪酸或其 混合物與C8-C22的飽和或不飽和脂肪醇反應(yīng)所形成的酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種含鋁金屬熱軋軋制油，其特征在于：所述不飽和脂肪酸 包括：十六碳三烯酸，二十烯酸，二十碳三烯酸，二十二碳五烯酸，二十四碳五烯酸；所述飽 和或不飽和脂肪醇包括十四烷醇，十六烯醇，異硬脂醇，蓖麻油醇，二十二烷醇。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含鋁金屬熱軋軋制油，其特征在于：所述乳化劑為脂肪 醇聚氧乙稀醚磷酸醋，其在該含錯(cuò)金屬熱乳乳制油中的含量為2wt.%?3wt.%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含鋁金屬熱軋軋制油，其特征在于：所述乳化劑為聚 乙二醇油酸酯和司班60的組合物，其在該含鋁金屬熱軋軋制油中的總含量為2wt.%? 3. 5wt. % 〇
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含鋁金屬熱軋軋制油，其特征在于：所述礦物油為環(huán)烷 基礦物油、機(jī)油或變壓器油。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含鋁金屬熱軋軋制油，其特征在于：該含鋁金屬熱軋軋 制油中還含有酚類(lèi)抗氧劑或者甲醛釋放類(lèi)殺菌劑。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了金屬熱加工領(lǐng)域的一種含鋁金屬熱軋軋制油，包括用以形成三乙醇胺油酸皂的油酸和三乙醇胺、乳化劑，以及礦物油和酯類(lèi)，其中油酸與三乙醇胺在該含鋁金屬熱軋軋制油中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)之比大于等于2，所述酯類(lèi)為簡(jiǎn)單酯和聚脂肪酸酯的組合物，其中簡(jiǎn)單酯在該含鋁金屬熱軋軋制油中的含量為15wt.％～30wt.％,聚脂肪酸酯在該含鋁金屬熱軋軋制油中的含量為1wt.％～20wt.％。該含鋁金屬熱軋軋制油加入水中，能形成穩(wěn)定的乳液，該乳液在軋制純鋁或1XXX系鋁合金材料時(shí)具有良好的高溫潤(rùn)滑性能，消除傳統(tǒng)皂基型鋁熱軋軋制油粘鋁表面的缺陷，賦予純鋁或1XXX系鋁合金優(yōu)異的表面質(zhì)量，同時(shí)，降低油品中有機(jī)皂與自由脂肪酸的含量，提高熱軋軋制乳液使用壽命，利于環(huán)保和提高經(jīng)濟(jì)效益。
【IPC分類(lèi)】C10N30-06, C10M145-22, C10N30-08, C10N40-24
【公開(kāi)號(hào)】CN104531266
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410809239
【發(fā)明人】陳歡, 陳增太
【申請(qǐng)人】奎克化學(xué)（中國(guó)）有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月19日