金屬加工潤滑油的製作方法

2023-07-05 14:04:06

專利名稱：金屬加工潤滑油的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種金屬加工潤滑油，該潤滑油由於添加了偏苯三酸的某些酯從而改進了潤滑性能。
在潤滑油中應用酯類是眾所周知的。例如，美國專利2134736公開了多元羧酸的酯，特別是二元羧酸的酯，當這樣的酯與烴油摻合時便是專門用於極壓潤滑場合的潤滑油，例如齒輪油和軸承潤滑油、金屬切削油和鑽孔油等等。此外，美國專利3769125公開了酯潤滑劑組合物，該組合物中的酯是由聚氧鹼性二醇與二聚酸和短鏈二元酸組成的二元酸混合物衍生的。在另一個例子中，美國專利4178260公開了酯基金屬加工潤滑劑，其中優選的潤滑劑包括(ⅰ)季戊四醇和C6～C20酯族一元羧酸的四酯和(ⅱ)正磷酸的混合物。最近的美國專利4618441和4655947公開了含有礦物油和烷氧基烷基酯的潤滑油組合物。
然而，前述文獻中沒有一份提到過由於在所說的潤滑油中存在三2-乙基己基偏苯三酸酯、三正辛基偏苯三酸酯或其混合物而具有改進的潤滑性能的潤滑油。
根據本發明發現了一種含有少量三2-乙基己基偏苯三酸酯(TOTM)、三正辛基偏苯三酸酯(TNOTM)或其混合物的金屬加工潤滑油，該潤滑油相對於不含TOTM或TNOTM的潤滑油來說具有改進的潤滑性能和光亮度。本發明還設想一種改進的金屬加工方法，該方法包括使用含有少量TOTM、TNOTM或其混合物的潤滑油進行金屬加工操作。


圖1-3表明在三個溫度下，基礎油本身及基礎油和各種添加劑摻合時的摩擦係數隨時間的變化。
圖4表明兩種不同潤滑油的光亮度隨軋制速度的變化。
圖5表明三種不同潤滑油的光亮度隨壓縮比的變化%。
添加有TOTM或TNOTM的金屬加工潤滑油含有大量的潤滑油基礎原料(即基礎油)和少量的TOTM或TNOTM。基礎油可以包括液態烴，例如礦物潤滑油、合成潤滑油或其混合物。重要的是基礎油含有少量芳香烴〔例如約4～10%(重)，最好約5.5～8%(重)〕並具有皂化值約15～40，較好約20～35，最好約25～30。優選的基礎油是溶劑抽提和加氫精制過的，其硫含量約0.1～0.5%(重)的石蠟餾分。一般基礎油在40℃時的粘度約為8-20釐斯，最好約為9～15釐斯。
在所說金屬加工潤滑油中TOTM或TNOTM的含量將隨所要求的光亮度、具體使用的操作參數和具體應用的油而變化。通常，所需的量只是在保持其溶解時足以或有效的改進所說潤滑油的光亮度。然而，一般對所說的潤滑油來說，所需的量約為8～15%(重)，最好約為10～13%(重)。TOTM和TNOTM是可從市場上買到的化合物並可用已知反應製備。
除TOTM或TNOTM外，如果需要的話，本領域中其它已知的添加劑也可以用於所說的潤滑油中。例如可添加氧化抑制劑來改善所說潤滑油的氧化安定性。
本發明的潤滑油適用於金屬表面互相摩擦時的金屬加工。這種潤滑油特別適合用作金屬板或箔的冷軋潤滑劑。當潤滑油用於這樣的場合時，其結果是改進了金屬的光亮度並減小了所潤滑的摩擦金屬間的摩擦。軋制的金屬的粗糙度也最小。一般這種潤滑油在40℃時的粘度約為8～20釐斯。
儘管關於用TOTM和它的異構體TNOTM的本發明的潤滑油已有敘述，但所說化合物的某些同系物也可適當地應用在所說的潤滑油中，因此，可以採用的三酯類化合物具有下列通式
其中R是具有6～13個碳原子的烷基;例如三正壬基偏苯三酸酯(C9)，三異癸基偏苯三酸酯(C10)等。然而，TOTM或TNOTM(其中R是8個碳原子)是最好的。
通過下列實施例可以進一步了解本發明，但這些實施例並不是對本發明權利要求範圍的限制。
實施例1TOTM對摩擦係數的影響用30CC基礎油試樣，進行基礎油和基礎油與某些添加劑的混合物的試驗，使用球-圓柱摩擦試驗機測定所說添加劑對摩擦係數的影響。所用的球-圓柱摩擦試驗機在R.Benzing等人的「摩擦和磨損裝置」第二版、美國潤滑工程師學會會報(1976)中有描述，該文獻公開的內容列為本文的參考文獻。該機在室內空氣中，在三個溫度(90℃、120℃和150℃)下，在圓柱以0.8r.P.m(11、3cm/min)的轉速旋轉的同時施加4Kg的載荷約20分鐘的條件下操作的。該球(直徑為1.25cm)和旋轉圓柱(46mm×18mm)都用52，100不鏽鋼(SUJ-2)製造。該球和圓柱的表面粗糙度分別為2和6微英寸。圓柱體的洛氏硬度是62。試驗用基礎油具有如下規格
芳烴%(重)5.6粘度，釐斯(在40℃)9.5硫%(重)0.2基礎油加試驗用的添加劑如下基礎油+10%(重)C12/C16醇基礎油+10%(重)C18硬酯酸丁酯基礎油+10%(重)TOTM基礎油/TOTM混合物的皂氏值是30。
這些試驗的結果總括於下面的表1並示於圖1、2和3中。
表1溫度0分鐘5分鐘10分鐘15分鐘20分鐘90℃基礎油0.2160.1020.2040.2040.228加醇0.1840.1800.1680.1780.178加硬酯酸丁酯0.2040.1800.1730.2040.240加TOTM0.1920.1680.1680.1820.184120℃基礎油0.2640.2260.3220.3490.341加醇0.2280.2110.2040.2400.224加硬酯酸丁酯0.2170.2170.2140.2380.277加TOTM0.2040.2040.2090.2280.220150℃基礎油(1)(1)(1)(1)(1)加醇0.2400.4080.3600.3490.365加硬酯酸丁酯0.2170.3600.3850.4090.409加TOTM0.2040.3120.3480.3430.360
(1)不能測定表1中的數據表明當基礎油中含有TOTM時，隨著溫度的增加，得到的摩擦係數較小。
實施例2TOTM對光亮度的影響用Sundwig製造的12級多輥軋機，使用0.9mm厚、150mm寬和100mm長的退火的304不鏽鋼(奧氏體)試樣進行試驗。工作軋輥是直徑為38mm的不鏽鋼(SUJ-2)輥，其維氏硬度為950，粗糙度為0.3微米。軋制速度為20～200米/分。試驗用油的性質如下性質油A油B粘度，釐斯(在40℃)1010添加劑，%(重)1013-14主添加劑TOTM單酯輔助添加劑-磷酸酯(TCP)皂化值3040然後測定各個試樣的光亮度，其結果列於下面表2，並示於圖4中。
表2軋制速度光亮度(米/分)油A油B209791001501027991100103496813010359802001012938
表2中的數據及圖4所示的結果表明當潤滑油中含有TOTM時改進了試樣的光亮度。因此，TOTM的使用導致了比競爭性添加劑更好的表面光潔度。
實施例3TNOTM對光亮度的影響用Kobelco製造的12級多輥軋機，使用0.1mm厚、50mm寬和100mm長的退火430不鏽鋼(鐵素體)試樣進行試驗。工作軋輥是維氏硬度為98、粗糙度為0.3微米的不鏽鋼(SUJ-2)輥。軋制速度為100米/分，在軋壓量為40～65%，用下列性質的油進行試驗性質油A油B油C粘度，釐斯(在40℃)8.08.08.0添加劑，%(重)102020主添加劑TNOTM單酯單酯輔助添加劑-磷酸酯(TCP)脂肪酸皂化值304040這些試驗的結果示於圖5中。
圖5中的數據表明，當用含有TNOTM(無附加的任何光亮度增強劑)的潤滑油時，改善了光亮度並得到更好的表面光潔度。
權利要求
1.一種金屬加工潤滑油組合物，其包括潤滑油基礎油和有效量的具有下列通式的三酯
其中R是有6～13個碳原子的烷基。
2.根據權利要求1的組合物，其中所說的三酯是三2-乙基己基偏苯三酸酯、三正辛基偏苯三酸酯或其混合物。
3.根據權利要求2的組合物，其中所說的基礎油的芳烴含量約為4～10%(重)。
4.根據權利要求3的組合物，其中所說的三酯含量約為8～15%(重)。
5.根據權利要求4的組合物，其中所說的三酯含量約為10～13%(重)。
6.一種金屬加工方法包括(a)在金屬上施用潤滑油組合物，該組合物包括潤滑油基礎油和有效量的具有如下通式的三酯
其中R是有6～13個碳原子的烷基，和(b)對所說的金屬進行金屬加工操作。
7.根據權利要求6的方法，其中所說的三酯是三2-乙基己基偏苯三酸酯、三正辛基偏苯三酸酯或其混合物。
8.根據權利要求7的方法，其中所說的基礎油的芳烴含量約為4～10%(重)。
9.根據權利要求8的方法，其中所說的三酯的含量約為8～15%(重)。
10.根據權利要求9的方法，其中所說的三酯的含量約為10～13%(重)。
11.根據權利要求6的方法，其中所說的金屬是不鏽鋼。
12.根據權利要求11的方法，其中所說的金屬是不鏽鋼板。
全文摘要
本發明涉及一種金屬加工潤滑油，該潤滑油由於添加有某些偏三酸的三酯因而具有改進的潤滑性能。用這種方法製成的潤滑油特別適宜在不鏽鋼板和鎦的冷軋過程中作冷軋用潤滑油。
文檔編號C10M169/04GK1035674SQ8910119
公開日1989年9月20日 申請日期1988年12月28日 優先權日1987年12月29日
發明者畑野敏, 川崎宗平, 星野哲郎, 遠藤高三 申請人:埃克森研究工程公司