金屬軋制油組合物的製作方法

2023-10-08 01:30:44 1

專利名稱：金屬軋制油組合物的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種在金屬的冷軋中使用的金屬軋制油組合物。
背景技術：
以往所用的冷軋油，有以礦物油、動植物油脂、合成酯等的單一物質或其混合物為基礎油，並向其中配混脂肪酸等油性改進劑(oiliness improver)、磷酸酯等極壓添加劑(extreme-pressure additive)、防鏽添加劑、抗氧化劑、乳化劑等的冷軋油。通常，將該冷軋油乳化分散在水中，製成濃度為I 10體積％左右的乳化分散液來使用。該乳化分散液一般被稱為冷卻劑，通常以從罐內經由泵，並從噴嘴供給噴射至工
作輥及鋼板上，再返回罐的循環方式使用。該循環方式中使用的冷軋油通過其在工作輥及鋼板表面的展著作用(稱為離水展著性)而發揮潤滑效果。近年來，伴隨著軋制技術的進步，實現了軋制的高速化、批量生產化，對於金屬軋制油，要求進一步提高其潤滑性、循環使用時的乳化穩定性。作為乳化穩定性及離水展著性優異的金屬軋制油組合物，可列舉出專利文獻I 3的金屬軋制油組合物。專利文獻I :日本特開平8-325588號公報專利文獻2 日本特開平10-298580號公報專利文獻3 日本特開2008-7544號公報

發明內容
發明要解決的問題但是，專利文獻I 3的金屬軋制油組合物的乳化穩定性雖然得到改善，但是與以往的軋制油組合物相比其離水展著性還稱不上足夠優異。在為了進行乳化分散而配混了非離子性表面活性劑、陰離子性表面活性劑等的冷軋油中，離水展著性根據該表面活性劑的種類、配混量的調整而發生變化。例如，若通過調整非離子性表面活性劑的HLB、表面活性劑配混量來提高冷卻劑的乳化穩定性，則離水展著性降低，潤滑性變得不充分。另外，若想通過調整非離子性表面活性劑的HLB、表面活性劑的配混量並增大冷卻劑的粒徑來提高離水展著性，則冷卻劑的乳化狀態變得不穩定，在循環使用時出現各種障礙。即，由於在調整適用的表面活性劑的方法中冷卻劑的乳化穩定性與離水展著性互為消長(trade-off)關係，因此需要兼顧這兩種特性的冷卻劑。本發明的目的在於提供乳化穩定性及離水展著性均優異的金屬軋制油組合物。用於解決問題的方案本發明的第一方案為一種金屬軋制油組合物，其具有選自由礦物油、動植物油脂及合成酯所組成的組中的至少I種基礎油、表面活性劑及彈性體。在本發明的第一方案中，優選相對於基礎油100質量份含有0. I質量份以上且10質量份以下的表面活性劑、及0. 05質量份以上且20質量份以下的彈性體。
在本發明的第一方案中，優選還含有油性劑。在本發明的第一方案中，優選還含有抗氧化劑。本發明的第二方案為一種冷卻劑，其是將本發明的第一方案的金屬軋制油組合物分散在水中而成的。發明的效果本發明的金屬軋制油組合物及含有該金屬軋制油組合物的冷卻劑可以獲得乳化穩定性及離水展著性兩者均優異的性能。
具體實施例方式本發明的金屬軋制油組合物具有基礎油、表面活性劑、及彈性體。(基礎油)作為本發明中使用的基礎油，一直以來使用在此種金屬軋制油組合物中的基礎油均可使用。具體而言，可列舉出錠子油、機油、渦輪機油、汽缸油等礦物油；鯨油、牛脂、豬油、菜籽油、蓖麻油、米糠油、棕櫚油、椰子油等動植物油脂；由牛脂、蓖麻油、椰子油等得到的脂肪酸及合成脂肪酸與碳原子數I 22的脂肪族一元醇形成的單酯，前述脂肪酸及合成脂肪酸與乙二醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇等多元醇形成的二酯、三酯、四酯的合成酯。基礎油還可以配混兩種以上的這些礦物油、動植物油脂、及合成酯使用。(表面活性劑)作為表面活性劑，可以使用陰離子性表面活性劑、陽離子性表面活性劑、非離子性表面活性劑。作為陰離子性表面活性劑，可列舉出鏈烷磺酸鈉鹽、環烷酸鈉皂、烷基苯磺酸鈉鹽等。作為陽離子性表面活性劑，可列舉出烷基三甲基銨鹽、雙烷基二甲基氯化銨、烷基氯化批唳等。作為非離子性表面活性劑，例如，可以使用丙二醇和乙二醇的共聚物、高級脂肪酸、多元脂肪酸及縮聚而成的羥基脂肪酸的至少一種與聚乙二醇、甘油、山梨醇等多元醇的至少一種形成的單酯或聚酯。丙二醇和乙二醇的共聚物的結合形式沒有特別限定，例如，可以是嵌段聚合，也可以是無規聚合。另外，還可以對改性聚烯烴進行共聚，作為改性聚烯烴，可列舉出順酐化聚丁烯(Maleinized polybutene)。作為高級脂肪酸,可列舉出碳原子數12 18的飽和或不飽和一元脂肪酸，例如月桂酸、肉豆蘧酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸等。作為多元脂肪酸，可列舉出碳原子36的油酸或亞油酸的二聚酸，碳原子54的油酸或亞油酸的三聚酸。作為縮聚而成的羥基脂肪酸，碳原子數36 180左右的羥基脂肪酸是適合的，例如，可列舉出由2分子 10分子的羥基硬脂酸連接而成的羥基脂肪酸。作為聚乙二醇，分子量為1500 2500左右的聚乙二醇是適合的。作為聚酯，可以使用二酯、可能的情況下的三酯、四酯等。表面活性劑的分子量需要為2000 15000。低於2000則油粒的抗聚並性差，另夕卜，在本發明人可以得到的範圍內的表面活性劑中，若分子量超過15000，則油溶性變差。另夕卜，這些表面活性劑的HLB需要為5 9。低於5則油溶性變強，超過9則水溶性變強，因此，這兩種情況下油滴和水的界面均無法穩定存在。相對於基礎油100質量份，表面活性劑的配混量的下限優選為0. I質量份以上，更優選為I質量份以上，進一步優選為2質量份以上，特別優選為4質量份以上。另外，本發明中，即使添加5質量份以上的表面活性劑，也可以使離水展著性良好。以往若添加此種程度的表面活性劑，雖然乳化穩定性變得良好，但是離水展著性變差，而本發明中可以兼顧這兩種特性。若表面活性劑的添加量過少，則存在乳化分散的穩定性差的風險。另外，上限無特別限定，但從添加表面活性劑的效果會飽和的觀點出發，優選為10質量份以下，更優選為7質量份以下，進一步優選為6質量份以下。(彈性體)本發明的金屬軋制油組合物含有彈性體。由此，本發明的金屬軋制油組合物在提高乳化穩定性的同時可以提高離水展著性。這樣，以往互為消長關係的乳化穩定性和離水展著性，在本發明中，通過含有彈性體，從而可以實現這兩種特性的提高。可以將軋制油乳化分散在水中製成冷卻劑來使用。從噴嘴供給噴射的冷卻劑衝擊
被塗布體鋼板，此時冷卻劑的乳化狀態被破壞，僅油分在金屬表面展著。冷卻劑被連續供給，油分的附著和再洗滌重複進行，由此，形成離水展著油膜。這裡，彈性體由於為水不溶性而存在於油相中，其分子量的大小和/或由交聯所產生的分子內鍵合結構對流動性的阻礙效果，會妨礙離水展著油膜形成時的再洗滌。由此可見，通過含有彈性體，離水展著性提高。作為本發明中使用的彈性體，只要溶解於基礎油且為膠狀的回彈體，則無特別限定，可以使用大致分成的熱固性彈性體、熱塑性彈性體。作為熱固性彈性體，可列舉出天然橡膠、聚氨酯橡膠、矽橡膠、氟橡膠等。另外，熱塑性彈性體為具有軟相和硬相的微相分離結構的彈性體，例如，可列舉出苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、異戊二烯-異丁烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、聚異丁烯等。彈性體的分子量的下限優選為重均3萬以上，更優選為重均5萬以上；上限優選為重均600萬以下，更優選為重均250萬以下。若該分子量過小，則存在妨礙離水展著油膜的再洗滌的效果差的風險。另外，若分子量過大，則存在在基礎油中的溶解性差的風險。相對於基礎油100質量份，彈性體的含量下限優選為0. 05質量份以上，更優選為0. I質量份以上，進一步優選為0. 2質量份以上；上限優選為20質量份以下，更優選為10質量份以下，進一步優選為5質量份以下，再進一步優選為3質量份以下，特別優選為2質量份以下。若彈性體的含量過少，則其提升離水展著性的效果變小，相反地，若彈性體的含量過多，則會導致該效果飽和。(添加劑)本發明的金屬軋制油組合物除上述成分外，還可以根據需要添加公知的各種添加齊U，例如，油性劑、極壓劑、抗氧化劑等。作為油性劑，可列舉出硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、花生酸、山嵛酸、芥酸、偏苯三酸、棕櫚油脂肪酸、牛脂脂肪酸、豬脂脂肪酸、大豆油脂肪酸、菜籽油脂肪酸、妥爾油脂肪酸等脂肪酸；這些脂肪酸的酯化物；二聚酸等二元酸等。作為極壓劑，可列舉出三烷基磷酸酯、二烷基磷酸酯、三芳基磷酸酯等磷酸酯；三烷基亞磷酸酯、二烷基亞磷酸酯、三芳基亞磷酸酯等亞磷酸酯等。作為抗氧化劑，可列舉出二叔丁基對甲酚等酚系化合物；苯基-a-萘胺等芳香胺等。本發明的金屬軋制油組合物與水混合，利用混合器分散該混合溶液，從而可以使金屬軋制油組合物乳化分散在水中成為冷卻劑。冷卻劑中的金屬軋制油組合物的比例通常為I 10體積％。冷卻劑中的油成分的平均粒徑的下限優選為以上，更優選為4以上，進一步優選為5 ii m以上；上限優選為11 y m以下，更優選為10 m以下，進一步優選為以下，特別優選為Sym以下。若該平均粒徑過小，則存在離水展著性差的風險，相反地，若該平均粒徑過大，則存在乳化穩定性差的風險。冷卻劑中的油分的平均粒徑利用庫爾特計數器來進行測定。冷卻劑的使用方法與以往相同，可以邊循環邊噴射供給至軋輥、被軋材料而使用。實施例按規定量配混表I所示的各成分，製備實施例I 9的金屬軋制油組合物。另外，
同樣地按規定量配混表2所示的各成分，製備比較例I 7的金屬軋制油組合物。〈冷卻劑的製備〉向水中添加各金屬軋制油組合物至其達到2體積％,使用齒輪泵(gear pump)(流量30L/分鐘)及均質混合器(轉速3000rpm)進行30分鐘的泵循環及攪拌，製備乳化分散液(液量10L，液溫55°C )。利用庫爾特計數器(Multisizer II)測定該分散液中的金屬軋制油組合物的平均粒徑。然後，採取該分散液200mL，靜置30分鐘後，測定下層IOOmL的試樣油的濃度，評價冷卻劑的乳化穩定性(ESI-30)。ESI-30的計算方法如下所示。(ESI-30 計算方法)ESI-30 ( % )=[(靜置30分鐘後的下層IOOmL的試樣油濃度)/(初始濃度)]X100(離水展著性的評價)用泵對上述所得的乳化分散液進行I小時的循環，向懸垂的試驗片上垂直地噴射該乳化分散液2秒鐘，測定此時的附著油分量(g/m2)。試驗片SPCC-SD，I 2 X 60 X 80mm試驗片溫度120 °C噴射流量2. IL/分鐘
試樣油濃度2體積％液量IOL液溫55°C[表 I]
權利要求
1.一種金屬軋制油組合物，其具有選自由礦物油、動植物油脂及合成酯所組成的組中的至少I種基礎油、表面活性劑及彈性體。
2.根據權利要求I所述的金屬軋制油組合物，其相對於所述基礎油100質量份含有0.I質量份以上且10質量份以下的所述表面活性劑、及0. 05質量份以上且20質量份以下的所述彈性體。
3.根據權利要求I或2所述的金屬軋制油組合物，其還含有油性劑。
4.根據權利要求I 3中任一項所述的金屬軋制油組合物，其還含有抗氧化劑。
5.一種冷卻劑，其是將根據權利要求I 4中任一項所述的金屬軋制油組合物分散在水中而成的。
全文摘要
本發明利用具有選自由礦物油、動植物油脂及合成酯所組成的組中的至少1種基礎油、表面活性劑及彈性體的金屬軋制油組合物，提供一種乳化穩定性及離水展著性均優異的金屬軋制油組合物。
文檔編號C10M133/12GK102803451SQ20108002692
公開日2012年11月28日 申請日期2010年2月12日 優先權日2009年6月16日
發明者細田貢司, 伊澤圭司, 長谷川準 申請人:尤希路化學工業有限公司