一种钢板桩润滑剂的制作方法

1.本发明涉及一种润滑油组合物，特别是适用于钢板桩生产过程用的润滑剂的组合物。


背景技术：

2.钢板桩是带有锁口的一种型钢，其截面有直板形、槽形及z形等，有各种大小尺寸及联锁形式。常见的有拉尔森式，拉克万纳式等。作为可重复使用的绿色环保型基础结构用材料，钢板桩具有高强轻质、止水性好、耐久性强、施工效率高、占地少等独特性能。与其它工法相比，钢板桩施工优势十分明显：(1)简单、作业占用场地较小、操作灵活且工期短，适于实施洪涝、塌方、塌陷、流沙等灾害的快速抢险施工；(2)在较恶劣的使用环境中，寿命可达50年；(3)施工环保，取土量及混凝土用量大幅减少，有效保护土地资源；(4)重复性好，可在临时性工程中反复使用20～30次等特点。
3.近年来，随着我国经济的迅猛发展，各类新颖、高效、环保的工程施工技术与材料逐渐得以推广应用。钢板桩因其独特的性能，解决了我国若干大型工程建设的施工难题。如上海长兴岛造船基地一期项目、唐山曹妃甸煤炭码头等重大工程，这些项目的一次性钢板桩用量均达万吨，取得了良好的经济和社会效益。
4.钢板桩是由大钢胚或者扁钢胚在加热炉里加热到1250℃前后压延制成的，具有复杂形状的轧辊孔形的多次通过，一点一点逐步形成最终的截面形状。完成压延的钢板桩在高温状态下根据所规定的产品长度进行切断。在压延过程中，需要使用大量润滑剂对异形轧辊和钢胚进行润滑、冷却以及清洗作用。与普通的热轧或者冷轧相比，(1)由于钢板桩生产过程使用异形轧棍，当轧辊磨损一定量时，会对钢板桩的形状、尺寸大小带来巨大影响，因此需要润滑剂提供更为优异的润滑性能，常用的热轧油等产品润滑性能无法满足要求；(2)钢板桩生产过程摩擦副的温度很高，约500℃-850℃，普通的润滑剂在此温度下已碳化，无法提供润滑性能；(3)常见的固体润滑剂虽然能够承受高温，但无法溶解分散到水中或油中；(4)产品必须同时兼具润滑和冷却性能。(5)随着人们对环境、健康、安全越来越重视，产品必须不含氯、磷等对环境有害元素。
5.目前尚未见有适用于钢板桩生产过程的润滑剂的报道，一些企业使用石墨粉分散液作为润滑剂，但是使用过程中，石墨粉非常容易堵塞排水孔，工人必须停机去清理排水孔，生产必须中断；一些企业为了达到冷却效果，使用循环冷凝水作为润滑剂，但在使用过程中，水无法为轧辊提供润滑作用，以至于轧辊更换频繁，严重增加了生产成本。因此，研究一种能够在高温下保持优异润滑性能、均匀无沉淀、且环境友好型的润滑剂，是本领域丞待解决的一项技术难题。


技术实现要素：

6.为解决上述问题，本发明提出一种在高温下保持优异润滑性能、均匀无沉淀、环境友好型的润滑剂。生产使用时，使用水稀释至一定比例，亦能够保持均匀稳定。
7.本发明提出技术方案如下：该环保型钢板桩加工专用润滑剂组合物组分和含量按质量百分比为：氮化硼固体0.1-10％；乳化剂a2-10％；乳化剂b2-10％；离子液体0.1-10％；基础油余量。
8.为实现高温下具有优异润滑性能，本发明创造性的使用氮化硼为主润滑剂组分。氮化硼具有耐高温、耐湿、抗氧化性强的特性，并且在温度＜1200℃工况下均能保持优异的润滑性，但是氮化硼难溶于水相和油相，难以用到润滑剂产品中。本发明使用离子液体作为耦合剂，增强氮化硼在润滑剂产品中的分散均匀性；为使润滑剂产品油相形成均匀的o/w体系、且在使用时水稀释后迅速形成稳定的w/o体系，本发明经过筛选，复配了适合本发明要求的乳化剂体系。
9.本发明所述的氮化硼固体为六边形氮化硼，粒子尺寸为1-100μm。
10.本发明所述的乳化剂a为hlb值范围8～20的乳化剂，失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚，烷基酚与环氧乙烷缩合物，壬基酚聚氧乙烯醚类乳化剂中的一种或多种。特别优选的，为聚氧乙烯(4eo)失水山梨醇单硬脂酸酯(t61)，聚氧乙烯(5eo)失水山梨醇单油酸酯(t81)，聚氧乙烯(20eo)失水山梨醇单油酸酯(t80)，聚氧乙烯辛基苯酚醚-10(op-10)，壬基酚聚氧乙烯醚(np-10)中的一种或多种。
11.本发明所述的乳化剂b为hlb值范围0～9的乳化剂，失水山梨醇脂肪酸酯类乳化剂中的一种或多种。特别优选的，为失水山梨醇单油酸酯(sp80)，失水山梨醇三油酸酯(sp85)，失水山梨醇三硬脂酸酯(sp65)，失水山梨醇单硬脂酸酯(sp60)中的一种或多种。
12.本发明所述的乳化剂复配为乳化剂a：乳化剂b比例范围为1:100-3:5。
13.本发明所述的离子液体为胆碱硫辛酸离子液体，具有如下结构：
[0014][0015]
本发明所述的胆碱硫辛酸离子液体具有以下特点：(1)液态温度范围广，胆碱硫辛酸离子液体在300℃以上仍能保持液体状态，稳定性高，具有极低的挥发性，无气味，不可燃，在较高温度下易同摩擦副表面发生摩擦化学作用，形成具有较高承载能力和抗磨性能的边界润滑膜，从而有效地起极压润滑作用。从保证油品高温下仍有优异的润滑性；(2)具有优异的抗氧化作用，且溶解能力强，具有助溶作用，可有效的耦合分散氮化硼固体。
[0016]
本发明所述的基础油组分，为矿物型基础油，主要作为添加剂的载体，无特殊限制。优选为精制的10号变压器油、-40变压器油、-35变压器油、-30变压器油、精制石蜡基基础油60n、70n、100n、150n、150sn、400sn中的一种多多种。
[0017]
本发明的增益效果：
[0018]
本发明使用六边形氮化硼为主润滑剂，使用胆碱硫辛酸离子液体作为润滑剂、抗氧剂、耦合剂。并通过复配不同hlb值的乳化剂使得产品均匀、稳定，经水稀释后产品稳定、均匀。制备的润滑剂油品具有以下特点：
[0019]
(1)本发明的环保型钢板桩加工专用润滑剂，所选用六边形氮化硼为主润滑剂，在高温下仍能够保持良好的润滑性。
[0020]
(2)本发明的环保型钢板桩加工专用润滑剂，所选用的离子液体在高温下仍然能
够保持优异的润滑性能，且具有优异的抗氧化作用，同时能够有效分散氮化硼固体润滑剂。
[0021]
(3)本发明的环保型钢板桩加工专用润滑剂，不含氯、磷等有毒、对环境有害且难以降解的添加剂组分，属环境友好型产品方案。易于对废油品的后处理。
[0022]
(4)本发明的环保型钢板桩加工专用润滑剂，采用不同hlb值复配的乳化体系，使得产品油相均匀稳定，经水稀释后的工作液为能够保持均匀、稳定状态。便于生产使用。
具体实施方式
[0023]
以下对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0024]
本发明所述的环保型钢板桩专用润滑剂的调和过程如下：
[0025]
(1)各组分按配比分别计量待用；
[0026]
(2)将基础油投入到调和釜中，搅拌升温至40-50℃；
[0027]
(3)投入乳化剂a、乳化剂b、离子液体搅拌20-30min；
[0028]
(4)然后分批次投入固体氮化硼，搅拌1-2h至油品均匀后，包装入库。
[0029]
实施例1
[0030]
在本实施例中，各组分以及添加量见下表1：
[0031]
表1
[0032][0033][0034]
按照上述调制过程生产。
[0035]
实施例2
[0036]
在本实施例中，各组分以及添加量见下表2：
[0037]
表2
[0038][0039]
按照上述调制过程生产。
[0040]
实施例3
[0041]
在本实施例中，各组分以及添加量见下表3：
[0042]
表3
[0043][0044][0045]
按照上述调制过程生产。
[0046]
实施例4
[0047]
在本实施例中，各组分以及添加量见下表4：
[0048]
表4
[0049][0050]
按照上述调制过程生产。
[0051]
对比例1
[0052]
对比例1为实施例3中，不添加胆碱硫辛酸离子液体方案，各组分以及添加量见下表5：
[0053]
表5
[0054][0055]
按照上述调制过程生产。
[0056]
对比例2
[0057]
对比例2为实施例3中，不添加六边形氮化硼方案，各组分以及添加量见下表6：
[0058]
表6
[0059][0060]
按照上述调制过程生产。
[0061]
测试方法说明，重要的油品性能测试方法均为现行标准方法：油品的极压润滑性采用四球试验机测试pb值、pd值(标准方法gb/t3142)；油品的防锈性能测试方法为液相锈蚀(标准方法astm d665b)。性能测试结果如下表7：
[0062]
表7
[0063]
[0064]
由以上结果可以看出，本发明的环保型钢板桩加工专用润滑剂具有优异的润滑性能，产品均匀稳定，产品稀释液均匀稳定，同时也是环保型润滑剂。