一种钢板桩润滑剂
阅读说明：本技术 一种钢板桩润滑剂 (Steel sheet pile lubricant ) 是由 杨超 刘中国 魏朝良 张雪涛 于 2020-05-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种环保型钢板桩加工专用润滑剂组合物,其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。本发明的特点是用六边形氮化硼为主润滑剂,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,且具有优异的极压润滑性。(The invention discloses an environment-friendly lubricant composition special for steel sheet pile processing, which comprises the following components in percentage by mass: 0.1-10% of boron nitride solid; emulsifier A2-10%; emulsifier B2-10%; 0.1-10% of ionic liquid; the balance of base oil. The invention is characterized in that hexagonal boron nitride is used as a main lubricant, and choline lipoic acid ionic liquid is used as a lubricant, an antioxidant and a coupling agent; the emulsifier with different HLB values is compounded to ensure that the product is uniform and stable, and the product is stable and uniform after being diluted by water and has excellent extreme pressure lubricity.)
技术领域
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
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。
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。
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。
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。
发明内容
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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：
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。
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。
本发明的增益效果：
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：
(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。
(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。
(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。
(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
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。
本发明所述的环保型钢板桩专用润滑剂的调和过程如下：
(1)各组分按配比分别计量待用；
(2)将基础油投入到调和釜中，搅拌升温至40-50℃；
(3)投入乳化剂A、乳化剂B、离子液体搅拌20-30min；
(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。
实施例1
在本实施例中，各组分以及添加量见下表1：
表1
按照上述调制过程生产。
实施例2
在本实施例中，各组分以及添加量见下表2：
表2
按照上述调制过程生产。
实施例3
在本实施例中，各组分以及添加量见下表3：
表3
按照上述调制过程生产。
实施例4
在本实施例中，各组分以及添加量见下表4：
表4
按照上述调制过程生产。
对比例1
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：
表5
按照上述调制过程生产。
对比例2
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：
表6
按照上述调制过程生产。
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：
表7
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。