第４１卷第２期 当 代 化 工 Ｖｏ１．４ｌ，Ｎｏ．２ ２Ｏ１２年２月 Ｃｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｆｅｂｒｕａｒｙ，２０１ ２ 复配乳化剂对冷轧油乳化性能影响的研究进展 田 田，闫 锋 （辽宁石油化工大学石油化工学院，辽宁抚顺１１３０００） 摘 要： 目前国内的冷轧油都是以精制矿物油为原料，并添加乳化剂、油性剂、抗磨剂、抗氧剂、和防 腐防锈剂等助剂调合而成。随着国民经济的迅速发展，尤其是冷轧薄板的异军突起，对冷轧油的需求也是急剧 增加。简要介绍了冷轧油的组成，重点介绍了国内冷轧油乳化性质的研究状况，并总结了未来冷轧油的发展趋 势。 关键词：冷轧油乳化液；乳化剂；配方；理化指标 中图分类号：ＴＥ ６２６ 文献标识码： Ａ 文章编号： １６７ １—０４６０（２０１２）０２—０１６６—０４ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ Ｅｍｕｌｓｉｉｆｅｒｓ ｏｎ Ｅｍｕｌｓｉｆｙｉｎｇ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｏｌｄ Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｏｉｌ ＴＩＡＮ Ｔｉａｎ， ＹＡＮＦｅｎｇ （Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｓｈｉｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｆｕｓｈｕｎ １ １ ３００ １，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅ ｃｏｌｄ ｒｏｌｌｉｎｇ ｏｉｌ ｉｓ ｏｆｔｅｎ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｆｒｏｍ ｒｅｆｉｎｅｄ ｍｉｎｅｒａｌ ｏｉ１ ｂｙ ａｄｄｉｎｇ ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒｓ，ｏｉｌｙ ａｇｅｎｔｓ， ａｎｔｉｗｅａｒ ａｇｅｎｔｓ．ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔｓ ａｎｄ ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ａｎｔｉｒｕｓｔ ａｇｅｎｔｓ．Ｗｉｔｈ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｎａｔｉｏｎａｌ ｅｃｏｎｏｍｙ， ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｗｉｄｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｌｄ ｒｏｌｌｅｄ ｓｈｅｅｔ，ｄｅｍａｎｄ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｌｄ ｒｏｌｌｉｎｇ ｏｉｌ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｑｕｉｃｋｌｙ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｌｄ ｒｏｌｌｉｎｇ ｏｉｌ ｗａｓ ｂｒｉｅｆｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ．ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ ｅｍｕｌｓｉｌｙｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｌｄ．ｒｏｌｌｅｄ ｏｉｌ ｗａｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｌｄ ｒｏｌｌｉｎｇ ｏｉｌ ｗａｓ ｓｕｍｍｅｄ ｕｐ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｃｏｌｄ ｒｏｌｌｉｎｇ ｏｉｌ； Ｅｍｕｌｓｉｉｆｅｒ； Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ；ＰｅｒｆｏｒｌＴｌａｎｃｅ ｔｅｓｔｉｎｇ 随着对铝材冷轧润滑剂研究的深入和轧制油的 而且可以提高轧制速度，提高产量，同时还能改善 国产化，迫切需要对ＳＬＮ油的成分进行剖析，以制 钢板的表面质量。所以，要对冷轧油添加剂的成分 定轧制油配方设计指导原则，促进铝材轧制油国产 尤其是乳化剂及其各个理化指标对乳化效果的影响 化进程。 进行探索。以便在今后配制冷轧油时，能正确合理。 国内冷轧油于２０世纪７０年代末期研制，即武 还要正确选择其添加剂成分，使冷轧钢板达到高产、 钢从德国引进１ ７００ ｍｉｌｌ五机架连轧机开始。由于当 优质、低成本 。 时轧制油研制的起步较晚，大部分是在剖析国外油 的基础上进行模仿的ｏ ２０世纪８０年代中期，随着 １冷轧油的组成 冷轧技术的发展及市场对冷轧薄板质量要求的提 轧制油乳化液是由水和轧制油通过强烈搅拌后 高，陆续的ＣＲ一２轧制油，ＪＣ一１高清净性冷ＳＬ￣Ｌ￥０ 形成的ｏ／ｗ（油在水中）型不稳定乳化液，如果在此 油也研制成功。随着添加剂新品种的不断出现，国 体系中加人表面活性剂，则能形成稳定的乳化液。 内外冷ＮＬＮＬＮ油的研究迅速发展。在油性剂、极压 同时采用适当的添加剂，以达到润滑和冷却的目的。 剂、抗氧化剂等添加剂方面上，国外的冷轧油发展 １．１基础油的研究进展 已经很成熟了。因此，目前重点集中在更具体、更 目前，铝箔轧制油基础油的研究趋向系列化、 有效的改变乳化体系工作上。即在ＮＬＮ油其他组分 窄馏程、低硫和低芳烃组成。在其配方、组成及性 不变的情况下，注重了对乳化体系的改变ｕ 。 能方面已有很多学者有了一定的研究。骆傲阳，赵 在冷轧钢板生产中，冷轧油具有良好的润滑性 野 等从工艺方面考虑，铝箔轧制油应具有馏分范 能，良好的遇火清净性能，良好的冷却性能，防锈、 围窄、饱和烃含量高、闪点高以及硫和芳烃含量低 无公害、使用方便和价格便宜等特点。使用优质的 的特点。孙建林 等对铝材冷轧油基础油的润滑作 冷轧油不仅能降低能量消耗和轧辊磨损，减少事故， 用进行研究，得出结果：正构烷烃系列具有较好的 收稿日期：２０１１一ｌ ２—２３ 作者简介： 田 田（１９８７一），女，辽宁海城人，２０１０年毕业于辽宁石油化工大学应用化学专业。Ｅ－ｍａｉｌ：ｔｉａｎｅｒｌ９８７９９＠１６３．ｃｏｍ。 通讯作者： 闫锋（１９６５－），男，高级实验师，研究方向：主要从事石油化学品研究工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｆｙａｎｙｕｊ１ａ＠ｙａｈ０ｏ．ｃｏｍ．ｃｎ。 第４１卷第２期 田 田，等：复配乳化剂对冷轧油乳化性能影响的研究进展 １６７ 润滑效果；姚保儒 和陈淮东 等得出，饱和烃对液 压油和添加剂的溶解能力较好，并具有正构烷烃和 异构烷烃的优点。胡豫，满瑞林 等不但对复杂的 加氢基础油成分进行了剖析，还研究了基础油组成 用效果。结果表明，３种含磷添加剂均使基础油的 摩擦学性能得到一定程度地提高，其中Ｔ３０４具有 优异的承载能力和抗磨减摩性能，其最佳添加量为 ０．５％～１．５％ｆ质量分数）；Ｔ３０４较Ｔ３０６和Ｔ３０９具有 更优异的润滑性能。袁驰ｕ踟等通过对不同轧制油轧 制时轧件的表面形貌和表面粗糙度的分析得出：使 对其性能的影响，考察了调和轧制油工艺与基础油 性能要求之间的矛盾，总结出了高性能的加氢基础 油物质组成的综合指标。胡汉国，曹文华 利用脂肪 用轧制油可以有效的改善铝材的表面质量，尤其在 醇与脂肪酸合成的合成酯在金属表面可形成物理和 基础油中加入添加剂后，轧制润滑效果得到更大的 化学吸附膜，各种性能良好，可满足高清净性冷轧 油性能的要求。 １．２添加剂的研究进展 一改善，但添加剂对铝板表面质量的影响具有双重性。 孙建林，吴晓东 等在基础油中使用不同类型、不 同含量的添加剂进行铝板带的冷轧工艺润滑与退火 实验，获得了各种添ＤｉＪＴｆ０的轧制润滑特征曲线。并 通过实验研究全面评价了铝轧制油中常用的脂肪 酸、脂肪醇、脂肪酸酯等添加刺的性能，包括基本 理化性能、摩擦系数、轧制压力、油膜强度、退火 性能等，综合考察最后得到了综合性能较好的添加 般的添加剂是具有极性的化合物或聚合物， 它的加入能更有效、更经济的改善油品的某种性能。 已有学者得出，添加剂的配方对轧制油质量水平及 轧制工艺润滑的效果有着关键的作用 “ 。添加剂的 加入可能会影响润滑油的物理和化学性质，按照其 用途的不同可将其分成两大类。例如降凝剂、增粘 剂、粘度指数改进剂、消泡剂等会影响润滑油的物 剂。其中：含有椰油醇５％的轧制油润滑作用效果 最佳。实验结果还表明：添加剂的使用并非含量越 高越好。且评价实验结果为铝材轧制润滑正确选择 理『生质；如各种抗氧剂、防锈剂、钝化剂、清净分 散剂、油性剂、极压抗磨剂等则会影响润滑油的化 学性质。简单的介绍典型冷轧油使用的添加剂主要 成分见表１，两种典型的轧制油配方见表２” 。 表１ 冷轧轧制油的主要组分 Ｔａｂｌｅ １ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｌｄ ｒｏｌｌｉｎｇ ｏｉｌ 添加剂提供了参考依据。孙建林，傅祖铸 对铝箔 冷轧工艺润滑剂常用的油性添加剂脂肪酸，脂肪醇 和脂肪酸酯的作用机理和作用效果进行了探讨和分 析，得出结论：添加剂的用量一般在３％～５％，不宜 太大，可提高冷轧油的油膜强度，改善扎后产品的 表面质量；三种添加剂中脂肪醇的综合效果最好。 表２典型冷轧油配方 Ｔａｂｌｅ ２ Ｆｏｒｍｕｌａ ｏｆ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ ｃｏｌｄ ｒｏｌｌｉｎｇ ｏｉｌ 配方 比例，％ ２０ ４０ ｌ０～７０ 矿物油 动植物油脂 聚酯：分子量７５０—２００００ ２０～９０ ５～８ １～２ 孙建林 和谭建平ｕ 等得出理论：较单一添加 非离子表面活性剂 防锈剂 剂，复合添加剂对轧制油润滑性能的影响更优。侯 玉青 选用轻质、正构烷烃、低硫、低芳的ＭＲ９２１ 油作为基础油，以ＣＳＡ—Ｂ为复合添加剂，研制出 油膜强度高、摩擦系数活中、退火性能好，轧制时 生产工艺稳定，性能优良的润滑油。孙建林 得出 结论：在轧制油中，退火后产生油斑的倾向会随着 强极性添加剂含量的增高而增大。近年来随着环境 保护受到高度重视，而磷系酯类添加剂因为具有良 好的热氧化安定性，抗磨性ｎ 及提高润滑油的 可生物降解性”…，在生产中得到了广泛应用。 １．３复配乳化剂对冷轧油影响的研究进展 目前，在日用化工、精细化工、石油化工。材 料化学、生物技术以及环境科学等领域乳化技术都 有应用，它已成为国际上核心的研究领域之一雎…。 目前，在经济飞速发展的同时，人们的环保意识也 在足渐加强。因此，只有一种环保且配伍性能好的 乳化剂才能满足市场的需求 。 。对于表面活性剂 复配的考察一直受到国内外各学者们的关注，复配 的乳化剂对表面活性具有协同增效作用雎 。表面活 熊孝经。¨ 等采用四球摩擦试验机分别考察亚磷酸二 正丁酯（Ｔ３０４）、磷酸三甲酚酯（Ｔ３０６）和硫代磷酸三苯 性剂与添加剂之间的复配，可以达到以下目的：① ｉ￣（Ｔ３０９）３种磷系极压剂在基础油中的摩擦学性能， 提高乳化剂的性能；②降低乳化剂剂的应用成本；乳化剂的复配有 通过铜板带冷轧制实验研究其在乳化液中的润滑作 ③减少乳化剂对生态环境的破坏。ｌ６８ 当 代 多种方式：采用两个ＨＬＢ值相差较大的非离子乳化 剂进行复配－ ；采用非离子和阴离子乳化剂进行复 配。 。；采用共表面活性剂 。但是，含有不相混容 化液的皂化值控制在１００～１３０ ｍｇ ＫＯＨ／ｇ；￣－Ｌ化液氯 含量一般控制在＜６０ ｍｇ／Ｌ。当乳化液检测值与实际 值不相符时，还采取了调节措施，才能生产出合符 用户要求的产品。 亲油部分的２个表面活性剂是不能复配的 。 在表面活性剂复配方面上，已有许多专家进行 了大量的研究Ｔ作。，李文志 等以非离子表 ３结论 但是，对于冷轧油乳化性质的研究至今还没有 一面活性剂为乳化剂，对生物油和柴油混合制备乳化 油技术进行了研究。以乳化油稳定性为评价指标， 个完善的理论。随着冷轧技术、化工原材料制造 技术的发展，冷轧轧制油在冷轧过程中的作用日益 研究了乳化剂的选择，并考察了ＨＬＢ值、乳化温度、 乳化时问对乳化油稳定性的影响。试验结果表明： 在乳化温度为３０～５０℃的条件下，以２％的司班 ８０和吐温８０复配液并辅以０．１％的正辛醇构成的 ＨＬＢ值为８的乳化剂乳化含有５％生物油和柴油的 混合液，可以形成油包水（Ｗ／Ｏ）型乳化油，其稳 定时间可达６０ ｈ；显微镜照片显示，乳化油中粒径 为５～１５ Ｉｘ ＩＴＩ的生物油液滴占６０％以上。宋莹，王 青宁 圳等研究了淀粉糖苷非离子表面活性剂与脂肪 醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐阴离子型表面活性剂、脂 肪醇聚氧乙烯醚非离子表面活性剂的混合体系的乳 化力的变化规律，找出复配体系的最佳配方，将其 乳化性与常用的烷基酚聚氧乙烯（１０）醚进行比较。 结果表明，复配后的体系有较低的表面张力，对菜 油的乳化性与烷基酚聚氧乙烯（１０）醚相当，对变压 器油的乳化性优于烷基酚聚氧乙烯（１０）醚。且该体 系浊点高于９０℃，泡沫细腻稳定，乳化性能好。 ２乳化液的理化指标对冷轧油的影响 的研究进展 乳化液理化指标的改变会直接影响着冷轧产品 的表面质量，对轧后带钢表面的清洁度起着关键的 作用。在生产过程中，必须通过必要的检测手段及 时监控乳化液理化指标的变化并及时调整，才能有 效的控制好乳化液的质量。这是降低轧制油单耗， 减少乳化液废液对环境的污染，保证钢板质量好的 既经济又有效的重要途径。万承胜，常海峰ｐ 利用 轧制油润滑机理，考察了冷轧乳化液指标的改变对 其性能的影响及指标的控制，总结出了该轧制油的 使用条件及乳化液控制手段，带钢表面反射率达到 ６３％以上，表面残铁控制在１００ ｍｇ／ｍ 以下，带钢 表面质量得到了很大提高，为高档产品的开发生产 打下了良好的基础。段海军，雷武军 等，通过考 察龙威厂的冷轧乳化液的理化指标得出结论：根据 轧制规格乳化液浓度应控制在１．０％～３．５％；根据 室温的变化，乳化液的温度在冬季应控制在５０～５５ ，在夏季应控制在４０～４５℃；一般情况下，乳 明显。张旭 。 预测今后冷轧轧制油将呈现系列发展 趋势：健康环保；研发高性能和多功能添加剂；开发硫 含量高、气味小、活性硫含量低、油溶性好、防腐 性能佳且环境友好的高硫添加剂；开发颗粒度控制 技术。所以，为了在今后配制冷轧油时，能够正确 合理地选择其成分，使冷轧油既有高的冷轧润滑性 能又具有良好的稳定性能，使冷轧钢板生产达到高 产、优质、低成本，对于复配型乳化剂对冷轧油乳 化性能影响的研究是一项很有经济价值和社会效益 的课题。 参考文献： ［Ｉ］胡汉国．国内外冷轧宽带钢轧制油的现状及发展趋势ｌＪＩ．石油商技， ２００Ｉ．１９（５）：１２一ｔ５ ［２］吴春华．冷轧油成分对钢板表面退火质量的影响［Ｊｊ．轧钢，１９９８， ６：７８－８１． ［３］骆傲阳，赵野，刘长福．低硫低芳烃铝箔轧制油基础油的研￣ＵＩＪ］． 黑龙江石油化Ｉ＿，１９９７（１）：２４—２７ ［４］孙克非，谢听，张军伟，等．铝箔粗轧制油的粘度与酸值控制ｌ ＪＩｌ轻 合金加：［技术，２００４，３２（１２）：３６—３７． ［５］孙建林，傅祖铸．添加剂在冷轧丁艺润滑剂中作用的研究Ｉ Ｊｌｌ巾 南矿冶学院学报，１９９２，２３（１）：５５—５９． ［６］姚保儒．铝冷轧基础油性能组成和使用特性的关系Ｉ Ｊ Ｊｌ润滑与密封． １９９３，３１（１２）：４４－４９ ［７］陈淮东．铝轧制基础油的性能与特性ＵＩ＿轻合金加１１技术，２０００， ２８（３）：１４—１６． 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ＤＩＡＭＩＮＥ：ＵＳ，７６６６９５４［Ｐ］．２０１０—０２—２３． ［１０１汗水平，汗困庆，翁睿．环氧树脂柔性固化剂的合成『Ｊ１＿广东建材， ２０１０（１０）：１０－１２． ＵＳ，２Ｏ２００Ｏ１２８８８［Ｐ Ｊｌ２０ｔ０－０１—２１． 『１１ｌ刘晓非，李爱萍，熊熠燕，曾安蓉．室温固化水性环氧树脂同化剂 的制备方法：中围，２００８１０１５３０９５ ５【Ｐ１．２００８—１ １—１４． ｉ２３１林青松，刘松，用卓华，杨海毓．曼尼希型改性二乙烯■胺环氧树 脂同化剂研究『ＪＩ．大连理Ｔ大学学报，１９９９，３９（６）：７４６—７５０ （上接第１６８页） ［１６］Ｌ５志宝，马江波．硫、磷系添加剂对菜子油生物降解性能影响的 研究［ＪＩｌ润滑与密封，２００５，３０ｆ４）：５４ ５５． ［２３］Ｌ Ｍ．Ｈｏｌｌａｎｄ，Ｄ Ｍ．Ｒｕｈｏｕｇｈ（ｅｄｓ）．Ｍｉｘｅｄ Ｓｕｒｆａｅｔａｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ．ＡＣＳ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｓｅｒｉｅｓ ５０１［Ｒ］．１９９ｌ ｌ ２４］Ｈ Ｗ ａｒｓｏｎ．ＰＰＣＪ［Ｊ］．１９９９，１８７（４４１４）：２６． ［Ｉ ７］熊孝经孙建林，黄瑛，朱广平．磷系极压剂在铜板带冷轧乳化液中的 应用效果研究ｌ Ｊｌ润滑与密封，２０１０，３５（１０）：１０３—１０６． １ ｌ８］袁驰，刘友良，孙建林，乇志强．孙艳伟冷轧过程中轧制 油对钒材表丽质量的影响［Ｊｌｌ轻合金加ｆ：技术，２００４，１１ （３３）：２４—２６． ［２５］［Ｊｎｉｑｅｍａ公司．水基涂料和粘结剂之树脂乳化作用【Ｒ】． ［２６］Ｆｅｎｔｅ１．Ｓｕｒｆａｃｅ Ｃｏａｔｉｎｇｓ Ａｕｓｔｒａｌｉａ［Ｊ］．１９９４，３１（１／２）：２６． ［２７］Ｋ．Ｔｓｕ ｊｉｉ．Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｔｉｖｉｔｙ［Ｍ］．Ａｃａｄｅｎｆｉｃ Ｐｒｅｓｓ，１ ９９８． ［２８］，李文志，陆强，等．复配乳化剂生物油／柴油技术『ＪＩ．农业机械 学报．２００９．４０（２）：１０３—１０６． ［１９］孙建林，吴晓东，康永林，黄寺宇．铝板带轧制油中添加剂的综 合评价 ｊ实验研究ｌ Ｊｌｌ润滑 密封，２００４，２（１６２）：６－８． ［２（）］ｆ 正，陈雪松．苑宁柴＃ｔｈ＃Ｌ化实验研究『Ｊ１．小犁内燃机与摩托车， ２００４（４）：９—１２． ［２９］宋莹，王青宁，张飞龙，卓先振，赵秋萍一种环保型乳化剂复配体系 的研究ｌ 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