湿平整液组合物及其制备方法与应用与流程

1.本发明涉及冷轧钢板领域，尤其涉及一种湿平整液组合物及其制备方法与应用。


背景技术：

2.冷轧钢板的生产过程一般包括酸洗、轧制、退火、平整和精整5个工序。平整是带钢经再结晶退火后以0.3～3％的压下率所进行的冷精轧过程，该工序在很大程度上决定了成品带钢的表面形态、板形、力学性能和工艺性能。平整工艺分为干平整和湿平整两种方式，目前多以湿平整工艺为主。
3.平整用的工艺润滑剂为湿平整液，湿平整液可分为无机型(常见的是亚硝酸盐)平整液和有机型(有机胺盐)平整液两种。无机型平整液主要存在清洗性能差、板面光亮度差以及亚硝酸盐带来的健康问题；有机型(有机胺盐)平整液主要存在防锈性能较差、钢板表面易产生黄斑，需要使用浓度较高、成本继而增加的问题。
4.近年来湿平整液公开的专利较多，如文献cn101092693a公开了一种抗黄斑、环保型湿平整液，利用有机酸和有机胺复配，防锈抗腐蚀，并具有一定的抗黄斑的作用，在2分钟以内，使平整后的钢板不存在板面发生黄斑问题。文献cn103205308a介绍了一种防锈性能好的环保型水基湿平整液组合物。但至今为止，在低浓度下具有长期抗黄斑作用，同时具有优良的清洗性能的湿平整液还未有文献加以介绍，所以开发出一种在低浓度(1wt％浓度)下具有长期抗黄斑作用，同时具有优良的清洗性能的湿平整液组合物具有重要的意义，可解决目前冷轧钢板平整后叠放或者堆放时间过长易产生黄斑问题，提高清洗性能，同时降低使用成本。
5.中国专利cn104342272a公开了一种湿平整液组合物及其用途，包括以下重量份数的各组分：防锈剂5～50份，清洗剂1～12份，润滑剂0.5～10份，防冻剂3～15份，ph调节剂3～12份，水28～73.5份；提高了防冻性能，解决了现有技术中湿平整液因北方冬季天气寒冬而无法正常使用的问题，但其长期抗黄斑性能和清洗性能无法同时保证，综合性能还需进一步提高。
6.现有技术中防锈油脂防锈试验试片锈蚀评定方法的常用标准为sh/t 0533-1993，将锈蚀级别分为0、1、2、3、4、5六个级别，级别越高，锈蚀程度越大，其中0级代表没有锈点，锈蚀度为0％。


技术实现要素：

7.本发明所要解决的技术问题之一是，现有技术中冷轧钢板平整后叠放或者堆放时间过长易产生黄斑，平整液清洗性能差的问题，提供一种湿平整液组合物，该组合物具有长期抗黄斑作用，同时清洗性能好的优点。
8.本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的制备方法。
9.本发明所要解决的技术问题之三是提供一种与解决技术问题之一相对应的应用。
10.为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种湿平整液组合物，以重量份数计，由以下组分组成：
11.a)0.1～1份多元羧酸；
12.b)15～35份水基防锈剂；
13.c)3～10份清洗剂；
14.d)2～10份润滑剂；
15.e)2～12份ph调节剂；
16.f)0.1～0.5份辅助添加剂；
17.g)45～67份去离子水；
18.其中，所述的多元羧酸选自二羧酸、三羧酸或四羧酸中的至少一种；所述的水基防锈剂选自苯甲酸钠、苯甲酸单乙醇胺、对叔丁基苯甲酸、癸二酸钠、癸二酸单乙醇胺、十二烯基丁二酸二乙醇胺、油酸单乙醇胺、十二苯磺酸钠、十八苯磺酸胺、聚烷氧基磷酸酯二乙醇胺、水溶性硼酸酯或硼酸单乙醇胺中的至少一种；所述的清洗剂选自十二烷基苯磺酸钠、油醇硫酸酯钠盐、十二烷基氨基丙酸钠、烷基二甲基甜菜碱、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚或c
12
～c
18
脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种；所述的润滑剂选自马来油酸三异丙醇胺盐、油酸三乙醇胺、椰油酸单乙醇胺酰胺磷酸酯、油酸聚氧乙烯酯、羧酸环氧乙烷加成物、羧酸环氧丙烷加成物、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物、蓖麻油聚氧乙烯醚、磺化蓖麻油、烷基环氧乙烷基硫代磷酸酯或水溶性硫代磷酸酯中的至少一种；所述的ph调节剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸氢钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、单乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺或n-甲基-2,3-二羟丙基胺中至少一种；所述的辅助添加剂选自乙二胺四乙酸四钠、乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠盐或乙二胺四乙酸二钾盐中的至少一种。
19.上述技术方案中，优选地，所述的水基防锈剂选自苯甲酸钠、苯甲酸单乙醇胺、癸二酸钠、癸二酸单乙醇胺、十二烯基丁二酸二乙醇胺、水溶性硼酸酯或硼酸单乙醇胺中的至少一种。
20.上述技术方案中，优选地，所述的清洗剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基氨基丙酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚或c
12
～c
18
脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种。
21.上述技术方案中，优选地，所述的润滑剂选自环氧乙烷-环氧丙烷共聚物或蓖麻油聚氧乙烯醚中的至少一种。
22.上述技术方案中，优选地，所述的ph调节剂选自氢氧化钾、磷酸氢钾、单乙醇胺或三乙醇胺中至少一种。
23.上述技术方案中，优选地，所述的辅助添加剂为乙二胺四乙酸四钠。
24.上述技术方案中，优选地，所述的去离子水的电导率小于5μs/cm。
25.为解决上述技术问题之二，本发明采用的技术方案为：一种湿平整液组合物的制备方法，包括以下步骤：
26.(1)按以下组分的重量份数准备原料：
27.a)0.1～1份多元羧酸；b)15～35份水基防锈剂；c)3～10份清洗剂；d)2～10份润滑剂；e)2～12份ph调节剂；f)0.1～0.5份辅助添加剂；g)45～67份去离子水；其中，所述的多元羧酸选自二羧酸、三羧酸或四羧酸中的至少一种；所述的水基防锈剂选自苯甲酸钠、苯甲酸单乙醇胺、对叔丁基苯甲酸、癸二酸钠、癸二酸单乙醇胺、十二烯基丁二酸二乙醇胺、油酸
单乙醇胺、十二苯磺酸钠、十八苯磺酸胺、聚烷氧基磷酸酯二乙醇胺、水溶性硼酸酯或硼酸单乙醇胺中的至少一种；所述的清洗剂选自十二烷基苯磺酸钠、油醇硫酸酯钠盐、十二烷基氨基丙酸钠、烷基二甲基甜菜碱、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚或c
12
～c
18
脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种；所述的润滑剂选自马来油酸三异丙醇胺盐、油酸三乙醇胺、椰油酸单乙醇胺酰胺磷酸酯、油酸聚氧乙烯酯、羧酸环氧乙烷加成物、羧酸环氧丙烷加成物、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物、蓖麻油聚氧乙烯醚、磺化蓖麻油、烷基环氧乙烷基硫代磷酸酯或水溶性硫代磷酸酯中的至少一种；所述的ph调节剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸氢钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、单乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺或n-甲基-2,3-二羟丙基胺中至少一种；所述的辅助添加剂选自乙二胺四乙酸四钠、乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠盐或乙二胺四乙酸二钾盐的至少一种；
28.(2)在带有搅拌的调和釜中加入去离子水，再加入ph调节剂，在45～55℃恒温条件下搅拌0.5～1h，得到物料ⅰ；
29.(3)在物料ⅰ中依次加入多元羧酸、水基防锈剂、清洗剂、润滑剂、辅助添加剂，在45～55℃恒温条件下搅拌1～4h，得到物料ⅱ；
30.(4)物料ⅱ冷却至30～40℃后停止搅拌和加热，静置1～2小时即得湿平整液组合物。
31.上述技术方案中，优选地，所述的水基防锈剂选自苯甲酸钠、苯甲酸单乙醇胺、癸二酸钠、癸二酸单乙醇胺、十二烯基丁二酸二乙醇胺、水溶性硼酸酯或硼酸单乙醇胺中的至少一种；所述的清洗剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基氨基丙酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚或c
12
～c
18
脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种；所述的润滑剂选自环氧乙烷-环氧丙烷共聚物或蓖麻油聚氧乙烯醚中的至少一种；所述的ph调节剂选自氢氧化钾、磷酸氢钾、单乙醇胺或三乙醇胺中至少一种；所述的辅助添加剂为乙二胺四乙酸四钠；所述的去离子水的电导率小于5μs/cm。
32.为解决上述技术问题之三，本发明采用的技术方案为：将制备得到的湿平整液组合物用水稀释为质量百分浓度为1％后，用于冷轧钢板的平整工艺中。
33.本发明的湿平整液组合物的性能评定方法如下：
34.外观：采用目测方法测定；
35.清洗性能：采用jb/t4323.2-1999中第6章的重量法测定待测液的洗油率；
36.极压润滑性能：采用gb/t 3142-2019润滑剂承载能力的测定四球法测试待测液的最大无卡咬负荷pb。
37.防锈性能：将2g无锈铸铁屑用120号溶剂汽油洗涤2次，沥干后迅速用热风吹干，然后均匀地铺放在底部放有中间划了30mm
×
30mm的方格滤纸上(分为5mm
×
5mm的小方格共36格)的培养皿上；用移液管吸取一定浓度的试液2ml，均匀地滴洒在铁屑上，盖上培养皿，室温下放置72h，然后迅速用自来水冲洗掉滤纸上的铁屑，用热风将滤纸吹干，参照sh/t 0533-1993中的锈蚀评定方法检查、评定滤纸上的锈蚀情况，锈蚀分级具体见表1所示。
38.表1锈蚀分级评定表
[0039][0040]
本发明提供的湿平整液组合物，通过对多元羧酸、水基防锈剂、清洗剂、润滑剂、ph调节剂、辅助添加剂和去离子水进行选择、协同配合，使获得的湿平整液组合物具有长期抗黄斑作用，同时清洗性能好的优点；其中，通过辅助添加剂的选择复配使体系中的各组分之间产生络合作用，从而提高清洗性能；而且从实验结果也可以看出，将最终制备得到的湿平整液组合物用水稀释为质量百分浓度为1％后，用于冷轧钢板的平整工艺中，可解决目前冷轧钢板平整后叠放或者堆放时间过长易产生黄斑的问题，同时提高了清洗性能，而且所用浓度为低浓度，降低了使用成本。在清洗性能测试中，洗油率为88.9～94.5％，清洗性能好；在防锈性能测试中，锈蚀度等级均为0级，即没有锈点，锈蚀度为0％，防锈性能好，可长期抗黄斑；在极压润滑性能测试中，最大无卡咬负荷pb为255～333n，油膜强度大、承载能力强，具有良好的极压润滑性能；所以，本湿平整液组合物同时具有良好的防锈性能、清洗性能和极压润滑性能的优点，可长期抗黄斑，且使用时所需质量百分浓度低至1％，还具有成本低的优点，取得了好的技术效果。
具体实施方式
[0041]
以下只是本发明的优选实施方式，并非是对本发明保护范围的限制，凡属于本发明思路下的技术方案应当落入本发明的保护范围之内，对于本技术领域内的专业技术人员，在不脱离本发明原理前提下对本发明进行的细微改进和润饰也应当落入本发明的保护范围内。
[0042]
【实施例1】
[0043]
一种湿平整液组合物的制备，包括以下步骤：
[0044]
(1)按以下组分重量份数准备原料：
[0045]
去离子水：62.69份
[0046]
ph调节剂：单乙醇胺，2.0份
[0047]
多元羧酸：四羧酸，0.2份
[0048]
水基防锈剂：苯甲酸钠，14.5份；水溶性硼酸酯，12.5份
[0049]
清洗剂：c
12
～c
18
脂肪醇聚氧乙烯9醚，5.0份
[0050]
润滑剂：环氧乙烷-环氧丙烷共聚物，3.0份
[0051]
辅助添加剂：乙二胺四乙酸四钠，0.1份
[0052]
(2)在带有搅拌的调和釜中加入去离子水，再加入ph调节剂，在50℃恒温条件下搅拌1h，得到物料ⅰ；
[0053]
(3)在物料ⅰ中依次加入多元羧酸、水基防锈剂、清洗剂、润滑剂、辅助添加剂，在50℃恒温条件下搅拌3h，得到物料ⅱ；
[0054]
(4)物料ⅱ冷却至35℃后停止搅拌和加热，静置2小时即得湿平整液组合物；
[0055]
(5)将制备得到的湿平整液组合物用水稀释为质量百分浓度为1％后，用于冷轧钢板的平整工艺中，质量百分浓度为1％的湿平整液组合物的性能指标数据见表3所示。
[0056]
【实施例2～6】
[0057]
实施例2～6按照实施例1中的各个步骤进行，唯一的区别为原料及原料配比不同，具体见表2；制得的湿平整液组合物的性能指标数据见表3所示。
[0058]
表2实施例1～6中各组分原料的重量份数
[0059]
[0060]
【比较例1】
[0061]
根据专利cn104342272a中实施例1的配方准备原料组分，以重量份数计为：水溶性硼酸酯25.5份，磷酸氢钾6.5份，十二烷基苯磺酸钠3.5份，蓖麻油聚氧乙烯醚(el-30)0.6份，乙二醇5.0份，水58.9份；然后将水加热到40℃，搅拌中依次加入所需量的防锈剂、清洗剂、润滑剂、防冻剂、ph调节剂和水，充分搅拌2h后停止搅拌和加热，静置1.5h得到湿平整液组合物，用水稀释为质量百分浓度为4％后，用于冷轧钢板的平整工艺中，质量百分浓度为4％的湿平整液组合物的性能指标数据见表3所示。
[0062]
表3实施例1～6及比较例1中湿平整液组合物的性能指标数据
[0063][0064]
备注：上述实施例1～6的洗油率和锈蚀分级数据为质量百分浓度为1％的湿平整液组合物稀释液的性能指标数据；比较例1的洗油率和锈蚀分级数据为质量百分浓度为4％的湿平整液组合物稀释液的性能指标数据。
[0065]
由表3可知，实施例1～6及比较例1中稀释后的湿平整液组合物的防锈性能相当，锈蚀分级均为0级；而在清洗性能测试中，实施例1～6的洗油率为88.9～94.5％，高于比较例1的84.2％；在极压润滑性能测试中，实施例1～6的最大无卡咬负荷为255～333n，大于比较例1的253n，油膜强度大、承载能力强，具有良好的极压润滑性能；而且实施例1～6的浓度低，仅为1％，还具有成本低的优点。
[0066]
所以，本发明制备得到的湿平整液组合物在低浓度(质量百分浓度为1％)下具有长期抗黄斑作用，同时具有优良的清洗性能，可解决冷轧钢板平整后叠放或者堆放时间过长易产生黄斑的问题，同时降低使用成本，可用于冷轧钢板的平整工艺的工业应用中。