本发明专利技术提供了一种用于轧制油的改性纳米纤维素及其应用，所述用于轧制油的改性纳米纤维素为疏水基团改性的纳米纤维素；所述疏水基团包括脂肪酸、脂肪酸酐、脂肪酸酯、磷酸酯或硅烷偶联剂中的任意一种或至少两种的组合。本发明专利技术的纳米纤维素通过疏水基团的改性，可在轧制油油膜内部通过纳米纤维素表面多个羟基的氢键相互作用形成了一种牢固的网络状结构，从而有效增强了润滑油油膜强度，同时所述纳米纤维素引入的脂肪酸、脂肪酸酐、磷酸酯或硅烷基团，可进一步提升轧制油边界和极压润滑性能，在辊缝区提供充足的润滑，大大降低其使用时的摩擦力。力。
【技术实现步骤摘要】
一种用于轧制油的改性纳米纤维素及其应用
[0001]本专利技术属于轧制油
，具体涉及一种用于轧制油的改性纳米纤维素及其应用。
技术介绍
[0002]超高强度钢由于其优异的综合机械性能，在汽车行业、建筑行业、海洋工业、国防工业和航空航天工业等领域有着越来越广泛的应用。近年来，世界各地的钢铁制造企业都开始逐步新增、扩大或升级高强度钢的产能，以满足全球日益增长的市场需求。超高强钢的抗拉强度Rm(σb)>700MPa,屈服强度Re(σs)>550MPa，其生产制造过程中除生产工艺外，冷轧过程中的轧制油也极为关键，因此对生产所使用的润滑介质提出了更高的要求。
[0003]CN109628200A公开了一种高强钢用环保型轧制油及其制备方法。该环保型轧制油的组分组成：基础油，棕榈油，三羟甲基丙烷椰油酸酯，乳化剂，防锈剂，抗氧化剂。制备方法为：将基础油、棕榈油和三羟甲基丙烷椰油酸酯混合后加入乳化剂混合，再升温加入防锈剂和抗氧化剂混合，真空除泡即得环保型轧制油。然而，该轧制油中使用了大量的反式十八碳烯酸作为基础油，在生产超高强钢，特别是硼钢等超高抗拉强度的产品时，产生的高温将导致不饱和键断链，造成油品润滑表现不稳定。
[0004]CN110408456A公开了一种适合单机架可逆轧机生产高强钢产品用的冷轧轧制油，该轧制油由基础油A、B、C和乳化剂、挤压抗磨剂、抗氧化剂和防锈剂组成，该冷轧轧制油具有满足高强钢生产所需的润滑性能，又具有显著减少生产时散发的油烟及刺激性异味的优点。但其使用了大量的磷酸酯提供极压润滑性能，这对于企业的环保处理提出了更高的要求，若排放不当，有可能造成水资源污染。
[0005]为了解决现有超高强钢冷轧轧制油技术的不足，急需开发一种油膜强度高，润滑作用好、摩擦力低且组分更加环保的轧制油来满足超高强度钢过程中的需求。
技术实现思路
[0006]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于轧制油的改性纳米纤维素及其应用。本专利技术的改性纳米纤维素具有高机械强度，高抗张强度，高弹性模量、高韧性等特点，用于轧制油后可有效增强了轧制油的油膜强度和润滑性能。不仅对金属表面的污垢具有良好的清洗效果，而且防锈能力强，且更加环保、安全。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种用于轧制油的改性纳米纤维素，所述用于轧制油的改性纳米纤维素为疏水基团改性的纳米纤维素；
[0008]所述疏水基团改性的纳米纤维素的分子结构为
[0009][0010]其中R选自疏水基团，n<300；
[0011]所述疏水基团来源于脂肪酸、脂肪酸酐、脂肪酸酯、磷酸酯或硅烷偶联剂中的任意一种或至少两种的组合。
[0012]本专利技术的纳米纤维素通过疏水基团的改性，可在轧制油油膜内部通过纳米纤维素表面多个羟基的氢键相互作用形成了一种牢固的网络状结构，从而有效增强了润滑油油膜强度，同时所述纳米纤维素引入的脂肪酸、脂肪酸酐、磷酸酯或硅烷基团，可进一步提升轧制油边界和极压润滑性能，在辊缝区提供充足的润滑，大大降低其使用时的摩擦力。
[0013]优选地，所述纳米纤维素来源于纤维素纳米纤维、细菌纳米纤维素或纤维素纳米晶体中的任意一种或至少两种的组合。
[0014]本专利技术中，通过控制纳米纤维素的长径比，可使改性后的纳米纤维素具有高机械强度，高抗张强度，高弹性模量、高韧性的特点，进而用于轧制油后可更好的提高其润滑性能。
[0015]优选地，所述疏水基团改性的方式包括酯化/乙酰化改性、接枝共聚改性、硅烷偶联剂改性中的任意一种。
[0016]优选地，所述酯化/乙酰化改性包括使用脂肪酸和/或脂肪酸酐与所述纳米纤维素中的羟基发生亲核取代反应。
[0017]优选地，所述脂肪酸包括C2
‑
C30脂肪酸，其中C2
‑
C30表示可以选择C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21、C22、C23、C24、C25、C26、C27、C28、C29或C30等。
[0018]优选地，所述脂肪酸酐包括C2
‑
C30脂肪酸酐，其中C2
‑
C30表示可以选择C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21、C22、C23、C24、C25、C26、C27、C28、C29或C30等。
[0019]优选地，所述脂肪酸包括乙酸、丙酸、正丁酸、异丁酸、正戊酸、新戊酸、己酸、壬酸、异壬酸、辛酸、庚酸、正癸酸、新癸酸、月桂酸、棕榈酸、油酸或硬脂酸中的任意一种或至少两种的组合。
[0020]优选地，所述脂肪酸酐包括乙酸酐、丙酸酐、正丁酸酐、异丁酸酐、正戊酸酐、新戊酸酐、己酸酐、壬酸酐、异壬酸酐、辛酸酐、庚酸酐、正癸酸酐、新癸酸酐、月桂酸酐、棕榈酸酐、油酸酐或硬脂酸酐中的任意一种或至少两种的组合。
[0021]优选地，所述接枝共聚改性包括通过共价键将脂肪酸酯和/或磷酸酯接枝到纳米纤维素表面。
[0022]优选地，所述脂肪酸酯包括C2
‑
C30脂肪酸单酯、C2
‑
C30脂肪酸二酯、C2
‑
C30脂肪酸三酯或C2
‑
C30脂肪酸四酯中的任意一种或至少两种的组合，上述C2
‑
C30分别独立地可以选择C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21、C22、C23、C24、C25、C26、C27、C28、C29或C30等。
[0023]优选地，所述磷酸酯包括C8
‑
C16磷酸酯，其中C8
‑
C16表示可以选择C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15或C16等。
[0024]优选地，所述硅烷偶联剂改性包括通过硅烷偶联剂水解生成的羟基与纳米纤维素的羟基进行结合。
[0025]优选地，所述硅烷偶联剂包括氨基硅烷、环氧基硅烷、乙烯基硅烷或甲基丙烯酰氧基硅烷中的任意一种或至少两种的组合。
[0026]优选地，所述改性纳米纤维素的直径≤100nm(例如可以为10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm或90nm等)，长度为1
‑
5μm(例如可以为1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm或5μm等)。
[0027]上述数值范围内的其他具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。
[0028]第二方面，本专利技术提供了一种如第一方面所述的用于轧制油的改性纳米纤维素在金属轧制油中的应用。
[0029]第三方面，本专利技术提供了一种环保本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于轧制油的改性纳米纤维素，其特征在于，所述用于轧制油的改性纳米纤维素为疏水基团改性的纳米纤维素；所述疏水基团改性的纳米纤维素的分子结构为其中R选自疏水基团，n<300；所述疏水基团来源于脂肪酸、脂肪酸酐、脂肪酸酯、磷酸酯或硅烷偶联剂中的任意一种或至少两种的组合。2.根据权利要求1所述的用于轧制油的改性纳米纤维素，其特征在于，所述纳米纤维素来源于纤维素纳米纤维、细菌纳米纤维素或纤维素纳米晶体中的任意一种或至少两种的组合。3.根据权利要求1或2所述的用于轧制油的改性纳米纤维素，其特征在于，所述疏水基团改性的方式包括酯化/乙酰化改性、接枝共聚改性或硅烷偶联剂改性中的任意一种；优选地，所述酯化/乙酰化改性包括使用脂肪酸和/或脂肪酸酐与所述纳米纤维素中的羟基发生亲核取代反应；优选地，所述脂肪酸包括C2
‑
C30脂肪酸；优选地，所述脂肪酸酐包括C2
‑
C30脂肪酸酐；优选地，所述脂肪酸包括乙酸、丙酸、正丁酸、异丁酸、正戊酸、新戊酸、己酸、壬酸、异壬酸、辛酸、庚酸、正癸酸、新癸酸、月桂酸、棕榈酸、油酸或硬脂酸中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述脂肪酸酐包括乙酸酐、丙酸酐、正丁酸酐、异丁酸酐、正戊酸酐、新戊酸酐、己酸酐、壬酸酐、异壬酸酐、辛酸酐、庚酸酐、正癸酸酐、新癸酸酐、月桂酸酐、棕榈酸酐、油酸酐或硬脂酸酐中的任意一种或至少两种的组合。4.根据权利要求3所述的用于轧制油的改性纳米纤维素，其特征在于，所述接枝共聚改性包括通过共价键将脂肪酸酯和/或磷酸酯接枝到纳米纤维素表面；优选地，所述脂肪酸酯包括C2
‑
C30脂肪酸单酯、C2
‑
C30脂肪酸二酯、C2
‑
C30脂肪酸三酯或C2
‑
C30脂肪酸四酯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述磷酸酯包括C8
‑
C16磷酸酯。5.根据权利要求3或4所述的用于轧制油的改性纳米纤维素，其特征在于，所述硅烷偶联剂改性包括通过硅烷偶联剂水解生成的羟基与纳米纤维素的羟基进行结合；优选地，所述硅烷偶联剂包括氨基硅烷、环氧基硅烷、乙烯基硅烷或甲基丙烯酰氧基硅烷中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述改性纳米纤维素的直径≤100nm，长度为1
‑
5μm。6.一种根据权利要求1
‑
5中任一项所述的用于轧制油的改性纳米纤维素在金属轧制油中的应用。
7.一种环保型超高强钢轧制油，其特征在于，所述环保型超高强钢轧制油的组分按重量份数计包括权利要求1
‑
5中任一项所述的用于轧制油的改性纳米纤维素0.1
‑
2份、天然油脂20
...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋文彬，路瑶，
申请(专利权)人：奎克化学中国有限公司，
类型：发明
国别省市：
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