影响冷轧油乳液稳定性工艺因素的研究*

田 田， 闫 锋,2**

(1.辽宁石油化工大学 石油化工学院，辽宁 抚顺113000;2.东北大学 轧制技术及连轧自动化国家重点实验室（RAL），辽宁 沈阳110000)

影响冷轧油乳液稳定性工艺因素的研究*

田 田1， 闫 锋1,2**

(1.辽宁石油化工大学 石油化工学院，辽宁 抚顺113000;2.东北大学 轧制技术及连轧自动化国家重点实验室（RAL），辽宁 沈阳110000)

为确定某种特定的冷轧油乳化液配制时的工艺条件，研究了复配乳化剂种类、用量、乳化温度、乳化时间等参数对该乳液稳定性的影响规律。研究表明：将醚类与酯类的非离子乳化剂进行乳化，温度50℃，复配乳化剂用量占总乳化液的0.56%，油水体积比1∶19，搅拌时间50min下制得的冷轧油乳化液的稳定性符合我国现行乳化液稳定性行业标准。

乳化剂；乳状液；乳化工艺；稳定性

前 言

乳化液的稳定性作为乳化液的最基本性能，它的调节是调整冷轧油乳化液润滑性能的重要手段之一，影响着乳化液的润滑与防锈等性能[1，,2]。目前国内大部分冷轧油乳化液是以精制的低成本的矿物油为原料加入添加剂融合在一起，并加入90%～98%的水，在一定的工艺条件下制备的。但是，矿物油黏度指数、闪点低，尤其是生物降解性能极差不符合环保需求。而采用合成酯与之调和不但在很大程度的弥补了矿物油的缺点同时也降低了成本[3，4]。本文研究的冷轧油乳状液的内相是矿物油与合成酯调和而成的基础油与复配的表面活性剂，而外相是与油相不相溶的水。研究包括乳化剂类型、用量、乳化温度、乳化时间等参数对该乳液稳定性的影响，为今后配制此类冷轧油乳化液奠定一定的基础。

1 实验原材料及仪器

1.1 实验药品

（1）矿物油；（2）季戊四醇油酸酯；（3）司班；（4）吐温；（5）O-15；（6）MOA-3；（7）OP-10(均为工业级)

1.2 实验仪器

恒温水浴；搅拌器；天平；烧杯；滴管；量筒；三口烧瓶等。

1.3 乳化液稳定性的测定

离心法检测水包油乳化液稳定性：以离心后乳液的乳化层与总液层的比值ES作为评价乳状液相对稳定性的指标，优选出乳化体系中乳化剂的最佳HLB值，进而确定同一HLB值下的最佳配方[5]。由乳化液稳定性的行业标准SH/T 0579-94可知，合格的乳化液应是乳白色，无油层，皂化层越薄越好，不能超过5mL。

2 工艺参数研究及结果

2.1 乳化剂类型对乳状液稳定性的影响

结果见表1。

表1复配类型对乳状液稳定性的影响Table1 Effectofdifferentkindsofcompositeemulsifieron emulsion stability

从表 1 可知，温度：40～50℃，剂油比为 1∶8，乳化剂用量：0.5%～0.6%，相同乳化工艺条件，由S/T（酯）、OP-10/AEO-3（醚）与 S/T/O-15/MOA-3三组复配体系比较可知，S/T（酯）的乳液稳定性高于

OP-10/AEO-3（醚），S/T/O-15/MOA-3的乳液稳定性高于单一种类的复配体系。

2.2 乳化温度对对乳状液稳定性的影响

图1 乳化温度对乳状液稳定性的影响Fig.1 Effectof theemulsifying temperatureon emulsion stability

由图1可知，乳液稳定性随着乳化温度的升高而提高。当乳化温度达到乳化的最优条件以后，温度升高，稳定性反而下降。其中包含S/T/O-15/MOA-3复配体系的乳液稳定性最好，酯类复配体系的乳液稳定性次之，醚类复配体系的乳液稳定性最差。

2.3 乳化时间对乳状液稳定性的影响

由图2可知，乳化时间越长，（系统内部受到紊流剪切），乳液中油滴的平均尺寸就越小，乳液稳定性会逐渐提高。但是为了降低成本，还要选择适当的乳化时间。乳化时间一般50～60min就可以形成比较稳定的乳状液。

2.4 乳化剂用量对乳状液稳定性的影响

由图3可知，随着乳化剂用量的增大，乳液稳定性随之提高。但是在实际应用中乳化剂用量过大也是不经济的。因为乳化剂用量过大，虽然界面张力降到最低，得到了稳定的乳液，但是可能会引起泡沫增多，影响乳液质量，给使用带来不便且增加了生产成本。所以将乳化剂的用量控制在一个合适的范围内，使得乳液既稳定乳化剂的用量又不至于太大。

图2 乳化时间对乳状液稳定性的影响Fig.2 Effectof theemulsifying timeon emulsion stability

图3 乳化剂用量对乳状液稳定性的影响Fig.3 Effectof theamountofemulsifierson emulsion stability

在多次重复乳化试验的基础上，得到此配方的最佳工艺条件为S/T/O-15/MOA-3复配乳化剂在乳化温度为50℃，乳化剂用量0.56%，剂油比为1∶8，搅拌时间为50min条件下制得的乳液各项性能指标最优。

3 结论

（1）以提高产品的理化性能、降低经济成本和绿化环保角度考虑将矿物油与合成酯以一定比例调和作为冷轧油乳化液的基础油应该是值得推广的。

（2）包含不同类型复配乳化剂的冷轧油乳液稳定性优于包含单一类型复配乳化剂的乳液。

（3）乳液的稳定性随温度的升高而提高；而当乳化温度达到乳化的最优条件以后，随着温度的继续升高，稳定性反而下降。

（4）随着乳化时间延长乳液稳定性逐渐提高，但是为了降低成本，一般控制乳化时间为50～60min。

（5）乳化剂的用量应控制在一个合适的范围内，使得乳液既稳定且乳化剂的用量又不至于太大。

［1］孙建林，张军，蔡文通，等．钢冷轧乳化液稳定性及对冷轧润滑的影响［J］．北京科技大学学报，2007，29(12)：99～101．

［2］胡汉国．国内外冷轧宽带钢轧制油的现状及发展趋势［J］．石油商技，2001,19（5）:12～15．

［3］朱立业，陈立功，杨俊，等．绿色润滑剂的生态研究概况与进展［J］．润滑油，2008，23(4)：7～11．

［4］万金培，胡献国，汪家权，等．绿色润滑剂的研究及进展［J］．环境技术，2003，21(3)：26～30．

［5］续丽琼．用离心法检测水包油乳化液稳定性［J］．钻井液与完井液，1992，9（1）：71～74．

Study on Technical Factorswhich Have Effects on Stability of Cold-rolling Emulsion

TIAN Tian1 and YAN Feng1，2(1.College of Petrochemical Engineering,Liaoning Petroleum Chemical University,Fushun 113001,China;2.The State Key Laboratory of Rolling and Automation(RAL),Northeastern University,Shenyang 110000,China)

In order to confirm the technological conditions for preparing a certain cold rolling emulsion,some parameters which have effects on the stability of this emulsion are studied,such as emulsifier type and amount,temperature and time.The research shows that the stability of prepared cold rolling emulsion can meet the Chinese current standard when using the ethers and ester non-ionic emulsifier to compound at 50℃,and the composite emulsifier dosage is 0.56%of the total amount of emulsion,the volume ratio of the oil to water is 1:19 and the stirring time is 50min.

Emulsifier;emulsion;emulsification technology;stability

TQ 314.255

A

1001-0017（2013）01-0040-02

2012-09-07 *基金项目：东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室（RAL）（编号：2009008）

田田，（1987-），女，辽宁海城人，在读硕士，主要从事石油化学品研究工作。

**通讯联系人：闫锋，（1965-），男，高级实验师，研究方向Email:yfstar65@yahoo.com.cn。