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一种防锈油和用其生产耐锈蚀钢轨的方法
    【技术领域】

    本发明涉及一种防锈油和用该防锈油生产耐锈蚀钢轨的方法。

    背景技术

    铁路用钢轨在钢铁企业生产出厂后，需经过铁路运输(或海运)到达用户，用户还需要焊接成250m～500m长轨条后堆放，再用长轨车运输到铁路线路上进行铺轨，铺轨后到铁路正式运营还需要一段时间，一般地，从钢轨出厂至铺轨后正式运营这一周期一般在1年的时间以内。一般情况下，普通的钢轨在钢铁企业出厂后运输过程中，特别是海洋环境条件下的远洋船运，因自然条件下日晒雨淋，到达铁路用户后其表面就已经开始锈蚀发黄，以至在钢轨铺轨后到铁路正式运营的期间内，由于大气锈蚀作用致使钢轨表面发生锈蚀或锈层剥落，锈水污染铁路道床和环境。钢轨正式运营之后，钢轨踏面因列车运行磨耗而光亮，轨腰和轨底由于列车运行中油污滴漏等因素而被油污和尘埃等附着，从而减缓钢轨踏面、轨腰和轨底的锈蚀。另外，在制造的钢轨成品的堆放和运输过程中，钢轨踏面容易积水，而轨腰和轨底不易积水，故钢轨的踏面最容易锈蚀。因此，需要一种能够使钢轨在1年的时间内钢轨踏面不完全锈蚀、轨腰和轨底不锈蚀的防锈油。

    CN86103294A公开了一种含有二壬基萘磺酸钡、石蜡、苯三唑、抗氧酚、120#汽油的超薄膜干性半软膜防锈油，其中还含有烷氧酰基化合物和高分子成膜剂，该成膜剂最好是树脂类和胶类。

    CN101144046A公开了一种长效防锈油的制造方法，该制造方法制造的防锈油中含有10号机械油、石油磺酸钡、苯并三氮唑、十二烯基丁二酸、羊毛脂、失水山梨醇单油酸脂。

    上述专利申请中公开的防锈油在1年时间内耐锈蚀效果不好。另外，上述防锈油分别以120#汽油和10号机械油为基础油，因而闪点低，生产和使用的安全性不好。

    【发明内容】

    本发明的目的是为了克服现有技术中的防锈油1年时间内的耐锈蚀效果较差、生产和使用的安全性不好的缺点，提供了一种1年时间内的耐锈蚀效果较好、生产和使用安全性很好的防锈油。

    本发明提供了一种防锈油，该防锈油含有基础油和防锈剂，其中，所述基础油为蓖麻油，以防锈油的总重量为基准，所述蓖麻油的含量为60‑84重量％，所述防锈剂的含量为16‑40重量％。

    本发明还提供了一种耐锈蚀钢轨的生产方法，其中，该方法包括：将防锈油均匀涂布在钢轨基体表面，所述防锈油为本发明提供的防锈油。

    本发明提供的防锈油由于含有60‑84重量％的蓖麻油作为基础油，因而耐锈蚀效果好，特别是1年时间内的耐锈蚀效果较现有技术的防锈油有明显提高，例如，使用本发明提供的防锈油的钢轨在露天自然环境下1年时间内钢轨踏面的锈蚀面积仅占钢轨踏面总面积的70％以下，轨腰和轨底不锈蚀，而采用现有技术的以机械油或汽油为基础油的防锈油的钢轨，在其它条件相同的情况下，钢轨踏面的锈蚀面积均占钢轨踏面总面积的80％以上，轨腰和轨底也有锈蚀。而且本发明提供的防锈油的闪点为225℃以上，远低于以机械油或汽油为基础油的防锈油，因此生产和使用安全性明显更好。

    【具体实施方式】

    本发明提供了一种防锈油，该防锈油含有基础油和防锈剂，其中，所述基础油为蓖麻油，以防锈油的总重量为基准，所述蓖麻油的含量为60‑84重量％，所述防锈剂的含量为16‑40重量％。优选情况下，所述蓖麻油的含量为70‑80重量％，防锈剂的含量为20‑30重量％。在上述优选含量范围内可以使该防锈油使用在钢轨上后可以获得更好的耐锈蚀效果。

    本发明中对蓖麻油没有特别限定，可以为各种型号的可商购的蓖麻油。由于蓖麻油不易挥发，因而该防锈油的闪点高，从而生产和使用该防锈油的安全性很好。

    在本发明提供的防锈油中，当所述防锈剂选择各种常规的防锈剂时都可以达到很好的短期(1年时间内)耐锈蚀效果，但优选情况下，所述防锈剂为石油磺酸钡和/或石油磺酸钙、二壬基萘磺酸钡、羊毛酯镁皂、N‑油酰肌氨酸十八胺、十二烯基丁二酸、环烷酸锌的混合物，且以防锈油的总重量为基准，所述石油磺酸钡和石油磺酸钙的总含量为4‑17重量％，所述二壬基萘磺酸钡的含量为1‑8重量％，所述羊毛酯镁皂的含量为1‑12重量％，所述N‑油酰肌氨酸十八胺的含量为0.1‑4重量％，所述十二烯基丁二酸的含量为0.1‑3重量％，所述环烷酸锌的含量为0.1‑3重量％。为了获得更好的耐锈蚀效果，可以如下优选，以防锈油的总重量为基准，所述石油磺酸钡和石油磺酸钙的总含量为6‑15重量％，所述二壬基萘磺酸钡的含量为2‑4重量％，所述羊毛酯镁皂的含量为4‑10重量％，所述N‑油酰肌氨酸十八胺的含量为0.5‑2重量％，所述十二烯基丁二酸的含量为0.5‑2重量％，所述环烷酸锌的含量为0.5‑2重量％。

    在优选情况下，在所述防锈油中还可以含有防锈可剥离膜，该防锈可剥离膜为能使防锈油形成不透气的薄膜的物质，从而可以使防锈油在使用到钢轨上之后，在钢轨的表面形成一层透明的或半透明的膜，该膜对钢轨起密封作用，使钢轨与空气中的氧气隔离，从而起到促进防锈蚀的效果。本发明中，所述防锈可剥离膜可以为购自福州福塑科技有限公司的防锈可剥离膜。以防锈油的总重量为基准，所述蓖麻油的含量可以为70‑79重量％，所述防锈剂的含量可以为20‑29重量％，所述防锈可剥离膜的含量可以为0.1‑3重量％，优选为0.5‑2重量％，符合该优选可以获得更好的耐锈蚀效果。

    在优选情况下，在所述防锈油中还可以含有二甲基硅油，二甲基硅油可以在使采用了该防锈油的耐锈蚀钢轨表面形成更柔软、更平滑，从而使钢轨表面有更好的拒水性能的膜层，以防锈油的总重量为基准，所述蓖麻油的含量可以为70‑79重量％，所述防锈剂的含量可以为20‑29重量％，所述二甲基硅油的含量可以为0.1‑3重量％，优选为0.5‑2重量％，符合该优选可以获得更好的耐锈蚀效果。

    为了赋予所述防锈油更好的加工性能、稳定性能、抗氧化性能或阻燃性能等，所述防锈油中还可以含有其它添加剂，所述其它添加剂可以为消泡剂、改性剂、流平剂、稳定剂、抗氧化剂、阻燃剂和脱水添加剂中的一种或多种，以防锈油的总重量为基准，所述其它添加剂的含量可以为0.1‑3重量％。本发明对所述消泡剂、改性剂、流平剂、稳定剂、抗氧化剂、阻燃剂和脱水添加剂没有特别限定，可以为本领域技术人员公知的各种消泡剂、改性剂、流平剂、稳定剂、抗氧化剂、阻燃剂和脱水添加剂。为了获得更好的耐锈蚀效果，所述消泡剂优选为聚醚改性聚硅氧烷和/或磷酸三丁酯；所述改性剂优选为石油树脂、改性沥青、松香、变压器油或机油中的一种或多种；所述流平剂优选为醋酸纤维素、丁酸纤维素或硅酮中的一种或多种；所述稳定剂优选为水杨酸甲酯、2‑羟基‑4‑甲氧基二苯甲酮、1，2，3‑苯并三氮唑或草酸苯胺中的一种或多种；所述抗氧化剂优选为亚磷酸酯和/或对苯二酚；所述阻燃剂优选为三氯乙烷和/或氯仿，所述脱水添加剂可以为油酸和/或异丁醇。

    本发明提供的防锈油的制备方法简单，只需将各组分均匀混合即可制得。具体的制备方法为：将蓖麻油升温至120‑180℃，再加入羊毛脂镁皂并搅拌1‑2小时，冷却至75‑85℃后加入石油磺酸钡或石油磺酸钙、二壬基萘磺酸钡、N‑油酰肌氨酸十八胺、十二烯基丁二酸、环烷酸锌，搅拌1‑3小时，然后冷却至40‑50℃并过滤，即可获得本发明提供的防锈油。

    当本发明提供的防锈油中还含有防锈可剥离膜和/或二甲硅油时，具体的制备方法为：将蓖麻油升温至120‑180℃，再加入羊毛脂镁皂并搅拌1‑2小时，冷却至75‑85℃后加入石油磺酸钡或石油磺酸钙、二壬基萘磺酸钡、N‑油酰肌氨酸十八胺、十二烯基丁二酸、环烷酸锌、防锈可剥离膜和/或二甲硅油，搅拌1‑3小时，然后冷却至40‑50℃并过滤，即可获得本发明提供的防锈油。

    上述制备方法中所述过滤是为了去除羊毛脂镁皂中的杂质和未溶解的羊毛脂镁皂，所述过滤可以用60目的不锈钢丝滤网完成。

    本发明中，形成所述防锈油的各种原料均可商购得到，也可以通过本领域公知的方法制备得到，例如，所述羊毛酯镁皂可以是各种能够商购得到的羊毛酯镁皂，所述环烷酸锌可以是各种能用于防锈油的环烷酸锌。

    本发明还提供了一种耐锈蚀钢轨的生产方法，其中，该方法包括：将防锈油均匀涂布在钢轨基体表面即可。

    在本发明提供的生产方法中，可以采用本领域技术人员公知的各种方法将防锈油均匀涂布在钢轨基体表面上，所述涂布防锈油的方式可以为人工涂刷、自动涂刷、滚涂或气压喷涂等中的任意一种方式。

    本发明对防锈油涂布的厚度没有特别地限定，优选厚度为5‑100微米。当涂布的厚度小于5微米时，所形成的耐锈蚀层的强度不充分，很容易被外界作用力破坏；当涂布的厚度大于100微米时，所形成的耐锈蚀层的强度和耐锈蚀效果与涂布的厚度为5‑100微米时没有明显变化，但是浪费了形成耐锈蚀层的防锈油。最优选情况下，所述涂布的厚度为10‑80微米。

    本文中用到的术语“钢轨基体”是指钢铁企业生产出的经检查合格后的钢轨。本文中用到的术语“钢轨踏面”是指钢轨头部朝上的上表面，该表面与火车车轮接触，在堆放和运输过程中该表面通常也朝上。本文中用到的术语“轨底”是指钢轨底部朝下的表面，该表面与钢轨踏面相对，在堆放和运输过程中该表面通常也朝下。本文用到的术语“轨腰”是指在钢轨中除钢轨踏面、轨底之外的钢轨两个侧面。

    下面的实施例将对本发明提供的防锈油做进一步的描述。实施例中所用蓖麻油均为购自河北省眺山化工厂的蓖麻油，羊毛酯镁皂均为购自新都石油添加剂厂的羊毛酯镁皂，石油磺酸钡均为购自杭州炼油厂的T701型石油磺酸钡，石油磺酸钙均为购自杭州炼油厂的石油磺酸钙，二壬基萘磺酸钡均为购自南京炼油厂的T705型二壬基萘磺酸钡，N‑油酰肌氨酸十八胺均为购自新都石油添加剂厂的T711型N‑油酰肌氨酸十八胺，十二烯基丁二酸均为购自新都石油添加剂厂的十二烯基丁二酸，环烷酸锌均为购自新都石油添加剂厂的环烷酸锌，防锈可剥离膜均为购自福州福塑科技有限公司的防锈可剥离膜，二甲基硅油均为购自上海元越化工有限公司的二甲基硅油。

    实施例1

    本实施例用于说明本发明提供的防锈油。

    向反应釜中加入75重量份蓖麻油，升温至160℃后加入10重量份羊毛酯镁皂，并在此温度下搅拌1.5小时，在冷却至80℃之后加入14重量份石油磺酸钡和1重量份环烷酸锌，并在此温度下搅拌2小时，然后冷却至45℃并用60目的不锈钢丝滤网过滤，所得99.5重量份的滤液即为所要得到的防锈油。

    实施例2

    本实施例用于说明本发明提供的防锈油。

    向反应釜中加入62.7重量份蓖麻油，升温至120℃后加入12重量份羊毛酯镁皂，并在此温度下搅拌2小时，在自然冷却至75℃之后加入17重量份石油磺酸钡、8重量份二壬基萘磺酸钡、0.1重量份N‑油酰肌氨酸十八胺、0.1重量份十二烯基丁二酸和0.1重量份环烷酸锌，并在此温度下搅拌3小时，然后冷却至40℃并用60目的不锈钢丝滤网过滤，所得99.3重量份的滤液即为所要得到的防锈油。

    实施例3

    本实施例用于说明本发明提供的防锈油。

    向反应釜中加入70重量份蓖麻油，升温至140℃后加入10重量份羊毛酯镁皂，并在此温度下搅拌1.5小时，在冷却至80℃之后加入15重量份石油磺酸钙、2重量份二壬基萘磺酸钡、0.5重量份N‑油酰肌氨酸十八胺、0.5重量份十二烯基丁二酸和2重量份环烷酸锌，并在此温度下搅拌2.5小时，然后冷却至45℃并用60目的不锈钢丝滤网过滤，所得99.7重量份的滤液即为所要得到的防锈油。

    实施例4

    本实施例用于说明本发明提供的防锈油。

    向反应釜中加入75重量份蓖麻油，升温至160℃后加入8重量份羊毛酯镁皂，并在此温度下搅拌1.5小时，在冷却至80℃之后加入11重量份石油磺酸钡、3重量份二壬基萘磺酸钡、1重量份N‑油酰肌氨酸十八胺、1重量份十二烯基丁二酸和1重量份环烷酸锌，并在此温度下搅拌2小时，然后冷却至45℃并用60目的不锈钢丝滤网过滤，所得99.5重量份的滤液即为所要得到的防锈油。

    对比例1

    本实施例用于说明本发明提供的防锈油。

    根据实施例4的方法制备防锈油，不同的是蓖麻油的用量为55重量份，羊毛酯镁皂的用量为12重量份，石油磺酸钡的用量为17重量份，二壬基萘磺酸钡的用量为7重量份，N‑油酰肌氨酸十八胺的用量为3重量份，十二烯基丁二酸的用量为3重量份，环烷酸锌的用量为3重量份，所得99.2重量份的滤液即为所要得到的防锈油。

    实施例5

    本实施例用于说明本发明提供的防锈油。

    向反应釜中加入81.5重量份蓖麻油，升温至170℃后加入4重量份羊毛酯镁皂，并在此温度下搅拌1小时，在冷却至85℃之后加入6重量份石油磺酸钙、4重量份二壬基萘磺酸钡、2重量份N‑油酰肌氨酸十八胺、2重量份十二烯基丁二酸和0.5重量份环烷酸锌，并在此温度下搅拌1.5小时，然后冷却至50℃并用60目的不锈钢丝滤网过滤，所得99.4重量份的滤液即为所要得到的防锈油。

    实施例6

    本实施例用于说明本发明提供的防锈油。

    向反应釜中加入84重量份蓖麻油，升温至180℃后加入1重量份羊毛酯镁皂，并在此温度下搅拌1小时，在冷却至85℃之后加入4重量份石油磺酸钡、1重量份二壬基萘磺酸钡、4重量份N‑油酰肌氨酸十八胺、3重量份十二烯基丁二酸和3重量份环烷酸锌，并在此温度下搅拌1小时，然后冷却至50℃并用60目的不锈钢丝滤网过滤，所得99.9重量份的滤液即为所要得到的防锈油。

    实施例7

    本实施例用于说明本发明提供的防锈油。

    向反应釜中加入71.9重量份蓖麻油，升温至160℃后加入8重量份羊毛酯镁皂，并在此温度下搅拌1.5小时，在冷却至80℃之后加入11重量份石油磺酸钡、3重量份二壬基萘磺酸钡、1重量份N‑油酰肌氨酸十八胺、1重量份十二烯基丁二酸、1重量份环烷酸锌、0.1重量份防锈可剥离膜和3重量份二甲基硅油，并在此温度下搅拌2小时，然后冷却至45℃并用60目的不锈钢丝滤网过滤，所得99.5重量份的滤液即为所要得到的防锈油。

    实施例8

    本实施例用于说明本发明提供的防锈油。

    向反应釜中加入72重量份蓖麻油，升温至160℃后加入8重量份羊毛酯镁皂，并在此温度下搅拌1.5小时，在冷却至80℃之后加入11重量份石油磺酸钙、3重量份二壬基萘磺酸钡、1重量份N‑油酰肌氨酸十八胺、1重量份十二烯基丁二酸、1重量份环烷酸锌、1.5重量份防锈可剥离膜和1.5重量份二甲基硅油，并在此温度下搅拌2小时，然后冷却至45℃并用60目的不锈钢丝滤网过滤，所得99.5重量份的滤液即为所要得到的防锈油。

    实施例9

    本实施例用于说明本发明提供的防锈油。

    向反应釜中加入71.9重量份蓖麻油，升温至160℃后加入8重量份羊毛酯镁皂，并在此温度下搅拌1.5小时，在冷却至80℃之后加入11重量份石油磺酸钡、3重量份二壬基萘磺酸钡、1重量份N‑油酰肌氨酸十八胺、1重量份十二烯基丁二酸、1重量份环烷酸锌、3重量份防锈可剥离膜和0.1重量份二甲基硅油，并在此温度下搅拌2小时，然后冷却至45℃并用60目的不锈钢丝滤网过滤，所得99.5重量份的滤液即为所要得到的防锈油。

    实施例10

    本实施例用于说明本发明提供的防锈油。

    根据实施例8的方法制备防锈油，不同的是不使用二甲基硅油，且蓖麻油的用量为73.5重量份，所得99.5重量份的滤液即为所要得到的防锈油。

    对比例2

    根据实施例8的方法制备防锈油，不同的是用72重量份的120#汽油代替72重量份的蓖麻油，所得99.5重量份的滤液即为所要得到的防锈油。

    对比例3

    根据实施例8的方法制备防锈油，不同的是用72重量份的10号机械油代替72重量份的蓖麻油，所得99.5重量份的滤液即为所要得到的防锈油。

    实施例11

    本实施例用于说明耐锈蚀钢轨的生产方法。

    在钢轨基体输送轨道线上，通过气压喷涂的方法将实施例1‑10和对比例1‑3中制得的防锈油分别均匀涂布在60千克/米钢轨基体表面，气压喷涂的压力为0.6MPa，温度为25℃，涂布厚度为50微米，从而制得耐锈蚀钢轨A1‑A10、D1‑D3。

    防锈性能测试

    将耐锈蚀钢轨样品A1‑A10和D1‑D3分别放置在露天自然环境(攀枝花市的气候环境)中1年(12个月)，放置1年之后分别对耐锈蚀钢轨样品A1‑A10和D1‑D3的钢轨踏面、轨腰和轨底进行拍照，然后计算耐锈蚀钢轨样品A1‑A10和D1‑D3的钢轨踏面、轨腰和轨底的锈蚀面积比例，用以下公式进行计算：

    钢轨踏面锈蚀面积比例(S1)＝(钢轨踏面锈蚀面积÷钢轨踏面总面积)×100％

    轨腰锈蚀面积比例(S2)＝(轨腰锈蚀面积÷轨腰总面积)×100％

    轨底锈蚀面积比例(S3)＝(轨底锈蚀面积÷轨底总面积)×100％

    计算结果如下表1。

    根据GB/T267‑88的方法检测实施例1‑10和对比例1‑3中制备的防锈油的闪点，测试结果记录于下表1中。

    表1

     A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10D1D2D3S1(％)68.965.663.262.163.765.855.652.154.958.981.282.184.7S2(％)00000000004.75.95.8S3(％)00000000000.20.70.9防锈油  闪点(℃)2262292282262252252262262272251807175

    通过表1可以看出，本发明提供的防锈油由于选用蓖麻油作为基础油，从而在1年时期内具有很好的耐锈蚀效果；在防锈油中加入防锈可剥离膜和/或二甲基硅油可显著提高耐锈蚀效果；另外，本发明提供的防锈油闪点很高，从而生产和使用安全性很好。