本發明涉及淬火油的，尤其是涉及一種高浸潤性淬火油及其制備方法。
背景技術：
1、淬火油是一種用于金屬熱處理過程中的冷卻介質，主要用于淬火工藝，以提高金屬材料的硬度和強度。淬火是金屬加工中的一種重要工藝，通常用于鋼鐵及其合金，旨在通過快速冷卻來改變材料的微觀結構，進而改善其物理和機械性能。淬火油的使用可以有效控制冷卻速率，減少材料變形和裂紋的發生。
2、淬火油通常由礦物油、植物油或合成油等成分組成。近年來，隨著環保意識的增強，淬火油的環保性和安全性逐漸成為研究的重點。傳統的礦物油由于其不可生物降解性和潛在的環境污染問題，面臨著日益嚴格的法規限制。因此，開發生物基淬火油和環保型合成油已成為行業發展的趨勢。合成淬火油在高溫性能和清潔性方面表現優異，適合用于高要求的工業應用。合成淬火油的粘度適中，且具有良好的冷卻性能和氧化穩定性。
3、針對上述現有技術，發明人發現，現有的合成淬火油與工件之間的浸潤性不佳，導致傳熱效率有所影響，降低了低溫段的冷速，同時浸潤性較差還導致淬火過程中，工件表面冷速不一致，導致冷速不均出現軟點。
技術實現思路
1、為了改善上述技術問題，本技術提供一種高浸潤性淬火油及其制備方法。
2、一種高浸潤性淬火油，采用如下的技術方案：
3、一種高浸潤性淬火油，包括以下重量份物質：
4、三羥甲基丙烷40-60份；
5、妥爾油脂肪酸8-15份
6、催化劑0.8-1.5份；
7、二甲苯45-55份。
8、通過上述技術方案，本技術采用三羥甲基丙烷和妥爾油脂肪酸為原料合成的脂肪酸甲酯具有良好的流動性和較低的粘度，這種流動性使得淬火油在高溫條件下更容易流動，能夠迅速覆蓋金屬表面，有助于提高金屬與淬火油之間的熱交換效率，從而提升冷卻效果。在此基礎上，本技術制備的脂肪酸甲酯的分子結構包括長鏈脂肪酸部分和短鏈甲醇部分。長鏈脂肪酸部分具有疏水性，而甲醇部分則具有親水性。這種雙親結構使得脂肪酸甲酯可以在水和油相界面表現出良好的界面活性。由于其分子中存在極性基團，脂肪酸甲酯能夠有效降低液體的表面張力，從而增強其對金屬表面的潤濕能力。
9、第二方面，本技術提供了一種高浸潤性淬火油的制備方法，采用以下技術方案：
10、一種高浸潤性淬火油的制備方法包括以下制備步驟：
11、取三羥甲基丙烷、妥爾油脂肪酸、催化劑和二甲苯攪拌混合并置于反應裝置中，攪拌混合并置于氮氣氣氛下恒溫加熱；
12、待反應完成后，減壓蒸餾分離二甲苯和水分，用室溫下飽和碳酸鈉溶液對油液進行水洗后，在使用乙酸乙酯萃取三羥甲基丙烷脂肪酸酯，減壓蒸餾分離產物，即可制備得所述高浸潤性淬火油。
13、通過上述技術方案，本技術通過控制反應環境，降低了氧化的風險，并提高了最終產品的純度和穩定性。氮氣氣氛的引入能夠防止反應過程中產生的中間產物與空氣中的水分和氧氣反應，從而提高了淬火油的性能。此外，減壓蒸餾的步驟有效分離了未反應的二甲苯和水分，有助于提高產物的濃度和性能。在使用碳酸鈉溶液進行水洗的過程中，能夠去除可能存在的酸性雜質，進一步提升產品的質量。通過這些步驟，制備出的淬火油具有理想的化學穩定性和熱穩定性，適應于各種金屬淬火工藝。
14、進一步的，所述催化劑為sncl2。
15、通過上述技術方案，本技術選用sncl2作為催化劑能夠有效加速反應速率，降低所需反應溫度。在淬火油的合成中，sncl2能夠促進三羥甲基丙烷與妥爾油脂肪酸之間的酯化反應，從而提高產品的收率和反應效率。使用sncl2還具有環境友好性的優勢，相比于其他重金屬催化劑，其在反應過程中產生的副產物相對較少，減少了對環境的污染。此外，催化劑的適當選擇還影響著產品的最終性質，能夠確保淬火油具有良好的性能和適用性。
16、進一步的，所述恒溫加熱溫度為168-178℃。
17、通過上述技術方案，本技術優化了反應溫度，該溫度范圍下，能有效地促進三羥甲基丙烷與妥爾油脂肪酸的反應，同時又不會引發不必要的副反應或分解反應。適宜的溫度控制能夠確保反應的選擇性，提高酯化反應的轉化率，保證最終淬火油的性能標準。此外，維持在這個溫度范圍內也有助于提高催化劑的活性，確保催化過程的高效完成，從而在整體制造過程中降低能耗，提高生產效率。
18、進一步的，所述高浸潤性淬火油中還添加有穩定改性劑，所述穩定改性劑為zsm-5納米分子篩。
19、通過上述技術方案，本技術在淬火油中添加穩定改性劑zsm-5納米分子篩。zsm-5分子篩獨特的孔道結構使其具有較高的比表面積和吸附能力。通過添加zsm-5，能夠增強淬火油的熱穩定性和抗氧化性，防止在高溫淬火過程中油品的降解，延長其使用壽命。此外，zsm-5的添加還可能改善油的流動性和分散性，提高金屬表面的潤濕性能，從而提升淬火效果。
20、進一步的，所述zsm-5納米分子篩內還負載有浸潤改性材料，所述浸潤改性材料為陰離子表面活性劑。
21、通過上述技術方案，本技術在zsm-5納米分子篩內負載浸潤改性材料，即陰離子表面活性劑。這一設計不僅利用了zsm-5的獨特結構特性，還通過表面活性劑的引入改善了淬火油的浸潤性。陰離子表面活性劑可以顯著降低液體的表面張力，從而增強油對金屬表面的濕潤能力，改善冷卻效果，減少氣泡的形成。通過將浸潤改性材料負載于zsm-5上，能夠實現更高的浸潤效率和更低的用量，降低生產成本，同時使得油品在使用過程中表現出更好的性能。
22、進一步的，所述陰離子表面活性劑包括烷基苯磺酸鈉、石油磺酸鈉、烷基磷酸酯或烷基醇聚氧乙烯醚硫酸鈉中的至少一種。
23、通過上述技術方案，本技術優化了陰離子表面活性劑的組分，這些表面活性劑各具特性，能夠在不同的應用場景中發揮作用。它們通過降低液體的表面張力，增強淬火油的浸潤性能，從而提高金屬材料的冷卻速度和均勻性。選擇多種表面活性劑可以根據具體的淬火需求，實現對油品性能的調節和優化。此外，各種表面活性劑的組合也有助于提高淬火油的使用穩定性，減少在高溫下的分解風險，提升整體的加工性能。
24、進一步的，所述負載有浸潤改性材料的zsm-5納米分子篩采用以下方案制成：
25、對zsm-5納米分子篩進行表面預處理，待預處理完成后，將陰離子表面活性劑與水混合，收集混合液并將預處理完成后的zsm-5納米分子篩與混合液攪拌混合并超聲分散，收集分散漿液并置于烘箱中干燥即可制備得負載有浸潤改性材料的zsm-5納米分子篩。
26、進一步的，所述表面預處理采用以下技術方案：
27、取硅烷偶聯劑并與無水乙醇混合，收集復合液并將zsm-5納米分子篩浸漬于復合液中，浸泡3-5h后，再用水沖洗，干燥即可完成所述表面預處理。
28、通過上述技術方案，本技術通過使用硅烷偶聯劑對zsm-5納米分子篩表面的改性。硅烷偶聯劑能夠在zsm-5表面形成一層有機膜，增加其與浸潤改性材料的相互作用，提高負載效率。此預處理步驟有效提高了分子篩的親油性和化學穩定性，使其在后續負載過程中更加高效。優化的表面化學結構有助于確保最終產品的性能一致性和穩定性。此外，預處理還能夠降低分子篩的團聚現象，增強其在淬火油中的分散性，從而提升油品的整體性能。
29、進一步的，所述硅烷偶聯劑包括氨基硅烷偶聯劑或甲基丙烯酰氧基硅烷?偶聯劑中的任一種。
30、綜上所述，本技術具有以下有益效果：
31、第一、本技術采用三羥甲基丙烷和妥爾油脂肪酸為原料合成的脂肪酸甲酯具有良好的流動性和較低的粘度，這種流動性使得淬火油在高溫條件下更容易流動，能夠迅速覆蓋金屬表面，有助于提高金屬與淬火油之間的熱交換效率，從而提升冷卻效果。在此基礎上，本技術制備的脂肪酸甲酯的分子結構包括長鏈脂肪酸部分和短鏈甲醇部分。長鏈脂肪酸部分具有疏水性，而甲醇部分則具有親水性。這種雙親結構使得脂肪酸甲酯可以在水和油相界面表現出良好的界面活性。由于其分子中存在極性基團，脂肪酸甲酯能夠有效降低液體的表面張力，從而增強其對金屬表面的潤濕能力。
32、第二、本技術在淬火油中添加穩定改性劑zsm-5納米分子篩。zsm-5分子篩獨特的孔道結構使其具有較高的比表面積和吸附能力。通過添加zsm-5，能夠增強淬火油的熱穩定性和抗氧化性，防止在高溫淬火過程中油品的降解，延長其使用壽命。此外，zsm-5的添加還可能改善油的流動性和分散性，提高金屬表面的潤濕性能，從而提升淬火效果。
33、第三、本技術在zsm-5納米分子篩內負載浸潤改性材料，即陰離子表面活性劑。這一設計不僅利用了zsm-5的獨特結構特性，還通過表面活性劑的引入改善了淬火油的浸潤性。陰離子表面活性劑可以顯著降低液體的表面張力，從而增強油對金屬表面的濕潤能力，改善冷卻效果，減少氣泡的形成。通過將浸潤改性材料負載于zsm-5上，能夠實現更高的浸潤效率和更低的用量，降低生產成本，同時使得油品在使用過程中表現出更好的性能。