一種水基石墨芯棒潤滑劑及其製備方法
2023-05-31 03:48:46 2
專利名稱：一種水基石墨芯棒潤滑劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種潤滑劑，更具體的說，涉及一種用於生產無縫鋼管的連軋管機組芯棒的水基石墨芯棒潤滑及其製備方法。
背景技術：
在熱連軋過程中，金屬是在軋輥和芯棒圍成的環形空隙中發生變形，芯棒與金屬之間有較大的相互作用力。芯棒潤滑劑可以促使金屬變形均勻，降低軋制力和芯棒限動力，減少鋼管橫向壁厚度不均，改善鋼管表面質量，增加絕熱性能，降低芯棒表面溫度，從而提高芯棒的使用壽命和鋼管質量。因此它們之間的摩擦力具有以下特點(I)摩擦表面的接觸壓力非常大；(2)高壓接觸面的面積大；(3)滑動速度大，而且變化；(4)新生面不斷增大；(5)摩擦表面的溫度高。這就要求用於芯棒的潤滑劑具有以下特點(I)能減少摩擦係數； 在扎制期間有足夠的附著性和抗水衝刷性；(3)從芯棒表面轉移到鋼管內表面的潤滑劑轉移膜能充分保護新生面，最大限度地避免芯棒表面的粘著磨損和梨溝磨損；(4)在軋制溫度有良好的熱溫度性。目前，國內外熱軋鋼管機組使用的芯棒潤滑劑主要有兩類，一類是石墨型潤滑劑，一類是二硫化鑰潤滑劑。石模型乳化劑以石墨為主要成分，例如歐洲專利EP357508公開的一種潤滑材料，由細的石墨粉、不溶於水的合成樹脂、天然浙青粉、添加佔重量比廣5的酸性高分子鹽組成，鹽的金屬尚子是Na、K、Ca、Mg、NH4、合成樹脂重量百分比為15 40%，可以是聚丙烯酸、聚醋酸乙烯酯、聚苯乙烯、聚乙烯環氧樹脂。當芯棒表面溫度在10(T40(TC範圍內時，石墨型潤滑劑可以在芯棒表面形成潤滑薄膜，生產中每扎一次，經脫棒後的芯棒必須在流動的冷水槽中冷卻至100°C左右，在循環使用，因而芯棒的溫度較低，能依靠自動噴塗裝置使用石墨籍粘合劑有效地附著於芯棒表面，但是這種潤滑劑不適用於500°C以上的高溫熱軋鋼管的芯棒使用。二硫化鑰潤滑劑是將二硫化鑰與油脂混合自一起，使用時必須藉助手動工具塗抹到芯棒上，因為它流動性差，難以操作，高溫熱軋時在芯棒上粘著性差，易氧化，油脂作為粘著劑容易冒煙、燃燒和飛濺。溫度低時，雖然能夠附著到芯棒上，但對頂管軋制極為不利，易造成扎卡，二硫化鑰潤滑劑可靠使用溫度在-20°C 180°C，在200°C以上高溫使用，芯棒表面特別是頭部磨損很厲害，是造成鋼管沿長度方向壁厚不均勻的主要原因之一，因而使芯棒的有效利用次數降低。連軋管機組採用長芯棒軋制生產無縫鋼管，在軋管過程中，芯棒處在850°C以上的鋼管之中，並且在承受極高的軋制壓力狀態下，要與鋼管產生相對滑動，因此，高性能的芯棒潤滑劑就成為連軋管機組生產的關鍵性材料。
發明內容
本發明的目的是克服上述芯棒潤滑劑的不足，提供一種使用方便，潤滑效果好，耐高溫和抗極壓性強，環保效果好，質量穩定可靠的芯棒潤滑劑。為實現本發明的目的，本發明的技術方案是一種水基石墨芯棒潤滑劑，該潤滑劑包括以下重量百分含量的組分，石墨20 40%，複合樹脂乳液2 4%，成膜助劑O. I O. 15%，三聚磷酸鈉O. 15 0.2%，
消泡劑O. 05 0.2%，增稠劑O. 6 1.2%，六偏磷酸鈉I 2%,水餘量。在本發明的一優選實施例中，所述水基石墨芯棒潤滑劑還包括分散劑和穩定劑。在本發明的一更優選實施例中，所述分散劑是六偏磷酸鈉。在本發明的一更優選實施例中，所述穩定劑是硬脂酸鈉鈣。 在本發明的一優選實施例中，所述石墨是鱗片狀石墨粉。在本發明的一優選實施例中，所述成膜助劑是1，2-丙二醇。在本發明的一優選實施例中，所述消泡劑是磷酸三丁酯。在本發明的一優選實施例中，所述增稠劑是羧乙基纖維素。在本發明的一優選實施例中，所述複合樹脂乳液為聚醋酸乙烯共聚物與丙乙烯樹脂乳液的混合物，其混合比例為I. 25 2. 5:1，其固含量為20 40%。本發明的水基石墨芯棒潤滑劑適合於金屬熱塑性加工，特別適用於連軋管機芯棒的潤滑劑。本發明的另一目的是提供一種水基石墨芯棒潤滑劑的製備方法，是在常溫下，往反應釜中注入清水，再加入石墨開始攪拌，隨後加入三聚磷酸鈉跟六偏磷酸鈉直至攪拌溶解。隨後加入複合樹脂乳液，增稠劑，最後加入成膜助劑跟消泡劑，攪拌25分鐘後，停止攪拌。本發明為一種穩定的懸浮狀的水基潤滑劑，通過在各大鋼廠連軋機組上的使用證明，鋼管內表面質量明顯提高，連軋後兩側的「橫裂」或「人字裂口」等廢品基本消除，鋼管的尺寸精度也有明顯提高，特別是解決了國產潤滑劑不能軋制薄壁管和合金管的難題。
具體實施例方式下面結合對比例和實施例對本發明做進一步的詳細說明。對比例I製備IOOkg水基石墨芯棒潤滑劑，該潤滑劑的組分及重量為鱗片狀石墨粉40kg，硼砂10kg，三聚磷酸鈉2kg，複合樹脂乳液14kg，羧乙基纖維素1kg，
硬脂酸3kg，滑石粉5kg，烷基酚聚氧乙烯醚(C: 10 12) O. 5kg，I, 2-丙二醇O. 2kg,水餘量。複合樹脂乳液為聚醋酸乙烯共聚物與丙乙烯樹脂乳液的混合物，其混合比例為I. 25 2. 5:1，其固含量為20 40%。在常溫下，往反應釜中注入水，再加入石墨開始攪拌，隨後加入硼砂，三聚磷酸鈉跟滑石粉直至攪拌溶解。隨後加入複合樹脂乳液，增稠劑，烷基酚聚氧乙烯醚，最後加入 I, 2-丙二醇，攪拌約25分鐘後，停止攪拌。按照上面提供的各種組分及各組分的比例充分混合；在混合過程中，首先硬脂酸與硼砂，三聚磷酸鈉內反應合成中間體，該中間體能改變石墨極性增強親水性；再將此中間體與石墨，滑石粉混合反應，形成一種親水性強，潤滑性好的混合潤滑基材。但增稠劑的量少，粘度太小，達不到噴塗效果。對比例2製備IOOkg水基石墨芯棒潤滑劑，該潤滑劑的組分及重量為鱗片狀石墨粉40kg，硼砂10kg，無水硫酸鈉2kg,複合樹脂乳液14kg，羧乙基纖維素5kg，硬脂酸3kg，滑石粉5kg，烷基酚聚氧乙烯醚(C: 10 12) O. 5kg,I, 2-丙二醇O. 2kg,水餘量。複合樹脂乳液為聚醋酸乙烯共聚物與丙乙烯樹脂乳液的混合物，其混合比例為I. 25 2. 5:1，其固含量為20 40%。其製備過程為在常溫下，往反應釜中注入清水，再加入石墨開始攪拌，隨後加入無水硫酸鈉，硬脂酸跟滑石粉直至攪拌溶解。隨後加入複合樹脂乳液，增稠劑，烷基酚聚氧乙烯醚。最後加入1，2-丙二醇，攪拌約25分鐘後，停止攪拌。按照上面提供的各種組分及各組分的比例充分混合；在混合過程中，首先硬脂酸與硼砂，無水硫酸鈉內反應合成中間體，再將此中間體與石墨，滑石粉混合反應，無法改變石墨的親水性，滿足不了要求。對比例3製備IOOkg水基石墨芯棒潤滑劑，該潤滑劑的組分及重量為鱗片狀石墨粉40kg，硼砂10kg，三聚磷酸鈉2kg，
複合樹脂乳液14kg，羧乙基纖維素5kg，硬脂酸3kg，滑石粉5kg，活性劑O. 5kg，I, 2-丙二醇O. 2kg,水餘量。複合樹脂乳液為聚醋酸乙烯共聚物與丙乙烯樹脂乳液的混合物，其混合比例為I. 25 2. 5:1，其固含量為20 40%。其製備過程為在常溫下，往反應釜中注入水，再加入石墨開始攪拌，隨後加入三聚磷酸鈉，硬脂酸跟滑石粉直至攪拌溶解。隨後加入複合樹脂乳液，增稠劑，活性劑。最後加入1，2-丙二醇，攪拌約25分鐘後，停止攪拌。按照上面提供的各種組分及各組分的比例充分混合；在混合過程中，首先硬脂酸與硼砂，無水硫酸鈉內反應合成中間體，再將此中間體與石墨，再與滑石粉混合反應，但加入活性劑後石墨的分散性不好，易結塊。實施例I石墨40%，
複合樹脂乳液4%，1,2-丙二醇0.15%，三聚磷酸鈉0.2%，磷酸三丁酯0.2%，羧乙基纖維素1.2%，六偏磷酸鈉2 %,
水餘量。複合樹脂乳液為聚醋酸乙烯共聚物與丙乙烯樹脂乳液的混合物，其混合比例為
I.25 2. 5:1，其固含量為20 40%。其製備過程為在常溫下，往反應釜中注入清水，再加入石墨開始攪拌，隨後加入三聚磷酸鈉跟六偏磷酸鈉直至攪拌溶解。隨後加入複合樹脂乳液，增稠劑羧乙基纖維素，最後加入成膜助劑1，2-丙二醇跟消泡劑磷酸三丁酯，攪拌約25分鐘後，停止攪拌。按照上面提供的各種組分及各組分的比例充分混合；在混合過程中，首先六偏磷酸鈉，三聚磷酸鈉跟複合樹脂液反應合成中間體，該中間體能改變石墨極性增強親水性；再將此中間體與石墨，成膜助劑，消泡劑，增稠劑混合，形成一種親水性強，潤滑性好的混合潤滑基材。實施例2石墨40%，複合樹脂乳液4%，1,2-丙二醇0.15%，三聚磷酸鈉0.2%，磷酸三丁酯0.2%，
羧乙基纖維素1.2%，水玻璃2%，水餘量。複合樹脂乳液為聚醋酸乙烯共聚物與丙乙烯樹脂乳液的混合物，其混合比例為
I.25 2. 5:1，其固含量為20 40%。其製備過程為在常溫下，往反應釜中注入清水，再加入石墨開始攪拌，隨後加入三聚磷酸鈉跟水玻璃直至攪拌溶解。隨後加入複合樹脂乳液，增稠劑羧乙基纖維素，最後加入成膜助劑1，2-丙二醇跟消泡劑磷酸三丁酯，攪拌約25分鐘後，停止攪拌。按照上面提供的各種組分及各組分的比例充分混合；在混合過程中，首先水玻璃，三聚磷酸鈉跟複合樹脂液反應合成中間體，該中間體能改變石墨極性增強親水性；再將此 中間體與石墨，成膜助劑，消泡劑，增稠劑混合，形成一種親水性強，潤滑性好的混合潤滑基材。以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
1.一種水基石墨芯棒潤滑劑，其特徵在於，所述潤滑劑包括以下重量百分含量的組分， 石墨20 40%， 複合樹脂乳液2 4%， 成膜助劑0.1 0.15%， 三聚磷酸鈉0.15 0.2%， 消泡劑0.05 0.2%， 增稠劑0.6 1.2%， 六偏磷酸鈉I 2 %,水餘量。
2.根據權利要求I所述的水基石墨芯棒潤滑劑，其特徵在於，所述水基石墨芯棒潤滑劑還包括分散劑和穩定劑。
3.根據權利要求2所述的水基石墨芯棒潤滑劑，其特徵在於，所述分散劑是六偏磷酸鈉。
4.根據權利要求2所述的水基石墨芯棒潤滑劑，其特徵在於，所述穩定劑是硬脂酸鈉鈣。
5.根據權利要求I所述的水基石墨芯棒潤滑劑，其特徵在於，所述石墨是鱗片狀石墨粉。
6.根據權利要求I所述的水基石墨芯棒潤滑劑，其特徵在於，所述成膜助劑是1，2-丙二醇。
7.根據權利要求I所述的水基石墨芯棒潤滑劑，其特徵在於，所述消泡劑是磷酸三丁酯。
8.根據權利要求I所述的水基石墨芯棒潤滑劑，其特徵在於，所述增稠劑是羧乙基纖維素。
9.根據權利要求I所述的水基石墨芯棒潤滑劑，其特徵在於，所述複合樹脂乳液為聚醋酸乙烯共聚物與丙乙烯樹脂乳液的混合物，其混合比例為I. 25 2. 5:1，其固含量為20 40%。
10.一種權利要求1-9任一項所述的水基石墨芯棒潤滑劑的製備方法，其特徵是在常溫下，往反應釜中注入水，再加入石墨開始攪拌，隨後加入三聚磷酸鈉跟六偏磷酸鈉直至攪拌溶解；隨後加入複合樹脂乳液，增稠劑，最後加入成膜助劑跟消泡劑，攪拌25分鐘後，停止攪拌即得水基石墨芯棒潤滑劑。
全文摘要
本發明涉及一種水基石墨芯棒潤滑劑及其製備方法，所述潤滑劑包括以下重量百分含量的組分，石墨20～40％，複合樹脂乳液2～4％，成膜助劑0.1～0.15％，三聚磷酸鈉0.15～0.2％，消泡劑0.05～0.2％，增稠劑0.6～1.2％，六偏磷酸鈉1～2％，水餘量。本發明的水基石墨芯棒潤滑劑具有使用方便，潤滑效果好，耐高溫和抗極壓性強，環保效果好，質量穩定可靠的特點。
文檔編號C10N40/24GK102703192SQ20121016661
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月25日 優先權日2012年5月25日
發明者彭琪, 邱永泰 申請人:衡陽市金化科技有限公司