CN102674862B

CN102674862B - 一种高温抗氧化耐磨润滑剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102674862B
Application number: CN 201210168501
Authority: CN
Inventors: 杭文明; 王远林
Original assignee: WUXI NANFANG REFRACTORY CO Ltd
Current assignee: WUXI NANFANG REFRACTORY CO Ltd
Priority date: 2012-05-25
Filing date: 2012-05-25
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2032-05-25
Also published as: CN102674862A

Abstract

本发明公开了一种高温抗氧化耐磨润滑剂，按重量百分含量计，所述高温抗氧化耐磨润滑剂的原料包含以下组分：鳞片石墨70%~88%、α-Al₂O₃微粉3%~6%、板状刚玉细粉2%~10%、碳化硼1%~2%、金属铝粉或金属硅粉2%~5%、甘油1%~3%、结合剂2%~5%、反絮凝剂0.1%~0.5%和悬浮剂0.2%~0.5%。本发明的高温抗氧化耐磨润滑剂是一种对环境无污染、良好的抗氧化性、耐磨损性、润滑性，具有良好的粘附效果和脱模效果的润滑剂，能有效增加被涂抹产品的使用寿命。且该润滑剂使用方法简单，效果显著。

Description

一种高温抗氧化耐磨润滑剂及其制备方法

技术领域

本发明属于以碳为基料的耐火材料、冶金领域，尤其涉及一种高温抗氧化耐磨润滑剂及其制备方法。

背景技术

目前国内许多钢厂在更换上水口和上滑板时，接缝料与水口座砖、滑动水口砖本体发生烧结反应，接缝料不易剥落，操作工在高温下长时间用撬棍一点点的清除，或者用风镐打碎，一点一点的拆除，在用风镐拆打上水口砖和接缝料时，风镐头经常滑落到座砖一侧，伤击座砖，使座砖扩径，座砖与上水口砖之间缝隙增大，导致钢水渗入缝隙，而不得提前下包，影响钢包的使用寿命，处理不及时还会发生上水口周围漏钢事故。同时有的钢厂采用冷水浇在机构和上水口里面，用极冷极热的方式清除已发生烧结的接缝料，这种方式导致机构变形，上水口炸裂。因此需要用高温抗氧化耐磨润滑剂涂刷于耐材产品（滑板砖、快换水口、盲板）的滑动工作面润滑或者炼钢厂钢包用接缝火泥防止其过度烧结。其使用范围是：（1）通过把高温抗氧化耐磨润滑剂涂刷在滑板砖、快换水口、盲板滑动面时，能起到良好的润滑性，粘附性、抗氧化性和耐磨损性；（2）涂刷在钢厂连铸结晶器、副枪、钢包外壳、渣包与钢（铁）水接触面，可以防止粘冷钢。

由于国内高温抗氧化耐磨润滑剂技术不成熟，采用石墨、炭黑、粉状水玻璃和水混合而成的膏状物质，质量较差，无法起到保护被涂抹物品的作用，在市场上无法形成销售，我公司所用的大量产品必须依赖日本进口，价格昂贵达32万元/吨，年用量5.6吨。且进口产品，在使用过程中用毛刷涂刷时有明显的痕迹，且在使用过程中必须进烘箱100℃干燥2小时，浪费能源和人力，依次需要提供一种新的质量合格且成本较低的高温抗氧化耐磨润滑剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温抗氧化耐磨润滑剂。该高温抗氧化耐磨润滑剂对环境无污染、良好的抗氧化性、耐磨损性、润滑性，具有良好的粘附效果和脱模效果，能有效增加被涂抹产品的使用寿命。

本发明的另一目的在于提供一种高温抗氧化耐磨润滑剂的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种高温抗氧化耐磨润滑剂，其在于按重量百分含量计，所述高温抗氧化耐磨润滑剂的原料包含以下组分：鳞片石墨70%~88%、α-Al₂O₃微粉3%~6%、板状刚玉细粉2%~10%、碳化硼1%~2%、金属铝粉或金属硅粉2%~5%、甘油1%~3%、结合剂2%~5%、反絮凝剂0.1%~0.5%和悬浮剂0.2%~0.5%。

所述的结合剂为硅溶胶、甲基纤维素或黄糊精中的一种或几种。使用过程中硅溶胶的使用效果优于黄糊精。

所述反絮凝剂的作用为均匀分散悬浮微粒的物质，使稠厚的胶体变成为能自由流动的物质，优选为反絮凝剂A-15；所述悬浮剂的作用为防止混合物中的固体物质在液体中沉淀，优选为无机悬浮剂，所述的无机悬浮剂优选为滑石粉。

上述的高温抗氧化耐磨润滑剂，其在于按重量百分含量计，所述的板状刚玉中氧化铝含量≥99%，鳞片石墨中C含量≥98%，α-Al₂O₃微粉中氧化铝含量≥99%。

上述的高温抗氧化耐磨润滑剂，其在于所述组分的颗粒级配为：磷片石墨为450~600目，α-Al₂O₃微粉粒径为2~5μm，板状刚玉细粉200~325目，金属铝粉或金属硅粉≥300目，碳化硼≥300目。

上述的高温抗氧化耐磨润滑剂的制备方法，其在于采用以下方法制备：将所述的组分混合后，按重量计，加原料各组分总重量200%~250%的水搅拌8~12小时。

上述高温抗氧化耐磨润滑剂的制备方法，其在于将所述的组分混合后，按重量计，加原料各组分总重量200%~250%的水搅拌8~12小时。

设计原理：本发明产品是采用极高纯度的天然鳞片石墨微粒，并水溶性结合剂和其他组分进行处理，制成全新概念的特殊新型润滑剂。本发明的高温抗氧化耐磨润滑剂的主要化学成分为CALSI（碳铝硅），这种CALSI（碳铝硅）依靠水性结合剂的作用，使石墨在被润滑面上平滑分散后形成非常牢固的保护膜。由于这种产品是水溶性的，所以渗透性极强，能填平耐火材料和金属表面的小凹坑，使被润滑面实现稳定低负荷摩擦。而且CALSI（碳铝硅）是一种能在冷态和热态二种情况下进行涂刷和使用的特殊润滑剂。

上述组分各原材料在该发明产品中产生的功能和作用：

鳞片石墨：石墨是最耐高温的元素之一, 石墨熔点为: 3850℃，石墨在超高温条件下不软化, 而且强度反而增高. 石墨的润滑性能：类似于二硫化钼,在润滑介质中石墨的摩擦系数为0.1以下,鳞片越大摩擦系数越小,润滑性能越好，在气体、液体、韧体物质或结晶状物质中,均具有良好的耐磨性,而且润滑性能不受温度的影响。所以该材料在本发明中起到了良好的高温效果和润滑效果。

金属铝粉或金属硅粉和碳化硼均是优良的抗氧化剂，金属硅粉和金属铝粉在高温下具有较好的抗氧化性，可相互替换；而碳化硼在低温下具有较好的抗氧化性；在该发明产品中添加2%~5%的金属铝粉或金属硅粉和1%~2%的碳化硼，可以首先与氧发生反应，形成新的矿相封闭气孔，提高致密度，阻止渣铁的渗透，以提高产品的耐高温，耐磨损和抗氧化性，阻止了碳的氧化。

板状刚玉细粉在高温下具有较好的体积稳定性，不受还原气氛、熔融玻璃液和金属液的侵蚀，常温或高温机械强度和耐磨性较好，在该发明产品中起到了良好的抗侵蚀性；

分散性α-氧化铝微粉在该发明中发挥作用：分散而降低加水量，达到最佳流动性，使润滑剂具有良好的润湿和流平性。

反絮凝剂能均匀分散悬浮微粒的物质，或者能使稠厚的胶体变成为能自由流动的溶胶物质，同时也能改善其流动性；悬浮剂的作用防止水性混合物沉淀；甘油在本发明产品中起缓凝作用；硅溶胶、甲基纤维素在该发明产品中起结合剂作用。

本发明产品，生产成本不超过3000元/吨，且该发明产品又具有新的用途——脱模，可用在冶金、铸造、耐材等行业，在国内是首创，填补了市场空白。产品的流动性优于进口，易于干燥，因为进口产品在使用过程中用毛刷涂刷时有明显的痕迹，而该发明采用同样的方法在被刷工作面流平性较好易于润湿；同时进口产品在使用过程中必须进烘箱100℃干燥2小时，而本发明产品在常温下采取自然干燥即可，有效节约能源，降低工人劳动强度。

本发明的高温抗氧化耐磨润滑剂的使用范围除了（1）涂刷在滑板砖、快换水口、盲板滑动面时，能起到良好的润滑性，粘附性、抗氧化性和耐磨损性；（2）涂刷在钢厂连铸结晶器、副枪、钢包外壳、渣包与钢（铁）水接触面，可以防止粘冷钢。还可以涂刷在铸造、耐材浇注用模具，钢包、中包、铁水包整体浇注用震动胎模便于脱模。

高温抗氧化耐磨润滑剂具备如下功能及原理：（1）润滑效果：高强度的保护膜和石墨的堆积能使滑板砖的摩擦系数下降，实现平稳滑动，操作时手动、液压机构都会感到摩擦力较小。如果涂在金属上，能降低金属的磨损，还能使金属在高温下长时间使用。（2）粘附效果：依靠特殊结合剂的作用，滑板滑动时，石墨保护膜不会脱落，从而使滑板砖长时间稳定地滑动。另外，能在高温下保护副枪、电极、钢包口内侧表面，防止粘冷钢，实现连续使用。另外在玻璃、塑料、木材等所有物质上都具有良好的粘附效果，并且在冷态、热态粘附效果都一样。（3）抗氧化性：依靠滑板表面形成的一层牢固保护膜来减缓滑板内焦油过早地渗出，能在高温下保护耐火材料的表面，防止滑板氧化。另外，增强了滑板之间的密封性，阻止空气进入，起到防止钢水氧化的作用。所以能减弱滑板砖因氧化而导至滑板组织脆弱，呈发白现象。（4）脱模效果：涂在钢包座砖和各个接口部上后，可防止火泥过度烧结，使火泥清除作业变得方便，而且可减少冷钢、钢渣粘附在副枪、钢包上，使清除作业变得容易，实现连续使用。由于特殊结合剂的效果，在被涂材料表面形成一层牢固的石墨保护层，其后附着上面的任何物质都能容易脱落。（5）耐磨损性：滑板砖在连续使用几次后，本发明产品仍存在大量的残留物，皮膜也不会脱落，并且该产品也能抑制钢水的腐损性。

本发明的有益效果：

本发明的高温抗氧化耐磨润滑剂是一种对环境无污染、良好的抗氧化性、耐磨损性、润滑性，具有良好的粘附效果和脱模效果的润滑剂，能有效增加被涂抹产品的使用寿命。且该润滑剂使用方法简单，效果显著。

具体实施方式

按重量百分含量计，称取C含量≥98%的鳞片石墨、氧化铝含量≥99%的分散性α-Al₂O₃微粉、氧化铝含量≥99%的板状刚玉细粉、碳化硼、金属硅粉、甘油、结合剂、反絮凝剂A-15（上海三和科技发展公司提供）和滑石粉（由常州云锦化工有限公司生产，细度为1250目），所使用的结合剂为硅溶胶（湖北省仙桃市金伟化工有限公司提供，型号：JN-30）或者硅溶胶与甲基纤维素（河北天伟化工有限公司，甲氧基：27.5~31.5%）的混合物。分别按照表1中的配方1、配方2和配方3进行混合后加各组分总重量230%的水搅拌10小时即得到配方1、配方2和配方3的高温抗氧化耐磨润滑剂。

表1 配方1、配方2和配方3中各组分含量

原料名称	粒度	配方1	配方2	配方3
					鳞片石墨	500目	70	78	88
分散性α-Al₂O₃微粉	5μm	6	5	3
					板状刚玉细粉	325目	10	4	2
金属硅粉	400目	3	4	2.7
					碳化硼	325目	2	2	1
反絮凝剂A-15		0．5	0．2	0．1
					滑石粉	1250目	0．5	0．3	0．2
甘油		3	2．5	1
					硅溶胶		2	4	1
甲基纤维素		3	0	1

所得到的配方1、配方2和配方3的高温抗氧化耐磨润滑剂，外观：水溶性液体；颜色：黑色；性状：载体（水溶性），添加剂（石墨）；比重：1.1~1.6；粘度：8-20P。

磷片石墨润滑性优于其它石墨；采用分散性α-Al₂O₃微粉产品，具有较好的流动性；虽然黄糊精和硅溶胶都具备结合剂的作用，但硅溶胶的效果优于黄糊精。

所制得的3个配方的高温抗氧化耐磨润滑剂通过试验，其性能见对照表2：

表2 配方1、配方2和配方3的高温抗氧化耐磨润滑剂性能

使用方法：刷子刷涂（0.03mm）、滚筒（0.14mm）、喷枪或自动喷涂（0.3mm ）铲刀刮或海棉抹。

使用结果：我公司发明的高温抗氧化耐磨润滑剂在宝钢、本钢使用后，两家钢厂都把该润滑剂涂在水口座砖内壁和已布在上水口、上滑板凸台接缝料的表面，在被涂材料表面形成一层牢固的石墨保护层，其后附着在保护层上的任何物质都能容易脱落，就能减缓接缝料过度烧结，便可以采取上水口整体取出，使清除作业变得更容易，实现连续使用，同时保护上水口砖，有效强低工人劳动强度。与进口产品相比本发明产品在被刷工作面流平性较好易于润湿；在常温下采取自然干燥即可，有效节约能源，降低工人劳动强度。

每次使用时必需搅拌均匀后再使用，如果滑板砖需涂刷两次，必需在第一次自然干燥后皮膜不脱落的条件下再涂刷第二次，厚度约0.3mm。

Claims

1.一种高温抗氧化耐磨润滑剂，其特征在于按重量百分含量计，所述高温抗氧化耐磨润滑剂的原料包含以下组分：鳞片石墨70%~88%、α--Al₂O₃微粉3%~6%、板状刚玉细粉2%~10%、碳化硼1%~2%、金属铝粉或金属硅粉2%~5%、甘油1%~3%、结合剂2%~5%、反絮凝剂0.1%~0.5%和悬浮剂0.2%~0.5%。

2.根据权利要求1所述的高温抗氧化耐磨润滑剂，其特征在于所述的结合剂为硅溶胶、甲基纤维素或黄糊精中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的高温抗氧化耐磨润滑剂，其特征在于所述的反絮凝剂为反絮凝剂A-15；所述的悬浮剂为无机悬浮剂。

4.根据权利要求3所述的高温抗氧化耐磨润滑剂，其特征在于所述的无机悬浮剂为滑石粉。

5.根据权利要求1所述的高温抗氧化耐磨润滑剂，其特征在于按重量百分含量计，所述的板状刚玉中氧化铝含量≥99%，鳞片石墨中C含量≥98%，α-Al₂O₃微粉中氧化铝含量≥99%。

6.根据权利要求1所述的高温抗氧化耐磨润滑剂，其特征在于颗粒级配为：鳞片石墨为450~600目，α--Al₂O₃微粉粒径为2~5μm，板状刚玉细粉200~325目，金属铝粉或金属硅粉≥300目，碳化硼≥300目。

7.根据权利要求1所述的高温抗氧化耐磨润滑剂，其特征在于采用以下方法制备：将权利要求1所述的组分混合后，按重量计，加原料各组分总重量200%~250%的水搅拌8~12小时。

8.权利要求1所述的高温抗氧化耐磨润滑剂的制备方法，其特征在于将权利要求1所述的组分混合后，按重量计，加原料各组分总重量200%~250%的水搅拌8~12小时。