CN102899129B - 一种粉剂石墨芯棒润滑剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种粉剂石墨芯棒润滑剂，该润滑剂由天然鳞片石墨、三聚磷酸钠、表面活性剂脂肪酸甘油酯、硬脂酸、乳化剂单甘脂、钙锌复合稳定剂组成，其制备方法是在常温下，往反应釜中注入水，再添加天然鳞片石墨开始搅拌，3～5分钟后加入三聚磷酸钠与脂肪酸甘油酯及单甘脂的混合物，10分钟后添加硬脂酸，搅拌20分钟后取样检测。本发明的润滑剂具有使用于高温环境，润滑及抗极压性能好，易喷涂，成膜均匀细密，抗水冲刷能力强的特点。

Description

一种粉剂石墨芯棒润滑剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种润滑剂，更具体的说涉及一种粉剂石墨芯棒润滑剂及其制备方法

背景技术

在热连轧过程中，金属是在轧辊和芯棒围成的环形空隙中发生变形，芯棒与金属之间有较大的相互作用力。芯棒润滑剂可以促使金属变形均匀，降低轧制力和芯棒限动力，减少钢管横向壁厚度不均，改善钢管表面质量，增加绝热性能，降低芯棒表面温度，从而提高芯棒的使用寿命和钢管质量。因此它们之间的摩擦力具有以下特点（1）摩擦表面的接触压力非常大；（2）高压接触面的面积大；（3）滑动速度大，而且变化；（4）新生面不断增大；（5）摩擦表面的温度高。这就要求用于芯棒的润滑剂具有以下特点：（1）能减少摩擦系数；（2）在扎制期间有足够的附着性和抗水冲刷性；（3）从芯棒表面转移到钢管内表面的润滑剂转移膜能充分保护新生面，最大限度地避免芯棒表面的粘着磨损和梨沟磨损；（4）在轧制温度有良好的热温度性。

目前，国内外热轧钢管机组使用的芯棒润滑剂主要有两类，一类是石墨型润滑剂，一类是二硫化钼润滑剂。

是模型乳化剂以石墨为主要成分，例如欧洲专利EP357508公开的一种润滑材料，由细的石墨粉、不溶于水的合成树脂、天然沥青粉、添加占重量比1~5的酸性高分子盐组成，盐的金属离子是Na、K、Ca、Mg、NH4、合成树脂重量百分比为15~40%，可以是聚丙烯酸、聚醋酸乙烯酯、聚苯乙烯、聚乙烯环氧树脂。当芯棒表面温度在100~400℃范围内时，石墨型润滑剂可以在芯棒表面形成润滑薄膜，生产中每扎一次，经脱棒后的芯棒必须在流动的冷水槽中冷却至100℃左右，在循环使用，因而芯棒的温度较低，能依靠自动喷涂装置使用石墨籍粘合剂有效地附着于芯棒表面，但是这种润滑剂不适用于500℃以上的高温热轧钢管的芯棒使用。

二硫化钼润滑剂是将二硫化钼与油脂混合自一起，使用时必须借助手动工具涂抹到芯棒上，因为它流动性差，难以操作，高温热轧时在芯棒上粘着性差，易氧化，油脂作为粘着剂容易冒烟、燃烧和飞溅。温度低时，虽然能够附着到芯棒上，但对顶管轧制极为不利，易造成扎卡，二硫化钼润滑剂可靠使用温度在-20℃~180℃，在200℃以上高温使用，芯棒表面特别是头部磨损很厉害，是造成钢管沿长度方向壁厚不均匀的主要原因之一，因而使芯棒的有效利用次数降低。

另外，国内目前生产芯棒润滑剂的厂家很少，且提供的均为粉剂，不但价格高，在实际应用中存在使用不方便，喷涂性能差，润滑效果不稳定，润滑剂消耗量高，烟尘太多等问题，影响轧机正常生产。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有芯棒润滑剂的不足，提供一种使用于高温环境，润滑及抗极压性能好，易喷涂，成膜均匀细密，抗水冲刷能力强的石墨芯棒润滑剂。

为实现本发明的目的，本发明的技术方案是：

一种粉剂石墨芯棒润滑剂，该润滑剂由以下重量百分含量的组分组成：

天然鳞片石墨             30～40﹪，

三聚磷酸钠               20～30﹪，

脂肪酸甘油酯             2～5﹪，

硬脂酸                   20～30﹪，

单甘脂                   2～5﹪，

钙锌复合稳定剂           2～3﹪；

水                       5～10﹪。

一种粉剂石墨芯棒润滑剂，该润滑剂由以下重量分原料配制而成：

天然鳞片石墨             30kg,

三聚磷酸钠               20kg,

脂肪酸甘油酯             5kg,

硬脂酸                   30kg,

单甘脂                   2kg,

钙锌复合稳定剂           3kg,

水                10kg。

本发明的另一目的是提供一种粉剂石墨芯棒润滑剂的制备方法，其是在常温下，往反应釜中注入水，再添加天然鳞片石墨开始搅拌，3～5分钟后加入三聚磷酸钠与脂肪酸甘油酯及单甘脂的混合物，10分钟后添加硬脂酸，搅拌20分钟后取样检测。

本发明的创新点在于，按照上面的各种组分及格组分的比例充分混合，再混合的过程中，首先，三聚磷酸钠与活性剂及乳化剂混合而成的中间体能改变石墨的亲水性。再与硬脂酸及稳定剂充分混合，使用时，与水进行混合，形成一种附着力强，润滑性耗，运输方便的混合润滑剂。

本发明的粉剂石墨芯棒润滑剂具有表面附着力高，无脱落，无腐蚀，无毒，烟尘小，环保性能良好，稳定性强。轧管时轧制电流低，脱棒率高，吨管润滑剂消耗低，延长芯棒使用寿命等特点，并且储存，运输方便，由此使用此润滑剂热轧的钢管内壁质量高。

本发明的粉剂石墨芯棒润滑剂专用于各种无缝钢管，石油专用管热轧机组和限动芯棒连轧机组芯棒润滑剂和锻造，热挤压，扩管等过程中的润滑剂。

具体实施方式

下面结合对比例和实施例对本发明做进一步的详细说明。

粉剂石墨芯棒润滑剂

对比例一；

制备100kg粉剂石墨芯棒润滑剂，该润滑剂的组分及重量为：

天然鳞片石墨           30kg,

三聚磷酸钠             20kg,

脂肪酸甘油酯           5kg,

滑石粉                 30kg,

单甘脂                 2kg,

钙锌复合稳定剂         3kg,

水                     10kg。

其制备方法是在常温下，往反应釜中注入清水，再添加天然鳞片石墨开始搅拌，3～5分钟后加入三聚磷酸钠与脂肪酸甘油酯及单甘脂的混合物，约10分钟后添加滑石粉和钙锌复合稳定剂，搅拌20分钟后取样检测。

检测数据；

密度                 1.17；

pH                   9；

粘度（25℃）mpa.s    650；

不挥发物(m/m)%       35。

按照上面的各种组分及格组分的比例充分混合，再混合的过程中，首先，三聚磷酸钠与活性剂脂肪酸甘油酯及乳化剂单甘脂混合而成的中间体能改变石墨的亲水性。再与滑石粉及钙锌复合稳定剂充分混合，与水混合使用时，喷涂在芯棒上，粘附性不强，达不到要求。

对比例二；

制备100kg粉剂石墨芯棒润滑剂，该润滑剂的组分及重量为：

天然鳞片石墨     30kg,

三聚磷酸钠       20kg,

脂肪酸甘油酯     5kg,

硬脂酸           30kg,

单甘脂           5kg，

水               10kg。

其制备方法是在常温下，往反应釜中注入水，再添加天然鳞片石墨开始搅拌，3～5分钟后加入三聚磷酸钠与脂肪酸甘油酯及单甘脂的混合物，约10分钟后添加硬脂酸，搅拌20分钟后取样检测。

检测数据；

密度                 1.27;

pH                   8;

粘度（25℃）mpa.s    650;

不挥发物(m/m)%       55。

按照上面的各种组分及格组分的比例充分混合，再混合的过程中，首先，三聚磷酸钠与活性剂脂肪酸甘油酯及乳化剂混合而成的中间体能改变石墨的亲水性。再与硬脂酸及稳定剂单甘脂充分混合，使用时，与水进行混合，形成一种混合润滑剂，但存放时间不够长，存在缺陷。

对比例三；

制备100kg粉剂石墨芯棒润滑剂，该润滑剂的组分及重量为：

天然鳞片石墨          30kg,

水玻璃                20kg,

脂肪酸甘油酯          5kg,

硬脂酸                30kg,

单甘脂                2kg,

钙锌复合稳定剂        3kg，

水                    10kg。

其制备方法是在常温下，往反应釜中注入清水，再添加天然鳞片石墨开始搅拌，3～5分钟后加入水玻璃与脂肪酸甘油酯及单甘脂的混合物，约10分钟后添加硬脂酸和钙锌复合稳定剂，搅拌20分钟后取样检测。

检测数据；

密度                 1.65；

pH                   9；

粘度（25℃）mpa.s    590；

不挥发物(m/m)%       30。

按照上面的各种组分及格组分的比例充分混合，再混合的过程中，水玻璃与活性剂脂肪酸甘油酯及乳化剂单甘脂混合而成的中间体能改变石墨的亲水性，再与硬脂酸及钙锌复合稳定剂充分混合，使用时，与水进行混合，石墨分散性差，润滑效果一般。

实例四；

制备100kg粉剂石墨芯棒润滑剂，该润滑剂的组分及重量为：

天然鳞片石墨         30kg,

无水硫酸钠           20kg,

脂肪酸甘油酯         5kg,

硬脂酸        30kg,

单甘脂        2kg,

硬脂酸钠      3kg,

水            10kg。

其制备方法是在常温下，往反应釜中注入清水，再添加天然鳞片石墨开始搅拌，3～5分钟后加入无水硫酸钠与脂肪酸甘油酯及单甘脂的混合物，约10分钟后添加硬脂酸和硬脂酸钠，搅拌20分钟后取样检测。

检测数据；

密度                 1.68；

pH                   8；

粘度（25℃）mpa.s    1350；

不挥发物(m/m)%       30；

按照上面的各种组分及格组分的比例充分混合，再混合的过程中，首先，三聚磷酸钠与活性剂脂肪酸甘油酯及乳化剂单甘脂混合而成的中间体能改变石墨的亲水性。再与硬脂酸及稳定剂硬脂酸钠充分混合，使用时，与水进行混合，但使用过程中凝结成胶状，设备喷涂压力大。

实例五；

制备100kg粉剂石墨芯棒润滑剂，该润滑剂的组分及重量为：

天然鳞片石墨           30kg,

三聚磷酸钠             20kg,

脂肪酸甘油酯           5kg,

硬脂酸                 30kg,

单甘脂                 2kg,

钙锌复合稳定剂         3kg,

水                     10kg。

其制备方法是在常温下，往反应釜中注入清水，再添加天然鳞片石墨开始搅拌，3～5分钟后加入三聚磷酸钠与脂肪酸甘油酯及单甘脂的混合物，约10分钟后添加硬脂酸和钙锌复合稳定剂，搅拌20分钟后取样检测。

检测数据；

密度                 1.20；

Ph                   8；

粘度（25℃）mpa.s    950；

不挥发物(m/m)%       30；

按照上面的各种组分及格组分的比例充分混合，再混合的过程中，首先，三聚磷酸钠与脂肪酸甘油酯及单甘脂混合而成的中间体能改变石墨的亲水性。再与硬脂酸和钙锌复合稳定剂充分混合。使用时，与水进行混合，形成一种附着力强，润滑性好，运输方便的混合润滑剂。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种粉剂石墨芯棒润滑剂，其特征在于，该润滑剂由以下重量百分含量的组分组成：

该粉剂石墨芯棒润滑剂的制备方法，是在常温下，往反应釜中注入水，再添加天然鳞片石墨开始搅拌，3～5分钟后加入三聚磷酸钠与脂肪酸甘油酯及单甘脂的混合物，10分钟后添加硬脂酸和钙锌复合稳定剂，搅拌20分钟后取样检测。