CN105154206A - 一种水性高温润滑剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水性高温润滑剂及其制备方法，涉及钢管加工润滑剂技术领域，其组分的重量配比为：羟丙基甲基纤维素：0.6%-1.0%、气相二氧化硅：0.3%-1.0%、硼酸：1.0%-2.0%、碳酸钠：0.5%-1.5%、分散剂：0.5%-1.5%、消泡剂：0.05%-0.1%、防腐剂：0.2%-1.0%、滑石粉：8%-15%、聚乙二醇：3%-10%、余量为水。该含有滑石粉的水性高温润滑剂具有良好的分散稳定性，可以长时间放置而不分层，另外，该水性高温润滑剂的润滑性能与现有的水基石墨润滑剂非常接近，同样具有优异的高温润滑效果，可用于替代现有的水基石墨润滑剂。

Description

一种水性高温润滑剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及钢管加工润滑剂技术领域，特别涉及一种水性高温润滑剂及其制备方法。

背景技术

在热轧无缝钢管生产过程中，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。为了提高钢管的内表面质量，延长芯棒的使用寿命，减少轧制电流和降低能源消耗，加工前必须在芯棒表面均匀地涂覆润滑剂，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，从而达到提高芯棒的使用寿命和钢管质量的目的。

目前在实际生产中，应用最多的是石墨系润滑剂。由于石墨色黑粒小、质轻易扩散，常污染环境，且有害工人的身体健康，在环保要求日益严格的情况下，将会逐渐限制使用，介于上述原因，业内已经开始研究一些新型的润滑剂来替代石墨润滑剂，例如含滑石粉的水性润滑剂（滑石粉的价格相比石墨粉便宜很多，且滑石粉不如石墨粉那般质轻易扩散，故滑石粉润滑剂与石墨润滑剂相比，其对环境的污染要小一些，制作成本也要低一些），但由于滑石粉的天然疏水性，使得它在水溶液中的分散稳定性很不好，所以市面上的滑石粉润滑剂仅有一、两种，而这些润滑剂都存在以下缺陷：存放时间短，放置几天就会出现分层现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种稳定性好、可长时间放置的含有滑石粉的水性高温润滑剂，进一步，本发明还提供一种制备上述水性高温润滑剂的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种水性高温润滑剂，其组分的重量配比为：羟丙基甲基纤维素：0.6%-1.0%、气相二氧化硅：0.3%-1.0%、硼酸：1.0%-2.0%、碳酸钠：0.5%-1.5%、分散剂：0.5%-1.5%、消泡剂：0.05%-0.1%、防腐剂：0.2%-1.0%、滑石粉：8%-15%、聚乙二醇：3%-10%、余量为水。

作为优选，上述各组分的重量配比为：羟丙基甲基纤维素：0.8%、气相二氧化硅：0.6%、硼酸：1.5%、碳酸钠：1.0%、分散剂：1.0%、消泡剂：0.07%、防腐剂：0.05%、滑石粉：11%、聚乙二醇：6%、余量为水。

进一步，本发明还提供一种制备上述水性高温润滑剂的方法，包括以下步骤：

步骤一，按照上述重量配比将各组分准备好，并将各组分盛放于相应的容器中，从装水的容器中取一部分水加入反应釜中，然后一边搅拌，一边按照上述重量配比往反应釜中加入羟丙基甲基纤维素，待所述羟丙基甲基纤维素全部溶解后继续搅拌0.5h；

步骤二，将步骤一中准备的气相二氧化硅、硼酸、碳酸钠、滑石粉、聚乙二醇及剩余的水加入另一反应釜中，搅拌混合均匀；

步骤三，将步骤一、二得到的混合物加到一起，一边搅拌，一边加入步骤一中准备的分散剂、消泡剂及防腐剂，待所述分散剂、消泡剂及防腐剂全部加入后再持续搅拌1.5h。

上述各步骤均在常温、常压下进行。

本发明取得的有益效果在于：本发明提供了一种含有滑石粉的水性高温润滑剂，该水性高温润滑剂具有良好的分散稳定性，可以长时间放置而不分层，另外，该水性高温润滑剂的润滑性能与现有的水基石墨润滑剂非常接近，同样具有优异的高温润滑效果，可用于替代现有的水基石墨润滑剂。

附图说明

图1为本发明的实施例1-3及对比例的试验结果数据统计表。

具体实施方式

作为本发明的一种实施方式，一种水性高温润滑剂，其组分的重量配比为：羟丙基甲基纤维素：0.6%-1.0%、气相二氧化硅：0.3%-1.0%、硼酸：1.0%-2.0%、碳酸钠：0.5%-1.5%、分散剂：0.5%-1.5%、消泡剂：0.05%-0.1%、防腐剂：0.2%-1.0%、滑石粉：8%-15%、聚乙二醇：3%-10%、余量为水。

制备上述水性高温润滑剂的方法包括以下步骤：

步骤一，按重量配比将各组分准备好，并将各组分盛放于相应的容器中，从装水的容器中取一部分水加入反应釜中，然后一边搅拌，一边按重量配比往反应釜中加入羟丙基甲基纤维素，待羟丙基甲基纤维素全部溶解后继续搅拌0.5h；

步骤二，将步骤一中准备的气相二氧化硅、硼酸、碳酸钠、滑石粉、聚乙二醇及剩余的水加入另一反应釜中，搅拌混合均匀；

步骤三，将步骤一、二得到的混合物加到一起，一边搅拌，一边加入步骤一中准备的分散剂、消泡剂及防腐剂，待分散剂、消泡剂及防腐剂全部加入后再持续搅拌1、5h后，即可得到本发明的水性高温润滑剂。需要说明的是，上述各步骤均是在常温、常压的条件下进行的。

为了让本领域技术人员更清楚地了解本发明相对现有技术的改进之处，下面结合实施例和对比例对本发明作进一步的说明，实施例提及的内容并非对本发明的限定。

实施例1：

首先，按照前述步骤制备本发明的水性高温润滑剂，其中各组分的重量配比为：羟丙基甲基纤维素：0.6%、气相二氧化硅：1.0%、硼酸：2.0%、碳酸钠：1.5%、分散剂：0.5%、消泡剂：0.05%、防腐剂：0.2%、滑石粉：8%、聚乙二醇：10%、余量为水。

此后，将该实施例1得到的水性高温润滑剂分成两份，一份用于测试其分散稳定性，分散稳定性的具体测试方式为：将水性高温润滑剂静置在透明的密闭容器内，每天观测并记录其分层情况；另一份用圆环镦粗法测试其高温摩擦系数。上述两种试验的具体测试结果见附图1的试验数据统计表。

实施例2：

实施例2跟实施例1相比，只是各组分的重量配比有所改变，其他内容完全相同，为简便表述，相同的内容在此不再赘述，实施例2的水性高温润滑剂的各组分的重量配比如下：

羟丙基甲基纤维素：1.0%、气相二氧化硅：0.3%、硼酸：1.0%、碳酸钠：0.5%、分散剂：1.5%、消泡剂：0.1%、防腐剂：1.0%、滑石粉：15%、聚乙二醇：3%、余量为水。

此后，与实施例1一样，将该实施例2得到的水性高温润滑剂分成两份，一份用于测试其分散稳定性，分散稳定性的具体测试方式为：将水性高温润滑剂静置在透明的密闭容器内，每天观测并记录其分层情况；另一份用圆环镦粗法测试其高温摩擦系数。上述两种试验的具体测试结果见附图1的试验数据统计表。

实施例3：

实施例3跟实施例1和2相比，只是各组分的重量配比有所改变，其他内容完全相同，实施例3的各组分的重量配比如下：

羟丙基甲基纤维素：0.8%、气相二氧化硅：0.6%、硼酸：1.5%、碳酸钠：1.0%、分散剂：1.0%、消泡剂：0.07%、防腐剂：0.05%、滑石粉：11%、聚乙二醇：6%、余量为水。

此后，如实施例1和2一样，将该实施例3得到的水性高温润滑剂分成两份，一份用于测试其分散稳定性，分散稳定性的具体测试方式为：将水性高温润滑剂静置在透明的密闭容器内，每天观测并记录其分层情况；另一份用圆环镦粗法测试其高温摩擦系数。上述两种试验的具体测试结果见附图1的试验数据统计表。

对比例：

需要提前说明的是，本对比例仅测试了水基石墨润滑剂的高温摩擦系数，本领域技术人员应当明白，设置该对比例的目的仅用于说明本发明提供的水性高温润滑剂的润滑性能与现有的水基石墨润滑剂非常接近，二者同样具有优异的高温润滑效果，从而证明本发明提供的含滑石粉的水性高温润滑剂可用于替代现有的水基石墨润滑剂。由于现有的水基石墨润滑剂品类较多，在本发明的测试实验中无法对其一一试验及对比，为简化表述，本对比例只选取了中国发明专利201410706258.3中的优选实施方式（即实施例4）所提供的水基石墨润滑剂作对比实验。

先在常温和常压下，按照以下重量配比先将水、石墨及萘磺酸甲醛缩合物钠盐加入反应釜中搅拌30分钟，然后将苯丙乳液及三聚磷酸钠加入反应釜中搅拌20分钟，最后将羧甲基纤维素钠以及二甲基硅油乳液加入反应釜中搅拌1个小时即得到本对比例1所需的水基石墨润滑剂，其中各组分的重量配比为：石墨30%、萘磺酸甲醛缩合物钠盐0.5%、三聚磷酸钠1.5%、苯丙乳液1%、羧甲基纤维素钠0.5%、二甲基硅油乳液0.1%、余量为水。此后，将得到的水基石墨润滑剂用圆环镦粗法测试其高温摩擦系数，具体测试结果见附图1的试验数据统计表。

从附图1的测试数据统计表可以看出，本发明提供的含有滑石粉的水性高温润滑剂具有良好的分散稳定性，可长时间放置而不分层（最低可放置两个月以上，与现有技术中含滑石粉的水性高温润滑剂仅可放置数天相比，其可放置时间得以大幅延长），另外，该水性高温润滑剂的润滑性能与现有的水基石墨润滑剂非常接近（二者高温摩擦系数差值在0.15以内），同样具有优异的高温润滑效果，故该含有滑石粉的水性高温润滑剂可用于替代现有的水基石墨润滑剂。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

最后，应该强调的是，为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。

Claims (3)

1.一种水性高温润滑剂，其组分的重量配比为：羟丙基甲基纤维素：0.6%-1.0%、气相二氧化硅：0.3%-1.0%、硼酸：1.0%-2.0%、碳酸钠：0.5%-1.5%、分散剂：0.5%-1.5%、消泡剂：0.05%-0.1%、防腐剂：0.2%-1.0%、滑石粉：8%-15%、聚乙二醇：3%-10%、余量为水。

2.根据权利要求1所述的水性高温润滑剂，其特征在于：各组分的重量配比为：羟丙基甲基纤维素：0.8%、气相二氧化硅：0.6%、硼酸：1.5%、碳酸钠：1.0%、分散剂：1.0%、消泡剂：0.07%、防腐剂：0.05%、滑石粉：11%、聚乙二醇：6%、余量为水。

3.一种制备水性高温润滑剂的方法，包括以下步骤：

步骤一，按照权利要求1或2所述的重量配比将各组分准备好，并将各组分盛放于相应的容器中，从装水的容器中取一部分水加入反应釜中，然后一边搅拌，一边按照权利要求1或2所述的重量配比往反应釜中加入羟丙基甲基纤维素，待所述羟丙基甲基纤维素全部溶解后继续搅拌0.5h；

步骤二，将步骤一中准备的气相二氧化硅、硼酸、碳酸钠、滑石粉、聚乙二醇及剩余的水加入另一反应釜中，搅拌混合均匀；

步骤三，将步骤一、二得到的混合物加到一起，一边搅拌，一边加入步骤一中准备的分散剂、消泡剂及防腐剂，待所述分散剂、消泡剂及防腐剂全部加入后再持续搅拌1、5h；

上述各步骤均在常温、常压下进行。