CN109456815A - 一种硅灰石基耐高温润滑剂及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硅灰石基耐高温润滑剂及其制备方法与应用，以水为溶剂，按重量份计，该润滑剂包括以下组分：硅灰石粉10份‑40份；玻璃纤维1份‑5份；多聚磷酸钠1份‑10份；聚乙二醇1份‑3份；增稠剂0.1份‑1份。制备硅灰石基耐高温润滑剂的方法，包括以下步骤：步骤一、将水、聚乙二醇加入反应釜中，然后搅拌5‑10min；步骤二、依次向反应釜中加入硅灰石粉、玻璃纤维、多聚磷酸钠、分散剂和消泡剂，然后继续搅拌60‑90min；步骤三、将防腐剂、增稠剂加入反应釜中，然后搅拌60‑90min后即得本发明中所述的硅灰石基耐高温润滑剂。该硅灰石基耐高温润滑剂具有健康环保、稳定性良好的优点，且在高温条件下具有极其优异的润滑性能，适合在热轧无缝钢管中使用。

Description

一种硅灰石基耐高温润滑剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及润滑剂技术领域，特别涉及一种硅灰石基耐高温润滑剂及其制备方法与应用。
背景技术
芯棒是无缝钢管生产过程中最重要的热成形工具。在连轧无缝钢管的成型过程中将耐高温和耐高压的润滑剂喷涂在芯棒上，不仅能够延长芯棒的使用寿命，增加延伸系数，而且能降低轧制压力和功率消耗，甚至能减少或避免连轧机事故。石墨具有片状晶体结构，润滑性能良好。而且还具有良好的导电、导热、耐磨、耐压、耐温性能，故常在机械工业中广泛用来制造各种润滑剂。在钢管生产的过程中，由于芯棒至少处在900℃以上高温的钢管之中，并且在承受极高的轧制压力状态下，要与钢管产生很大的相对滑动，石墨润滑剂是机组能否正常生产的关键因素。
现有的石墨系润滑剂，由于石墨粒径小容易扩散，在进行无缝钢管轧制的过程中会产生大量黑烟，破坏了车间的卫生环境，损害工人的健康，并容易引起设备短路。因此，不添加石墨的耐高温润滑剂重新引起了人们的注意，例如：一种高温润滑剂，由以下重量百分比原料制备而成：羟磷灰石20％，脂肪酸盐 5％，硼酸盐 25％，聚磷酸盐 25％，复合树脂2.8％，水玻璃 5％，水余量。该高温润滑剂已经在工业中应用，但是其摩擦系数偏高，且所能承受的最高极压值偏低，无法完全代替传统的高温石墨润滑剂，另外，该高温润滑剂的化学稳定性较差，放置一个月必然出现分层现象，难以长期储存。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种健康环保、稳定性良好的硅灰石基耐高温润滑剂，该硅灰石基耐高温润滑剂在高温条件下具有极其优异的润滑性能，可完全代替现有的石墨润滑剂。
为了解决上述问题，采用以下技术方案：一种硅灰石基耐高温润滑剂，以水为溶剂，按重量份计，包括以下组分：硅灰石粉10份-40份；玻璃纤维1份-5份；多聚磷酸钠1份-10份；聚乙二醇1份-3份；增稠剂0.1份-1份；分散剂0.1份-1.5份；消泡剂0.2份-0.5份；防腐剂0.1份-1份。
优选地，上述硅灰石基耐高温润滑剂包括以下组分：硅灰石25份；玻璃纤维3份；多聚磷酸钠5份；聚乙二醇2份；增稠剂0.5份；分散剂0.8份；消泡剂0.3份；防腐剂0.5份。
更优选地，上述增稠剂为黄原胶。
优选地，所述硅灰石粉的目数为1000以上。
优选地，所述玻璃纤维为800-1500目的玻璃纤维粉。
制备上述硅灰石基耐高温润滑剂的方法，包括以下步骤：
步骤一、将水、聚乙二醇加入反应釜中，然后搅拌5-10min；
步骤二、依次向反应釜中加入硅灰石粉、玻璃纤维、木质纤维素、多聚磷酸钠、分散剂和消泡剂，然后继续搅拌60-90min；
步骤三、将防腐剂、增稠剂加入反应釜中，然后搅拌60-90min后即得本发明中所述的硅灰石基耐高温润滑剂。
本发明提供的硅灰石基耐高温润滑剂可应用于热轧无缝钢管。
和现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、和传统的高温石墨润滑剂相比，采用本发明中的硅灰石基耐高温润滑剂对无缝钢管进行热轧的过程中不会产生黑烟，较为健康环保，同时还能防止车间内的其他设备受到飘散的石墨影响而短路。
2、使用该硅灰石基耐高温润滑剂进行无缝钢管的热轧，不易对芯棒和钢管造成划伤，另外，该硅灰石基耐高温润滑剂不容易蒸发和冻结，高温处理后易冲洗。
3、该硅灰石基耐高温润滑剂的化学稳定性良好，放置两个月后仍不分层。
4、该硅灰石基耐高温润滑剂在极高温度下仍可保持优异的润滑性能，经过测试后发现其在1150℃下的摩擦系数不超过0.07，还兼具良好的耐极压性能。
综上所述，本发明提供的硅灰石基耐高温润滑剂不仅较为健康环保，而且还具有多方面优异的润滑性能，在对无缝钢管进行热轧时可完全代替现有的高温石墨润滑剂，并有效提高最终生产所得钢管的质量。
具体实施方式
下面给出实施例以对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的普通技术人员根据该实施例对本发明所做出的一些非本质的改进或调整仍属于本发明的保护范围。
实施例1
一种硅灰石基耐高温润滑剂，其制备方法包括以下步骤：
步骤一、将86.4重量份的水、1重量份的聚乙二醇加入反应釜中，然后搅拌5min；
步骤二、依次向反应釜中加入10重量份的硅灰石粉、1重量份的玻璃纤维、1重量份的多聚磷酸钠、0.1重量份的黄原胶、0.1重量份的分散剂和0.2重量份的消泡剂，然后继续搅拌60min；
步骤三、将0.1重量份的防腐剂、0.1重量份的黄原胶加入反应釜中，然后搅拌60min后即得本发明中所述的硅灰石基耐高温润滑剂。
其中，步骤二中硅灰石粉的目数为1000，玻璃纤维为800目的玻璃纤维粉。
将硅灰石基耐高温润滑剂分为三份。一份用圆环镦粗法测试其在1150℃条件下的高温摩擦系数，测试结果为0.069；另一份静置于透明的密闭容器内，用于测试其分散稳定性，60天后观察润滑剂，未发现其出现分层现象；还有一份经过四球极压试验机测得其最高极压值为502N。
实施例2
一种硅灰石基耐高温润滑剂，其制备方法包括以下步骤：
步骤一、将38重量份的水、3重量份的聚乙二醇加入反应釜中，然后搅拌5min；
步骤二、依次向反应釜中加入40重量份的硅灰石粉、5重量份的玻璃纤维、10重量份的多聚磷酸钠、1.5重量份的分散剂和0.5重量份的消泡剂，然后继续搅拌60min；
步骤三、将1重量份的防腐剂、1重量份的黄原胶加入反应釜中，然后搅拌60min后即得本发明中所述的硅灰石基耐高温润滑剂。
其中，步骤二中硅灰石粉的目数为1000，玻璃纤维为1500目的玻璃纤维粉。
将硅灰石基耐高温润滑剂分为三份。一份用圆环镦粗法测试其在1150℃条件下的高温摩擦系数，测试结果为0.067；另一份静置于透明的密闭容器内，用于测试其分散稳定性，60天后观察润滑剂，未发现其出现分层现象；还有一份经过四球极压试验机测得其最高极压值为519N。
实施例3
一种硅灰石基耐高温润滑剂，其制备方法包括以下步骤：
步骤一、将62.9重量份的水、2重量份的聚乙二醇加入反应釜中，然后搅拌5min；
步骤二、依次向反应釜中加入25重量份的硅灰石粉、3重量份的玻璃纤维、5重量份的多聚磷酸钠、0.8重量份的分散剂和0.3重量份的消泡剂，然后继续搅拌60min；
步骤三、将0.5重量份的防腐剂、0.5重量份的黄原胶加入反应釜中，然后搅拌60min后即得本发明中所述的硅灰石基耐高温润滑剂。
其中，步骤二中硅灰石粉的目数为1000，玻璃纤维为1200目的玻璃纤维粉。
将硅灰石基耐高温润滑剂分为三份。一份用圆环镦粗法测试其在1150℃条件下的高温摩擦系数，可知其摩擦系数为0.065；另一份静置于透明的密闭容器内，用于测试分散稳定性，60天后观察润滑剂，未发现其出现分层现象；还有还有一份经过四球极压试验机测得其最高极压值为562N。
对比例1
一种不添加石墨的高温润滑剂，采自市售，其由以下重量百分比的原料制备而成 ：羟磷灰石20％，脂肪酸盐 5％，硼酸盐 25％，聚磷酸盐 25％，复合树脂 2.8％，水玻璃 5％，水余量。
将硅灰石基耐高温润滑剂分为三份。一份用圆环镦粗法测试其在1150℃条件下的高温摩擦系数，测试结果为0.129；另一份静置于透明的密闭容器内，用于测试分散稳定性，27天后即发现该润滑剂出现分层现象；还有一份经过四球极压试验机测得其最高极压值为482N。
对比例2
耐高温水基石墨芯棒润滑剂，由以下组分配比而成 ：27％重量份的石墨、2％重量份的丙烯酸树脂乳液、0.3％重量份的 CMC、1％重量份的 PR 分散剂、0.1％重量份的防腐剂、2％重量份的水玻璃、6％重量份的三聚磷酸钠、0.5％重量份的乳化硅油、0.6％重量份的邻苯二甲酸二丁酯、余量为水。将上述各组分混合，通过充分搅拌即得。
将以上润滑剂用圆环镦粗法测试，可知其在 1200℃条件下的高温摩擦系数为0.63。以上制备方法、摩擦系数测试结果均摘自公开号为105132115 A的中国专利。
由实施例1-3的测试结果可知，本发明提供的硅灰石基耐高温润滑剂的摩擦系数小于0.07，最高极压值大于500N，可保持静置两个月后不分层，化学稳定性较好。
对比例1中的现有无石墨高温润滑剂，摩擦系数和极压值均不如实施例，且容易分层；对比例2中的水基石墨精轧润滑剂的摩擦系数为0.63，远劣于本发明中的硅灰石基耐高温润滑剂，且含有的石墨粒径小容易扩散，在实际生产过程中会污染车间的卫生环境，损害工人健康。

Claims (7)

1.一种硅灰石基耐高温润滑剂，以水为溶剂，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：硅灰石粉10份-40份；玻璃纤维1份-5份；多聚磷酸钠1份-10份；聚乙二醇1份-3份；增稠剂0.1份-1份；分散剂0.1份-1.5份；消泡剂0.2份-0.5份；防腐剂0.1份-1份。
2.根据权利要求1所述的硅灰石基耐高温润滑剂，其特征在于，包括以下组分：硅灰石25份；玻璃纤维3份；多聚磷酸钠5份；聚乙二醇2份；增稠剂0.5份；分散剂0.8份；消泡剂0.3份；防腐剂0.5份。
3.根据权利要求1或2所述的硅灰石基耐高温润滑剂，其特征在于，所述增稠剂为黄原胶。
4.根据权利要求1或2所述的硅灰石基耐高温润滑剂，其特征在于，所述硅灰石粉的目数为1000以上。
5.根据权利要求1或2所述的硅灰石基耐高温润滑剂，其特征在于，所述玻璃纤维为800-1500目的玻璃纤维粉。
6.制备权利要求1-5任一项的硅灰石基耐高温润滑剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将水、聚乙二醇加入反应釜中，然后搅拌5-10min；
步骤二、依次向反应釜中加入硅灰石粉、玻璃纤维、多聚磷酸钠、分散剂和消泡剂，然后继续搅拌60-90min；
步骤三、将防腐剂、增稠剂加入反应釜中，然后搅拌60-90min后即得本发明中所述的硅灰石基耐高温润滑剂。
7.权利要求1-5任一项的硅灰石基耐高温润滑剂在热轧无缝钢管中的应用。
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