[发明专利]一种高温水基芯棒润滑剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种润滑剂，更具体的说，涉及一种高温水基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。

模型乳化剂是以石墨为主要成分，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，而提供一种润滑性能好，使用方便，能提高钢管内表面质量及降低电能和辅材消耗的高温水基芯棒润滑剂。

本发明的一种水基石墨芯棒润滑剂，由以下重量百分含量的组分：

鳞片状石墨粉            20～40％，

硼砂                    0.5～10％，

三聚磷酸钠              1～2％，

复合树脂乳液            2～14％，

增稠剂                  0.6～5％，

硬脂酸                  1～3％，

滑石粉                  1～5％，

烷基酚聚氧乙烯醚        0.1～0.5％,

1,2-丙二醇              0.1～0.2％，

水                      余量。

在本发明的一优选实施例中，所述复合树脂乳液为聚醋酸乙烯共聚物与丙乙烯树脂乳液的混合物，其混合比例为1.25～2.5∶1，其固含量为20～40％。

在本发明的一优选实施例中，所述的增稠剂为羧甲基纤维素，聚乙烯醇，黄原胶中的一种或两种以上混合物。

本发明的另一目的是提供一种水基石墨芯棒润滑剂的制备方法，是往反应釜中注入水，再加入鳞片状石墨粉开始搅拌，随后加入硼砂，三聚磷酸钠，滑石粉跟硬脂酸搅拌10分钟后，加入复合树脂乳液，烷基酚聚氧乙烯醚，增稠剂，最后加入1,2-丙二醇，搅拌25分钟后，停止搅拌即得所述的水基石墨芯棒润滑剂。

本发明的创新点在于，按照上面提供的各种组分及各组分的比例充分混合；在混合过程中，首先硬脂酸与硼砂，三聚磷酸钠内反应合成中间体，该中间体能改变石墨极性增强亲水性；再将此中间体与石墨，滑石粉混合反应，形成一种亲水性强，润滑性好的混合润滑基材。