[发明专利]一种水性石墨润滑剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种水性石墨润滑剂及其制备方法和应用，按重量份计，包括以下组分：石墨30‑50份、氧化石墨烯5‑8份、硬脂酸单甘油酯3‑4份、羧甲基纤维素钠2‑3份、磷酸二氢钠2‑3份、氯化镁2‑3份、双乙酸钠2‑3份、苯甲酸钠1‑2份、甲基萘磺酸钠甲醛缩合物1‑2份、聚丙烯酰胺0.5‑1份、黄原胶0.5‑1份、三乙醇胺0.5‑1份、余量为水。本发明中的氧化石墨烯可在润滑剂中均匀分散并与石墨发生协同作用，最终制备得到的水性石墨润滑剂的极压性能P_B值可达到780N以上，在950℃的高温摩擦系数值不超过0.057、在1050℃的高温摩擦系数值不超过0.063、在1150℃的高温摩擦系数值不超过0.068，即本发明中的水性石墨润滑剂具有非常优异的高温摩擦系数和抗极压性性能，极为适合在轧制无缝钢管时使用。

技术领域

本发明涉及润滑剂技术领域，特别涉及一种水性耐低温石墨润滑剂及其制备方法和应用。

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。

由于石墨熔点较高、化学稳定性较好，且能够起到一定的润滑作用，因此在轧制芯棒中应用较为广泛。但是，在实际生产中不可忽视的是，现在市面上的石墨润滑剂普遍存在高温摩擦系数较高、抗极压性能较差的缺点，使用这些石墨润滑剂容易导致生产出来的钢管品质出现瑕疵。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种高温摩擦系数较低、抗极压性能较好的水性石墨润滑剂。另外，本发明还提供了上述水性石墨润滑剂的制备方法。

为了解决上述问题，采用以下技术方案：一种水性石墨润滑剂，按重量份计，包括以下组分：石墨30-50份、氧化石墨烯5-8份、硬脂酸单甘油酯3-4份、羧甲基纤维素钠2-3份、磷酸二氢钠2-3份、氯化镁2-3份、双乙酸钠2-3份、苯甲酸钠1-2份、甲基萘磺酸钠甲醛缩合物1-2份、聚丙烯酰胺0.5-1份、黄原胶0.5-1份、三乙醇胺0.5-1份、余量为水。

优选地，上述水性石墨润滑剂包括以下组分：石墨40份、氧化石墨烯6.5份、硬脂酸单甘油酯3.5份、羧甲基纤维素钠2.5份、磷酸二氢钠2.5份、氯化镁2.5份、双乙酸钠2.5份、苯甲酸钠1.5份、甲基萘磺酸钠甲醛缩合物1.5份、聚丙烯酰胺0.75份、黄原胶0.75份、三乙醇胺0.75份、余量为水。

优选地，所述石墨为1100-1200目的鳞片石墨粉。

其中，所述水的加入量为70-100份。

制备上述水性耐低温石墨润滑剂的方法，包括以下步骤：向反应釜加入水、磷酸二氢钠、氯化镁并搅拌35-40min后，加入石墨、硬脂酸单甘油酯，加热升温至50-60℃后加入氧化石墨烯，1h以后停止加热，待冷却后再依次加入羧甲基纤维素钠、双乙酸钠、苯甲酸钠、甲基萘磺酸钠甲醛缩合物、聚丙烯酰胺、黄原胶和三乙醇胺，搅拌90min后即得本发明中所述的水性石墨润滑剂。

本发明中的水性耐低温石墨润滑剂适合应用于轧制无缝钢管。

和现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明中选用双乙酸钠和苯甲酸钠复配作为防腐剂，甲基萘磺酸钠甲醛缩合物作为分散剂，聚丙烯酰胺和黄原胶复配作为增稠剂，三乙醇胺作为缓蚀剂，并加入适量的硬脂酸单甘油酯和羧甲基纤维素钠，可有效增强氧化石墨烯的界面性能，改善氧化石墨烯的团聚现象，使得氧化石墨烯在润滑剂中均匀分散并与石墨发生协同作用，最终制备得到的水性石墨润滑剂的极压性能P_B值可达到780N以上，在950℃的高温摩擦系数值不超过0.057、在1050℃的高温摩擦系数值不超过0.061、在1150℃的高温摩擦系数值不超过0.068，即本发明中的水性石墨润滑剂具有非常优异的高温摩擦系数和抗极压性性能， 极为适合在轧制无缝钢管时使用。