專(zhuān)利名稱(chēng)：抗高溫氧化滑板潤(rùn)滑涂料及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種滑動(dòng)水口用滑板潤(rùn)滑涂料，尤其是一種可改善滑板表面潤(rùn)滑及高溫抗氧化性能的水基涂料，屬于潤(rùn)滑涂料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
滑動(dòng)水口是煉鋼連鑄設(shè)備的一件重要部件，其性能好壞將直接影響到連鑄過(guò)程中鋼水流量的控制、澆鑄過(guò)程的漏鋼情況、連鑄坯的質(zhì)量以及對(duì)鋼水的污染等，因而，對(duì)滑動(dòng)水口的性能和質(zhì)量提出了越來(lái)越高的技術(shù)要求。滑板是滑動(dòng)水口各耐火構(gòu)件中最關(guān)鍵的構(gòu)件，這是由其特殊的使用條件所決定的。具體有(1)需長(zhǎng)時(shí)間與高溫鋼水接觸；(2)在滿足不同澆鑄工藝要求的條件下，需反復(fù)經(jīng)受鋼水的化學(xué)侵蝕和物理侵蝕；(3)需承受高溫鋼水劇烈的熱沖擊與開(kāi)閉時(shí)滑板間的機(jī)械磨損等?；遄鳛榛瑒?dòng)水口中鋼水流量控制的滑動(dòng)部件，在多澆次使用后，由于接觸面的頻繁摩擦將不可避免地帶來(lái)滑板表面拉傷、起毛和舌形區(qū)粘附鋼水等現(xiàn)象，從而增大了滑板滑動(dòng)的摩擦，破損了滑板表面致密層的完整性，降低了滑板滑動(dòng)的靈活程度及其抗侵蝕能力。同時(shí)，滑板接觸面摩擦的增大將影響其滑動(dòng)的靈活程度和鋼水流量控制的準(zhǔn)確性。 滑板潤(rùn)滑涂料就是在這種對(duì)滑板的要求不斷提高的背景下，率先由日本的學(xué)者研制和開(kāi)發(fā)出來(lái)，應(yīng)用到滑板高溫潤(rùn)滑方面的新產(chǎn)品。滑板潤(rùn)滑涂料不僅可以降低滑板之間的摩擦系數(shù)，還會(huì)對(duì)滑板，尤其是對(duì)鋁碳質(zhì)的滑板起到氧化防護(hù)的作用，從而增加滑板的使用壽命。在實(shí)際使用過(guò)程中，由于滑板潤(rùn)滑涂層與空氣不可避免地接觸，而涂層中的石墨在高溫下很容易發(fā)生氧化消耗，所以就降低了涂層的工作壽命，同時(shí)因?yàn)橥繉拥南?，也加速了鋼液和熔渣?duì)于滑板水口的侵蝕。因此，提高以石墨為主要成分的滑板潤(rùn)滑涂料的抗氧化性能，是保證滑板使用壽命的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種抗高溫氧化滑板潤(rùn)滑涂料及其制備工藝，增加了滑板滑動(dòng)時(shí)的潤(rùn)滑性以及抗高溫氧化性能，提高滑板的使用性能和
壽命ο按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述抗高溫氧化滑板潤(rùn)滑涂料，其組份比例按重量份數(shù)計(jì)，包括以下組份聚乙烯醇5 10份、水90 95份、膨潤(rùn)土 0. 5 1份、硅溶膠10 20份、吐溫0. 1 0.5份、防腐劑0. 1 0.5份、復(fù)合防氧化劑2 10份、鱗片石墨25 35份。所述復(fù)合防氧化劑包括10 20份α氧化鋁、20 40份六方氮化硼、10 20份碳化硅和20 60份硅粉；所述α氧化鋁的粒度為0. 5 1 μ m ；所述六方氮化硼的粒度為 0.5- Iym ；所述碳化硅和硅粉的粒度為1 5 μ m。在制作復(fù)合防氧化劑時(shí)將10 20份α氧化鋁、20 40份六方氮化硼、10 20 份碳化硅和20 60份硅粉放入滾筒式球磨機(jī)中，以氧化鋯磨球?yàn)檠心ソ橘|(zhì)進(jìn)行干混，球磨時(shí)間為12 24小時(shí)，將混合得到的陶瓷粉體過(guò)325 600目篩，過(guò)篩后得到的混合陶瓷粉體即為復(fù)合防氧化劑。所述鱗片石墨的平均粒度為1 2μπι，碳含量> 99%。所述膨潤(rùn)土為鋰基膨潤(rùn)土，平均粒度為200 325目。所述硅溶膠的ρΗ值為9 10，其中二氧化硅含量為29 31wt%，密度為1. 20 1. 22g/cm3。所述防腐劑為苯甲酸鈉。所述吐溫為吐溫80。所述抗高溫氧化滑板潤(rùn)滑涂料的制備工藝，包括以下工藝步驟(1)配制預(yù)配液將5 10份聚乙烯醇加入到90 95份的熱水中，熱水的溫度保持在80 100°C，在攪拌速度為100 200轉(zhuǎn)/分鐘的條件下攪拌1 2小時(shí)使聚乙烯醇充分溶解，再冷卻至室溫，獲得聚乙烯醇水溶液；向聚乙烯醇水溶液中加入0. 5 1份膨潤(rùn)土、10 20份硅溶膠，0. 1 0. 5份吐溫80、0. 1 0. 5份防腐劑，在攪拌速度為100 200轉(zhuǎn)/分鐘的條件下攪拌1 2小時(shí)得到預(yù)配液；(2)將預(yù)配液、2 10份的復(fù)合防氧化劑和25 35份的鱗片石墨加入攪拌球磨機(jī)中，進(jìn)行球磨混合12 24小時(shí)，出料，即得到所述的抗高溫氧化滑板潤(rùn)滑涂料。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明的滑板潤(rùn)滑涂料采用含碳量高、平均粒度為2μπι的超細(xì)鱗片石墨粉為主要原料，以吐溫80為分散劑，可保證石墨顆粒表面被水良好地浸潤(rùn)，提高了石墨在水中的分散性；同時(shí)在鋰基膨潤(rùn)土的作用下，石墨顆粒長(zhǎng)時(shí)間懸浮在涂料中而不發(fā)生分層或沉降，保證了涂料的性能的長(zhǎng)期均一穩(wěn)定性；2、本發(fā)明的滑板潤(rùn)滑涂料，在常溫下干燥速度快，潤(rùn)滑涂層致密均勻，外觀平整光滑，而且在高溫條件下，與滑板結(jié)合強(qiáng)度高，保持了良好的潤(rùn)滑性能，還可顯著防止滑板中焦油的滲出；3、本發(fā)明采用常見(jiàn)的陶瓷原料經(jīng)球磨共混，制備了復(fù)合型的高溫防氧化劑，充分發(fā)揮了復(fù)合陶瓷粉料在高溫下的抗氧化協(xié)同作用，有效地降低了潤(rùn)滑涂層在高溫下的氧化損耗，使滑板的連滑次數(shù)達(dá)到了 3 4次，滿足了國(guó)產(chǎn)滑板目前對(duì)使用壽命的要求。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明所使用的硅溶膠采用美國(guó)納爾科化學(xué)公司牌號(hào)為NalcO1130的硅溶膠；所述硅溶膠的PH值為9 10，其中二氧化硅含量為29 31wt%，密度為1. 20 1. 22g/cm3。 本發(fā)明所使用的硅溶膠作為高溫?zé)o機(jī)粘結(jié)劑，可使滑板潤(rùn)滑涂層與滑板板面在高溫下具有一定的結(jié)合強(qiáng)度。本發(fā)明所使用的鱗片石墨的平均粒度為1 2μπι，碳含量> 99%，是作為滑板潤(rùn)滑涂料潤(rùn)滑和保護(hù)的主要成分，具有優(yōu)良的自潤(rùn)滑特性及對(duì)鋼水和熔渣的不潤(rùn)濕性，可以有效降低滑板間的摩擦系數(shù)，防止熔融鋼水及熔渣向滑板面的滲透。本發(fā)明所使用的膨潤(rùn)土為鋰基膨潤(rùn)土，平均粒度為200 325目在水中具有優(yōu)良的溶脹性能，是涂料中的懸浮穩(wěn)定劑。鋰基膨潤(rùn)土在水中可以形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⑹w粒長(zhǎng)期穩(wěn)定地懸浮在涂料中。本發(fā)明所使用的聚乙烯醇，是有機(jī)高分子化合物，外觀為白色粉狀顆粒，具有水溶性，是涂料中的增稠劑和低溫粘結(jié)劑。聚乙烯醇與其它的高分子化合物相比，在與膨潤(rùn)土相配伍的情況下，具有增稠效果顯著的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，其粘結(jié)強(qiáng)度高，具有良好的懸浮性、快干性和刷涂性，因此更適合作為涂料中的低溫粘結(jié)劑。本發(fā)明所使用的吐溫80，外觀為淺黃色粘稠液體，是一種親水性的表面活性劑，可以有效地提高水對(duì)石墨顆粒表面的浸潤(rùn)性，有利于石墨顆粒在水中的良好分散。本發(fā)明所使用的防腐劑為食品添加劑級(jí)的苯甲酸鈉，可以有效抑制涂料在存放過(guò)程中細(xì)菌的滋生，保證涂料的存放壽命。本發(fā)明所使用的復(fù)合防氧化劑由含鋁、硼和硅的固體陶瓷粉體組成。其中含鋁的陶瓷粉體優(yōu)先選擇α高溫氧化鋁，純度大于99wt%，粒度分布為0.5 Ιμπι;含硼的陶瓷粉體優(yōu)先選擇六方氮化硼，純度大于99wt%，粒度分布為0. 5 1 μ m ；含硅的固體陶瓷粉體優(yōu)選碳化硅或硅粉，純度大于99wt%，粒度分布為1 5μπι。復(fù)合防氧化劑中各成分具有防氧化協(xié)同作用氧化鋁的添加可提高滑板潤(rùn)滑涂層在高溫下的穩(wěn)定性及致密性，減少氧氣向潤(rùn)滑涂層內(nèi)部滲透的通道；六方氮化硼、碳化硅和硅粉在高溫條件下與氧的親和力比碳與氧的親和力大，可以優(yōu)先奪取氧使自身氧化而對(duì)碳起保護(hù)作用，同時(shí)防氧化劑氧化后生成的新相體積比原體積大，有助于阻塞潤(rùn)滑涂層中氧氣向內(nèi)的擴(kuò)散通道，增大致密度， 形成滑板表面抗氧化的屏障。同時(shí)，六方氮化硼還具有類(lèi)似鱗片石墨的層狀結(jié)構(gòu)，其自潤(rùn)滑性能和抗鋼水及熔渣侵蝕性能優(yōu)良，因此即使?jié)櫥繉又械氖l(fā)生了一定程度的氧化消耗，六方氮化硼的存在仍然可以保證滑板具有一定的潤(rùn)滑性能。實(shí)施例一一種抗高溫氧化滑板潤(rùn)滑涂料的制備工藝，包括以下工藝步驟(1)配制預(yù)配液將5公斤聚乙烯醇加入到95公斤的熱水中，熱水的溫度保持在 80 100°C，在攪拌速度為200轉(zhuǎn)/分鐘的條件下攪拌1小時(shí)使聚乙烯醇充分溶解，再冷卻至室溫，獲得聚乙烯醇水溶液；向聚乙烯醇水溶液中加入1公斤鋰基膨潤(rùn)土、10公斤硅溶膠，0. 5公斤吐溫80、0. 5公斤防腐劑苯甲酸鈉，在攪拌速度為200轉(zhuǎn)/分鐘的條件下攪拌1 小時(shí)得到預(yù)配液；(2)配制復(fù)合防氧化劑將10公斤α氧化鋁、20公斤份六方氮化硼、10公斤碳化硅和60公斤硅粉放入滾筒式球磨機(jī)中，以氧化鋯磨球?yàn)檠心ソ橘|(zhì)進(jìn)行干混，球磨時(shí)間為12 小時(shí)，將混合得到的陶瓷粉體過(guò)325目篩，過(guò)篩后得到的混合陶瓷粉體即為復(fù)合防氧化劑；(2)將預(yù)配液、10公斤的復(fù)合防氧化劑和35公斤的鱗片石墨加入攪拌球磨機(jī)中， 進(jìn)行球磨混合12小時(shí)，出料，即得到所述的抗高溫氧化滑板潤(rùn)滑涂料。本發(fā)明的抗高溫氧化滑板潤(rùn)滑涂料經(jīng)2個(gè)月的靜置后，未發(fā)現(xiàn)明顯沉淀，涂料均勻穩(wěn)定，涂料的涂四杯值為32秒，刷涂和流平性能優(yōu)良，可完全覆蓋滑板表面的凹坑等缺陷。經(jīng)過(guò)在煉鋼廠大包水口的滑板工作面上進(jìn)行了 150套次的工業(yè)試驗(yàn)，滑板的平均連滑次數(shù)為3. 6次/套，試驗(yàn)后，滑板表面仍留有致密的潤(rùn)滑涂層，涂層表面光滑，無(wú)劃傷痕跡， 滑板斷面接近涂層的地方，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)碳素的氧化現(xiàn)象。實(shí)施例二 一種抗高溫氧化滑板潤(rùn)滑涂料的制備工藝，包括以下工藝步驟(1)配制預(yù)配液將7. 5公斤聚乙烯醇加入到92. 5公斤的熱水中，熱水的溫度保持在80 100°C，在攪拌速度為100轉(zhuǎn)/分鐘的條件下攪拌2小時(shí)使聚乙烯醇充分溶解，再冷卻至室溫，獲得聚乙烯醇水溶液；向聚乙烯醇水溶液中加入0. 75公斤鋰基膨潤(rùn)土、15公斤硅溶膠，0. 25公斤吐溫80、0. 25公斤防腐劑苯甲酸鈉，在攪拌速度為100轉(zhuǎn)/分鐘的條件下攪拌2小時(shí)得到預(yù)配液；
(2)配制復(fù)合防氧化劑將15公斤α氧化鋁、30公斤份六方氮化硼、15公斤碳化硅和40公斤硅粉放入滾筒式球磨機(jī)中，以氧化鋯磨球?yàn)檠心ソ橘|(zhì)進(jìn)行干混，球磨時(shí)間為M 小時(shí)，將混合得到的陶瓷粉體過(guò)350目篩，過(guò)篩后得到的混合陶瓷粉體即為復(fù)合防氧化劑；(2)將預(yù)配液、6公斤的復(fù)合防氧化劑和30公斤的鱗片石墨加入攪拌球磨機(jī)中，進(jìn)行球磨混合M小時(shí)，出料，即得到所述的抗高溫氧化滑板潤(rùn)滑涂料。本發(fā)明的抗高溫氧化滑板潤(rùn)滑涂料經(jīng)2個(gè)月的靜置后，未發(fā)現(xiàn)明顯沉淀，涂料均勻穩(wěn)定，涂料的涂四杯值為觀秒，刷涂和流平性能優(yōu)良，可完全覆蓋滑板表面的凹坑等缺陷。經(jīng)過(guò)在煉鋼廠大包水口的滑板工作面上進(jìn)行了 150套次的工業(yè)試驗(yàn)，滑板的平均連滑次數(shù)為4次/套，試驗(yàn)后，滑板表面仍留有致密的潤(rùn)滑涂層，涂層表面光滑，無(wú)劃傷痕跡，滑板斷面接近涂層的地方，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)碳素的氧化現(xiàn)象。實(shí)施例三一種抗高溫氧化滑板潤(rùn)滑涂料的制備工藝，包括以下工藝步驟(1)配制預(yù)配液將10公斤聚乙烯醇加入到90公斤的熱水中，熱水的溫度保持在 80 100°C，在攪拌速度為150轉(zhuǎn)/分鐘的條件下攪拌1. 5小時(shí)使聚乙烯醇充分溶解，再冷卻至室溫，獲得聚乙烯醇水溶液；向聚乙烯醇水溶液中加入0. 5公斤鋰基膨潤(rùn)土、20公斤硅溶膠，0. 1公斤吐溫80、0. 1公斤防腐劑苯甲酸鈉，在攪拌速度為150轉(zhuǎn)/分鐘的條件下攪拌 1. 5小時(shí)得到預(yù)配液；(2)配制復(fù)合防氧化劑將20公斤α氧化鋁、40公斤份六方氮化硼、20公斤碳化硅和20公斤硅粉放入滾筒式球磨機(jī)中，以氧化鋯磨球?yàn)檠心ソ橘|(zhì)進(jìn)行干混，球磨時(shí)間為18 小時(shí)，將混合得到的陶瓷粉體過(guò)500目篩，過(guò)篩后得到的混合陶瓷粉體即為復(fù)合防氧化劑；(2)將預(yù)配液、2公斤的復(fù)合防氧化劑和25公斤的鱗片石墨加入攪拌球磨機(jī)中，進(jìn)行球磨混合18小時(shí)，出料，即得到所述的抗高溫氧化滑板潤(rùn)滑涂料。本發(fā)明的抗高溫氧化滑板潤(rùn)滑涂料經(jīng)2個(gè)月的靜置后，未發(fā)現(xiàn)明顯沉淀，涂料均勻穩(wěn)定，涂料的涂四杯值為26秒，刷涂和流平性能優(yōu)良，可完全覆蓋滑板表面的凹坑等缺陷。經(jīng)過(guò)在煉鋼廠大包水口的滑板工作面上進(jìn)行了 150套次的工業(yè)試驗(yàn)，滑板的平均連滑次數(shù)為4次/套，試驗(yàn)后，滑板表面仍留有致密的潤(rùn)滑涂層，涂層表面光滑，無(wú)劃傷痕跡，滑板斷面接近涂層的地方，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)碳素的氧化現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.一種抗高溫氧化滑板潤(rùn)滑涂料，其特征是，其組份比例按重量份數(shù)計(jì)，包括以下組份聚乙烯醇5 10份、水90 95份、膨潤(rùn)土 0. 5 1份、硅溶膠10 20份、吐溫0. 1 0. 5份、防腐劑0. 1 0. 5份、復(fù)合防氧化劑2 10份、鱗片石墨25 35份。
2.如權(quán)利要求1所述的抗高溫氧化滑板潤(rùn)滑涂料，其特征是，其組份比例按重量份數(shù)計(jì)所述復(fù)合防氧化劑包括10 20份α氧化鋁、20 40份六方氮化硼、10 20份碳化硅和20 60份硅粉；所述α氧化鋁的粒度為0. 5 1 μ m ；所述六方氮化硼的粒度為0. 5 1 μ m ；所述碳化硅和硅粉的粒度為1 5 μ m。
3.如權(quán)利要求2所述的抗高溫氧化滑板潤(rùn)滑涂料，其特征是，其組份比例按重量份數(shù)計(jì)在制作復(fù)合防氧化劑時(shí)將10 20份α氧化鋁、20 40份六方氮化硼、10 20份碳化硅和20 60份硅粉放入滾筒式球磨機(jī)中，以氧化鋯磨球?yàn)檠心ソ橘|(zhì)進(jìn)行干混，球磨時(shí)間為12 24小時(shí)，將混合得到的陶瓷粉體過(guò)325 600目篩，過(guò)篩后得到的混合陶瓷粉體即為復(fù)合防氧化劑。
4.如權(quán)利要求1所述的抗高溫氧化滑板潤(rùn)滑涂料，其特征是所述鱗片石墨的平均粒度為1 2μπι，碳含量彡99%。
5.如權(quán)利要求1所述的抗高溫氧化滑板潤(rùn)滑涂料，其特征是所述膨潤(rùn)土為鋰基膨潤(rùn)土，平均粒度為200 325目。
6.如權(quán)利要求1所述的抗高溫氧化滑板潤(rùn)滑涂料，其特征是所述硅溶膠的PH值為 9 10，其中二氧化硅含量為29 31wt%，密度為1. 20 1. 22g/cm3。
7.如權(quán)利要求1所述的抗高溫氧化滑板潤(rùn)滑涂料，其特征是所述防腐劑為苯甲酸鈉。
8.如權(quán)利要求1所述的抗高溫氧化滑板潤(rùn)滑涂料，其特征是所述吐溫為吐溫80。
9.一種如權(quán)利要求1所述的抗高溫氧化滑板潤(rùn)滑涂料的制備工藝，其特片是，其組份比例按重量份數(shù)計(jì)，包括以下工藝步驟(1)配制預(yù)配液將5 10份聚乙烯醇加入到90 95份的熱水中，熱水的溫度保持在80 100°C，在攪拌速度為100 200轉(zhuǎn)/分鐘的條件下攪拌1 2小時(shí)使聚乙烯醇充分溶解，再冷卻至室溫，獲得聚乙烯醇水溶液；向聚乙烯醇水溶液中加入0. 5 1份膨潤(rùn)土、 10 20份硅溶膠，0. 1 0. 5份吐溫80、0. 1 0. 5份防腐劑，在攪拌速度為100 200轉(zhuǎn) /分鐘的條件下攪拌1 2小時(shí)得到預(yù)配液；(2)將預(yù)配液、2 10份的復(fù)合防氧化劑和25 35份的鱗片石墨加入攪拌球磨機(jī)中， 進(jìn)行球磨混合12 24小時(shí)，出料，即得到所述的抗高溫氧化滑板潤(rùn)滑涂料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抗高溫氧化滑板潤(rùn)滑涂料及其制備工藝，包括以下工藝步驟(1)配制預(yù)配液將5～10份聚乙烯醇加入到90～95份的熱水中，熱水的溫度保持在80～100℃，在攪拌速度為100～200轉(zhuǎn)/分鐘的條件下攪拌1～2小時(shí)使聚乙烯醇充分溶解，再冷卻至室溫，獲得聚乙烯醇水溶液；向聚乙烯醇水溶液中加入0.5～1份膨潤(rùn)土、10～20份硅溶膠，0.1～0.5份吐溫80、0.1～0.5份防腐劑，在攪拌速度為100～200轉(zhuǎn)/分鐘的條件下攪拌1～2小時(shí)得到預(yù)配液；(2)將預(yù)配液、2～10份的復(fù)合防氧化劑和25～35份的鱗片石墨加入攪拌球磨機(jī)中，進(jìn)行球磨混合，出料，得到所述的抗高溫氧化滑板潤(rùn)滑涂料。本發(fā)明提高了石墨在水中的分散性；保證了涂料的性能的長(zhǎng)期均一穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)C04B35/66GK102173837SQ201110030089
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月27日
發(fā)明者李飛, 杜沂霖 申請(qǐng)人:無(wú)錫成博科技發(fā)展有限公司