包含分散剂的含水石墨润滑剂组合物的制作方法

背景技术：

1、技术领域

2、本公开涉及润滑剂组合物，并且更具体地涉及包含水性石墨分散体的润滑剂组合物。

3、引言

4、热锻造是一种工业过程，其中金属工件被放置在模具中并且在压力下变形。施加到金属工件以使其塑性变形的能量被转化为热。工件的重复锻造和热的产生提高了模具的温度。在锻造期间在工件和模具之间的界面处使用润滑剂以减小摩擦并确保工件可从模具移出。良好的润滑可以改善工件变形，有利于模具空腔的精确填充，减少在具有自由流动运动和高比压力的那些点处的工具磨损，并且减少锻造力。此类特征将减小在锻造工具中引起的应力并且防止工具与工件的直接接触，这有助于更长的工具寿命和更好的质量控制。

5、近年来，用于热锻的润滑剂一直是水基润滑剂。水基润滑剂通常包括作为载体的水和润滑颗粒诸如石墨。当水蒸发时，水基润滑剂将石墨粘附到模具上以在模具上形成固体涂层。水基润滑剂相对于油基润滑剂是有利的，因为油基润滑剂倾向于从模具表面流出并在压力下被挤出工件/模具界面。然而水基润滑剂并非没有缺点。在水中的石墨分散体不稳定，需要连续搅拌，否则会发生絮凝和沉降。在润滑剂储存罐中发生的絮凝和沉降可能导致不正确量的石墨被施加到模具上，从而降低模具的使用寿命。絮凝和沉降还会导致管道和用于将润滑剂施加到锻造模具上的喷嘴堵塞。理想地，石墨分散体将在延长的时间段内抗沉降。水基润滑剂的一种测量检查了该润滑剂是否可以在30天后维持90％的石墨分散，沉降物保持可分散的形式(“沉降测试”)。

6、已经尝试使用分散剂来降低水基石墨分散体的絮凝和沉降。不同分散剂对石墨的功效的理论解释尚未达成一致。例如，美国专利申请公布号us20090305052a1(“‘052公布)”公开了具有高固体含量的稳定的水性石墨分散体。‘052公布通过利用分散剂诸如聚乙二醇、聚电解质和木质素磺酸盐在其水性石墨分散体中实现了更高的固体负载含量。‘052公布解释了分散剂充当间隔物，其在石墨颗粒的表面累积并防止它们的空间接近。‘052公布没有定义影响化合物充当间隔物的能力的一般分子结构或特征。

7、与‘052公布相比，中国专利申请公布号cn111925697a(“‘697公布)提供了可以分散在水中以形成膜的石墨烯和水溶性聚合物分散剂复合材料。‘697公布解释了可以通过包含含有芳环结构和亲水基团的水溶性聚合物分散剂来获得增强的水性石墨烯分散体，因为由于分散剂和石墨烯之间的相互作用，分散剂改善了表面惰性石墨烯和水溶性聚合物之间的相容性。‘697公布没有提及芳族结构的位置或数量如何影响分散。

8、鉴于石墨分散剂功效背后的竞争理论、尚不清楚的不同分子部分对分散性能的影响以及存在于石墨烯水分散体中的分子间力的复杂性，令人惊讶地发现了能够通过沉降测试的分散剂。

技术实现思路

1、本发明提供一种分散剂，该分散剂可通过沉降测试。本申请的发明人已发现，烷基酚醚硫酸盐分散剂能够通过沉降测试。烷基酚醚硫酸盐分散剂相对于其他分散剂具有的区别特征是，具有在分散剂的烷基酚与硫酸根部分之间延伸的醚桥。不受理论的约束，据信由醚桥提供的分散剂的苯基和硫酸根部分之间的间距增加了分散剂与石墨以及周围水性介质的相互作用/润湿。这样的结果是令人惊奇的，因为包含苯基和硫酸根部分两者的传统分散剂(诸如十二烷基苯磺酸钠)包含彼此紧邻的苯基和硫酸根基团。

2、本公开特别可用于形成润滑剂利用石墨。

3、根据本公开的第一特征，润滑剂组合物包含水、石墨、增稠剂和烷基酚醚硫酸盐分散剂。

4、根据本公开的第二特征，基于润滑剂组合物的总重量计，润滑剂组合物包含20重量％至60重量％的水。

5、根据本公开的第三特征，基于润滑剂组合物的总重量计，润滑剂组合物包含10重量％至60重量％的石墨。

6、根据本公开的第四特征，石墨具有0.5μm至5.0μm的d90颗粒直径。

7、根据本公开的第五特征，增稠剂是多糖。

8、根据本公开的第六特征，基于润滑剂组合物的总重量计，润滑剂组合物包含0.01重量％至1.0重量％的分散剂。

9、根据本公开的第七特征，分散剂具有结构(i)，其中变量r为c5-c20烷基，变量x为1.0至7.0的平均值，并且变量z+选自由以下组成的组：li、k、nh4和na。

10、根据本公开的第八特征，结构(i)的变量z+为nh4。

11、根据本发明的第九特征，结构(i)的变量x具有4.2的平均值。

12、根据本公开的第十特征，变量r为c9烷基。

1.一种润滑剂组合物，其包含：

2.根据权利要求1所述的润滑剂组合物，其中基于所述润滑剂组合物的总重量计，所述润滑剂组合物包含20重量％至60重量％的水。

3.根据权利要求1所述的润滑剂组合物，其中基于所述润滑剂组合物的总重量计，所述润滑剂组合物包含10重量％至60重量％的石墨。

4.根据权利要求3所述的润滑剂组合物，其中所述石墨具有0.5μm至5.0μm的d90颗粒直径。

5.根据权利要求1所述的润滑剂组合物，其中所述增稠剂是多糖。

6.根据权利要求1所述的润滑剂组合物，其中基于所述润滑剂组合物的总重量计，所述润滑剂组合物包含0.01重量％至1.0重量％的所述分散剂。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的润滑剂组合物，其中所述分散剂具有结构(i)：

8.根据权利要求7所述的润滑剂组合物，其中结构(i)的所述变量z+是nh4。

9.根据权利要求8所述的润滑剂组合物，其中结构(i)的所述变量x具有4.2的平均值。

10.根据权利要求8所述的润滑剂组合物，其中所述变量r是c9烷基。