CN101805658A - 一种浓缩液态润滑剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种浓缩液态润滑剂及其制备方法，属于液压传动介质技术领域。本发明的浓缩态润滑剂是由以下重量百分比的原料制备而成：去离子水50.0～70.0％，KOH 1.4～3.7％，三乙醇胺1.0～10.0％，NaNO₂ 4.0～15.0％，OS-15 3.0～10.0％，苯骈三氮唑0.2～0.8％，乙二胺四乙酸2.0～6.0％，苯甲酸钠2.0-10.0％，乳化硅油0.1～0.5％，油酸三乙醇胺5.0～15.0％，聚亚烷基二醇1.0～5.0％，聚羧酸防锈剂1.0～8.0％，乙二醇2.0～8.0％。本发明的浓缩态润滑剂具有良好的润滑性、冷却性、防锈性、清洗性和较长的使用寿命。

Description

一种浓缩液态润滑剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种浓缩液态润滑剂及其制备方法，具体的说涉及一种煤矿液压支架用的润滑剂及其制备方法，属于液压传动介质技术领域。

背景技术

液压支架是机械化采煤生产的主要装备之一，它的支撑、升降、移动、推溜和过载保护，都需要借助压力液体在液压系统中的流动来实现能量的传递和转换，这种压力液体通称为传动介质。

液压传动介质是液压系统的重要组成部分。液压系统最初以水作为传动介质，但水缺乏润滑性，粘度低，而且容易使金属锈蚀，逐渐被石油基矿物油类液压传动介质代替。石油基矿物油类液压传动介质虽然具有良好的润滑性、防锈性，但在接近火源的地方易引起火灾，存在安全隐患。为了解决安全性问题，在上世纪七、八十年代开始使用乳化液特别是水包油型乳化液作为液压传动介质，以满足机械化采煤的需要。由于乳化液的乳化剂主要来源于动、植物脂肪酸、松香和环烷酸的钾、钠皂，在硬水和压力的作用下，可溶性钾、钠皂容易变成不易溶于液体中的粘稠物，从而堵塞阀门、过滤网，影响液压支架运行的稳定性；并且松香、石油酸等原料在皂化过程中会散发出异味，废液在井下处理会造成水质污染，不满足环保的要求。中国专利申请200710061542.x公开了一种液压支架用液态浓缩物，由下列原料制成：水、磺酸钠、三乙醇胺、吐温-80、苯骈三氮唑、乙二胺四乙酸二钠、OS-15、NaNO₂、苯甲酸钠、抗泡剂。该液压支架用液态浓缩物虽然解决了乳化油的析油析皂，堵塞滤网等问题，但由于其为全合成液，其润滑性还不是太理想，与密封材料的相容性也有待于进一步提高(见表2)，而且环保性能也不是很理想。

因此研究一种新型的水基液态润滑剂来克服现有煤矿液压支架用浓缩态润滑剂润滑性较差、与密封材料的相容性较差、环保性能低的不足具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有煤矿液压支架用浓缩液态润滑剂润滑性差、与密封材料相容性差、环保性能低的不足，提供一种环境友好，润滑性好、过滤性能优良的煤矿液压支架用浓缩液态润滑剂。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种浓缩液态润滑剂，由以下重量百分比的原料制备而成：去离子水50.0～70.0％，KOH1.4～3.7％，三乙醇胺1.0～10.0％，NaNO₂ 4.0～15.0％，OS-15 3.0～10.0％，苯骈三氮唑0.2～0.8％，乙二胺四乙酸2.0～6.0％，苯甲酸钠2.0-10.0％，乳化硅油0.1～0.5％，油酸三乙醇胺5.0～15.0％，聚亚烷基二醇1.0～5.0％，聚羧酸防锈剂1.0～8.0％，乙二醇2.0～8.0％。

所述浓缩液态润滑剂，最好由以下重量百分比的原料制备而成：去离子水50.0～70.0％，KOH 1.4～3.7％，三乙醇胺2.0～4.0％，NaNO₂ 4.0～8.0％，OS-15 4.0～7.0％，苯骈三氮唑0.4～0.6％，乙二胺四乙酸2.1～5.6％，苯甲酸钠2.0-4.0％，乳化硅油0.2～0.4％，油酸三乙醇胺5.0～9.0％，聚亚烷基二醇2.0～4.0％，聚羧酸防锈剂1.4～3.5％，乙二醇3.0～4.0％。

上述浓缩液态润滑剂的制备工艺流程包括以下步骤：

(1)取上述重量百分比例的原料，将去离子水、乙二醇、乙二胺四乙酸、KOH在50±5℃的温度下搅拌，反应60～80min；

(2)加入NaNO₂、苯甲酸钠、油酸三乙醇胺、OS-15，在70±5℃的温度下反应40～50min；

(3)加入聚羧酸防锈剂、水溶性聚合物、苯骈三氮唑、三乙醇胺，在70±5℃温度下搅拌50～60min；

(4)将物料降温至40±5℃，加入乳化硅油，搅拌30～40min后下釜得到成品浓缩液态润滑剂。

本发明的浓缩液态润滑剂中所述OS-15为脂肪醇聚氧乙烯醚，是平平加系列乳化剂之一，是由脂肪醇与环氧乙烷的缩合物，是一种良好的水溶性乳化剂，主要用作非离子表面活性剂改善液体的表面张力，使整个体系达到稳定状态。如果环氧乙烷分子数少，则极性弱，水溶性差。一般HLB值越小越亲油，也就是越溶于油，HLB值越大越亲水，在本配方中OS-15的HLB值应为14-16，浊点大于85℃。

所述油酸三乙醇胺：为油酸与三乙醇胺在一定条件下反应生成物，是一种多效添加剂，具有良好的防锈、润滑作用，同时也是一种阴离子型表面活性剂。油酸三乙醇胺为黄色粘稠油状液体，分子量415.08，为单油酸三乙醇胺，比钠皂或锌皂更易流动，料质细腻柔软，稳定性好，能与阳离子性或非离子性表面活性剂混合使用。

所述聚亚烷基二醇，或称聚醚，为EO/PO的聚醚，是一种水溶性聚合物，由于聚醚润滑剂具有的极性，几乎在所有状态下，均能形成粘附性强，承载能力大的稳定润滑膜，其润滑性较好。可以作为润滑剂、增稠剂、非离子表面活性剂、与其他表面活性剂相容性较好，具有良好的抗硬水作用。

所述乳化硅油为白色粘稠液体，相对密度0.98～1.02，几乎无臭，用作水基液中对泡沫的抑制和消泡有明显的作用。

所述聚羧酸防锈剂是一种有机三元聚羧酸无灰防锈剂，分子量468.6，主要用于水基液中起多种金属的防锈保护作用。如汽巴公司生产的IRGACOR L190用于多种金属的防锈。

三乙醇胺、NaNO₂、苯骈三氮唑、苯甲酸钠等原料在配方中作为缓蚀剂起防锈和缓蚀作用。乙二醇在配方中作为耦合剂及低温抗冻剂。EDTA在本发明的浓缩态润滑剂中作为抗硬水剂，其物理化学性质都是公认的，在市场上可以普遍买到。

本发明的浓缩液态润滑剂的各组分均是环境友好的组合，各组分的上述组合及各组分的上述百分比范围，是通过大量试验确定的，上述组合以及百分比范围使本发明的浓缩液态润滑剂与密封材料相容性好，具有良好的润滑性、冷却性、防锈性、清洗性和较长的使用寿命。本发明浓缩液态润滑剂的性能检测结果见表1。

表1、本发明浓缩液态润滑剂性能指标检测表

表2中国专利200710061542.x中液压支架用液态浓缩物性能指标检测表

本发明的浓缩液态润滑剂由润滑剂、缓蚀剂、络合剂、表面活性剂、消泡剂等添加剂与软化水调合反应而成。本发明的浓缩液态润滑剂各组分及其配比，是经过反复试验而得，通过各种防锈剂、润滑剂及其他多效添加剂的优化搭配作用，使浓缩液态润滑剂具有良好的润滑性、防锈性、防腐蚀性、冷却性、清洗性、热稳定性。本发明的润滑剂具有突出的润滑性能，主要是由于加入了多效润滑添加剂油酸三乙醇胺和聚烷基二醇，聚醚润滑剂(聚烷基二醇)具有的极性，几乎在所有状态下，能形成粘附性强，承载能力大的稳定润滑膜，在弹性流体动力范围内，粘压系数低，偶极矩高并且润滑性随着粘度的增大，其润滑性能提高，具有很强的抗剪切能力，在摩擦表面不易被剪断，所以其润滑性较好；油酸三乙醇胺是阴离子表面活性剂，是一种优良的亲水性油性添加剂，大多数摩擦属于边界润滑摩擦，在边界润滑中，由于不存在完全的油膜，其承载能力已与油的粘度无关，而取决于润滑液的油性，即润滑成分是否包含着对金属存在强烈吸附的原子团，能在摩擦界面形成物理吸附膜，从而起到润滑作用。两者复配作用形成高强度物理和化学吸附膜，使之在高压、高温和激烈摩擦作用下不致于破坏，达到减小摩擦及粘结的目的，起到极好的润滑作用。

发明的浓缩态润滑剂与中国专利申请200710061542.x中液压支架用液态浓缩物相比，按照MT76-2002标准，在相同检验方法、检验条件下，润滑性能有显著提高、与密封材料相容性更好，同时环保性能有所提高。

本发明的浓缩液态润滑剂主要用于煤炭等行业配制液压支架及类似设备用液压传动介质，适用于PH值为6～9，人工硬水硬度等级不大于10的水质；配制稀释液：浓缩液态润滑剂的浓度为5％(重量比)，配制时搅拌均匀；不能与其他产品混用；定期检查使用浓度，及时补充浓缩液态润滑剂；初次使用必须将整个系统清洗干净。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1：

本实施例的浓缩液态润滑剂，由以下重量百分比的原料制备而成：去离子水60％，KOH1.4％，三乙醇胺3％，NaNO₂6.0％，OS-15 5％，苯骈三氮唑0.6％，乙二胺四乙酸2.1％，苯甲酸钠4.0％，乳化硅油0.4％，油酸三乙醇胺9.0％，聚亚烷基二醇3.0％，IRGACOR L1902.5％，乙二醇3.0％。

上述浓缩液态润滑剂的制备工艺流程包括以下步骤：

(1)取上述重量百分比例的原料，将去离子水、乙二醇、乙二胺四乙酸、KOH在53℃的温度下搅拌，反应75min；

(2)加入NaNO₂、苯甲酸钠、油酸三乙醇胺、OS-15，在75℃的温度下反应46min；

(3)加入IRGACOR L190、聚亚烷基二醇、苯骈三氮唑、三乙醇胺，在75℃温度下搅拌50min；

(4)将物料降温至40℃，加入乳化硅油，搅拌30min后下釜得到成品浓缩液态润滑剂。

实施例2：

本实施例的浓缩液态润滑剂，由以下重量百分比的原料制备而成：去离子水70％，KOH2.5％，三乙醇胺2.0％，NaNO₂4.0％，OS-15 4.0％，苯骈三氮唑0.4％，乙二胺四乙酸3.5％，苯甲酸钠3.0％，乳化硅油0.2％，油酸三乙醇胺5.0％，聚亚烷基二醇2.0％，IRGACOR L1901.4％，乙二醇2.0％。

上述浓缩液态润滑剂的制备工艺流程包括以下步骤：

(1)、取上述重量百分比例的原料，将去离子水、乙二醇、乙二胺四乙酸、KOH在51℃的温度下搅拌，反应80min；

(2)、加入NaNO₂、苯甲酸钠、油酸三乙醇胺、OS-15，在75℃的温度下反应50min；

(3)、加入IRGACOR L190、聚亚烷基二醇、苯骈三氮唑、三乙醇胺，在75℃温度下搅拌55min；

(4)、将物料降温至41℃，加入乳化硅油，搅拌35min后下釜得到成品浓缩液态润滑剂。

实施例3：

本实施例的浓缩液态润滑剂，由以下重量百分比的原料制备而成：去离子水50.0％，KOH3.7％，三乙醇胺4.0％，NaNO₂8.0％，OS-15 7％，苯骈三氮唑0.8％，乙二胺四乙酸5.6％，苯甲酸钠2.0％，乳化硅油0.4％，油酸三乙醇胺7％，聚亚烷基二醇4.0％，IRGACOR L1903.5％，乙二醇4.0％。

上述浓缩液态润滑剂的制备工艺流程包括以下步骤：

(1)、取上述重量百分比例的原料，将去离子水、乙二醇、乙二胺四乙酸、KOH在55℃的温度下搅拌，反应75min；

(2)、加入NaNO₂、苯甲酸钠、油酸三乙醇胺、OS-15，在80℃的温度下反应50min；

(3)、加入IRGACOR L190、聚亚烷基二醇、苯骈三氮唑、三乙醇胺，在50℃温度下搅拌50min；

(4)、将物料降温至42℃，加入乳化硅油，搅拌30min后下釜得到成品浓缩液态润滑剂。

Claims (3)

1.一种浓缩液态润滑剂，其特征在于它由以下重量百分比的原料制备而成：去离子水50.0～70.0％，KOH 1.4～3.7％，三乙醇胺1.0～10.0％，NaNO24.0～15.0％，OS-15 3.0～10.0％，苯骈三氮唑0.2～0.8％，乙二胺四乙酸2.0～6.0％，苯甲酸钠2.0-10.0％，乳化硅油0.1～0.5％，油酸三乙醇胺5.0～15.0％，聚亚烷基二醇1.0～5.0％，聚羧酸防锈剂1.0～8.0％，乙二醇2.0～8.0％。

2.根据权利要求1所述的浓缩液态润滑剂，其特征在于各原料的重量百分比为：

去离子水50.0～70.0％，KOH 1.4～3.7％，三乙醇胺2.0～4.0％，NaNO24.0～8.0％，OS-15 4.0～7.0％，苯骈三氮唑0.4～0.6％，乙二胺四乙酸2.1～5.6％，苯甲酸钠2.0-4.0％，乳化硅油0.2～0.4％，油酸三乙醇胺5.0～9.0％，聚亚烷基二醇2.0～4.0％，聚羧酸防锈剂1.4～3.5％，乙二醇3.0～4.0％。

3.权利要求1或2所述浓缩液态润滑剂的制备工艺流程，其特征在于包括以下步骤：

(1)取上述重量百分比例的原料，将去离子水、乙二醇、乙二胺四乙酸、KOH在50±5℃的温度下搅拌，反应60～80min；

(2)加入NaNO2、苯甲酸钠、油酸三乙醇胺、OS-15，在70±5℃的温度下反应40～50min；

(3)加入聚羧酸防锈剂、水溶性聚合物、苯骈三氮唑、三乙醇胺，在70±5℃温度下搅拌50～60min；

(4)将物料降温至40±5℃，加入乳化硅油，搅拌30～40min后下釜得到成品浓缩液态润滑剂。