CN102086422A - 水-乙二醇抗燃液压液 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水-乙二醇抗燃液压液，其组分及重量百分比为：水37-42％、乙二醇或二乙二醇余量、水溶性聚醚类增粘剂12-15％、含硫的极压抗磨剂0.1-0.2％、由癸酸或癸酸与辛酸的复配构成的抗磨剂1.0-3.0％、至少一种胺型防锈剂1.5-3.0％、金属钝化剂0.1-0.3％、乙二胺四乙酸二钠0.01-0.02％、苯甲酸0.005-0.02％、消泡剂0.002-0.005％；本发明的特点是：产品的高压抗磨性能强，在高压工况条件下仍具有良好的润滑性能，通过试验压力为14MPa的Vickers 104C叶片泵台架试验(ASTM D7043)验证叶片泵磨损小于100mg。
Description
技术领域
本发明涉及一种用作液压传动介质，更确切的说是一种具有良好消泡性能和优异抗磨性能的高性能的水-乙二醇抗燃液压液。
背景技术
为了提高水-乙二醇液压液的润滑性能与寿命，以适应不断发展的现代液压设备高压工况的要求，近几年来，国内外在水-乙二醇液压液配方和添加剂技术取得了许多新的进展。如：美国专利公开了一种水-乙二醇液压液(US 5021181(1991))，含有2-15％的C10-22的脂肪酸，低于中和脂肪酸量的KOH，并加入用以调整pH值的含氮有机物如吗啡啉、环己胺等，使液压液的pH值在10-12之间，并通过试验压力为7MPa的Vickers 104C叶片泵台架试验(ASTM D2251)验证，具有良好的抗磨性。
中国发明专利公开了一种水-乙二醇液压液(CN 1367231A)，以2.2％辛酸作为抗磨剂，3.0％二乙醇胺和0.3％吗啡啉为防锈剂，含有0.06％消泡剂，该液压液消泡性能好，并且在147N，30mm四球长磨试验下磨斑直径小于0.50mm。
中国发明专利公开一种水-乙二醇液压液组合物(CN 101173197A)，选择油酸或硬脂酸与二乙醇胺或三乙醇胺的反应物作为抗磨剂，二乙醇胺或三乙醇胺作为防锈剂，该液压液组合物在296N，30mm四球长磨试验下磨斑直径小于0.50mm。
中国发明专利公开了一种水-乙二醇液压液(CN 101348747A)，选择辛酸和二乙醇胺的反应物作为抗磨剂，二乙醇胺和吗啉作为防锈剂。
上述国内外专利报道的水-乙二醇液压液都只选择脂肪酸作为单一的抗磨剂，脂肪酸含有较强的吸附基团(-COOH)，能够物理吸附在金属表面形成边界膜，防止金属直接接触，在低压状态下，摩擦条件缓和，可以起到减磨抗磨功效，但高压状态下，摩擦条件苛刻，边界膜容易因脱附而丧失，失去抗磨的作用。在实际应用中，当液压设备在高温、高压状态下运行时，只选择脂肪酸作为水-乙二醇液压液配方中的抗磨剂，不能起到很好的润滑作用。国内的专利报道的水-乙二醇液压液抗磨性都是通过四球长磨试验来考察，与实际使用工况条件相差甚远。国外专利报道的水-乙二醇液压液抗磨性虽通过Vickers 104C叶片泵台架试验(ASTM D2251)考察，但其试验压力只达到7MPa，试验工况条件不够苛刻。
发明内容
本发明的目的是提供一种高性能的水-乙二醇液压液，不仅满足GB21449-2008要求，并且在高压工况下具有良好润滑和抗磨性能。
本发明提供的水-乙二醇抗燃液压液，其特征在于它的组分及重量百分比为：水37-42％、乙二醇或二乙二醇余量、水溶性聚醚类增粘剂12-15％、含硫的极压抗磨剂0.1-0.2％、由癸酸或癸酸与辛酸的复配构成的抗磨剂1.0-3.0％、至少一种胺型防锈剂1.5-3.0％、金属钝化剂0.1-0.3％、乙二胺四乙酸二钠0.01-0.02％、苯甲酸0.005-0.02％、消泡剂0.002-0.005％。
所述的增粘剂为环氧乙烷和环氧丙烷共聚物，聚合物100℃运动粘度为2000-7000mm2/s。
所述的含硫的极压抗磨剂为2-巯基苯并噻唑或2-巯基苯并噻唑羧酸衍生物。
癸酸与辛酸的复配构成的抗磨剂，两者的复配重量比为1∶1至1∶5。
防锈剂为单异丙醇胺或N，N-二甲基乙醇胺或单异丙醇胺与N，N-二甲基乙醇胺的复配，两者的复配重量比为1∶1.5至1∶2。
金属钝化剂为甲基苯并三氮唑或1，2，4-三氮唑或3-氨基-1，2，4-三氮唑。
本发明的组分中乙二醇或二乙二醇是作为一种能与水以任一比例互溶的溶剂，溶解其他添加剂组分，使组合物体系成为均一稳定的透明液体，并降低组合物的倾点。水最好选择去离子水，作为溶剂溶解其他添加剂组分，使组合物体系成为均一稳定的透明液体。水溶性聚醚类增粘剂为环氧乙烷和环氧丙烷共聚物，聚合物100℃运动粘度为2000-7000mm2/s，主要是起到调整产品粘度和润滑作用。极压抗磨剂为2-巯基苯并噻唑或2-巯基苯并噻唑羧酸衍生物，如2-巯基苯并噻唑、苯并噻唑-2-硫乙酸、苯并噻唑-2-硫丙酸、苯并噻唑-2-硫丁二酸等，2-巯基苯并噻唑或2-巯基苯并噻唑羧酸衍生物不仅跟脂肪酸一样都含有较强的吸附基团(-SH或-COOH)，能够物理吸附在金属表面形成边界膜，防止金属直接接触，在低压状态下，摩擦条件缓和，可以起到一定的减磨抗磨功效，而且2-巯基苯并噻唑或2-巯基苯并噻唑羧酸衍生物的噻唑基团含有硫、氮活性元素，在高压状态下，容易与金属产生极压反应形成极压反应膜，起到了高压抗磨的作用。金属钝化剂为甲基苯并三氮唑或1，2，4-三氮唑或3-氨基-1，2，4-三氮唑，优选为1，2，4-三氮唑，能有效的防止铜腐蚀，与配方中的极压抗磨剂具有良好的协同作用。
本发明的特点是：在采用脂肪酸作为抗磨剂的基础上，添加了一种含硫极压抗磨剂即2-巯基苯并噻唑或2-巯基苯并噻唑羧酸衍生物，大大增强了产品的高压抗磨性能，在高压工况条件下仍具有良好的润滑性能。同时还充分利用了添加剂的协同效应，平衡产品各项性能，加入了合适的硅油型水溶性消泡剂，具有良好消泡性能，配方能够满足GB 21449-2008要求。通过试验压力为14MPa的Vickers 104C叶片泵台架试验(ASTMD7043)验证叶片泵磨损小于100mg，与国内外同类产品相比具有更为优异的抗磨性能。
具体实施方式
实施例1：
将下列组分及含量(重量份)按常规工艺配制成水-乙二醇抗燃液压液。
去离子水39.78，乙二醇余量，环氧乙烷和环氧丙烷共聚物(Emkarox HV 45)14，2-巯基苯并噻唑0.1，癸酸2.5，辛酸0.5，单异丙醇胺1.0，N，N-二甲基乙醇胺2.0，1，2，4-三氮唑0.1，乙二胺四乙酸二钠0.01，苯甲酸0.005，消泡剂(DOW FS1224)0.005。环氧乙烷和环氧丙烷共聚合物100℃运动粘度为2000mm2/s。
实施例2：
将下列组分及含量(重量份)按常规工艺配制成水-乙二醇抗燃液压液。
去离子水40，乙二醇余量，环氧乙烷和环氧丙烷共聚物(Emkarox HV45)14，2-巯基苯并噻唑羧酸衍生物0.1，癸酸1.5，单异丙醇胺1.0，N，N-二甲基乙醇胺2.0，3-氨基-1，2，4-三氮唑0.1，乙二胺四乙酸二钠0.02，苯甲酸0.018，消泡剂(DOW FS1224)0.002。环氧乙烷和环氧丙烷共聚合物100℃运动粘度为7000mm2/s。
实施例3：
将下列组分及含量(重量份)按常规工艺配制成水-乙二醇抗燃液压液。
去离子水37，乙二醇余量，去离子水37，水溶性聚醚(Emkarox HV45)13.76，2-巯基苯并噻唑0.1，癸酸2.5，辛酸0.5，单异丙醇胺1.0，N，N-二甲基乙醇胺2.0，甲基苯并三氮唑0.1，乙二胺四乙酸二钠0.017，苯甲酸0.02，消泡剂(DOW FS1224)0.003。
实施例4：
将下列组分及含量(重量份)按常规工艺配制成水-乙二醇抗燃液压液。
去离子水38.06，乙二醇余量，水溶性聚醚(Emkarox HV 45)14，2-巯基苯并噻唑0.2，癸酸1.5，辛酸0.3，单异丙醇胺1.8，3-氨基-1，2，4-三氮唑0.2，乙二胺四乙酸二钠0.02，苯甲酸0.017，消泡剂(DOW FS1224)0.003。
实施例5：
将下列组分及含量(重量份)按常规工艺配制成水-乙二醇抗燃液压液。
去离子水42，二乙二醇余量，水溶性聚醚(Emkarox HV 45)12，2-巯基苯并噻唑0.2，癸酸1.0，N，N-二甲基乙醇胺1.0，甲基苯并三氮唑0.2，乙二胺四乙酸二钠0.017，苯甲酸0.01，消泡剂(DOW FS1224)0.003。
实施例6：
将下列组分及含量(重量份)按常规工艺配制成水-乙二醇抗燃液压液。
去离子水38，乙二醇余量，水溶性聚醚(Emkarox HV 45)14，2-巯基苯并噻唑羧酸衍生物0.1，癸酸1.5，单异丙醇胺2.0，N，N-二甲基乙醇胺1.0，3-氨基-1，2，4-三氮唑0.3，乙二胺四乙酸二钠0.017，苯甲酸0.01，消泡剂(DOW FS1224)0.003。
实施例7：
将下列组分及含量(重量份)按常规工艺配制成水-乙二醇抗燃液压液。
去离子水38，乙二醇余量，水溶性聚醚(Emkarox HV 45)14，2-巯基苯并噻唑羧酸衍生物0.1，癸酸1.5，辛酸0.3，单异丙醇胺2.0，N，N-二甲基乙醇胺1.0，甲基苯并三氮唑0.3，乙二胺四乙酸二钠0.02，苯甲酸0.017，消泡剂(DOW FS1224)0.003。
实施例8：
将下列组分及含量(重量份)按常规工艺配制成水-乙二醇抗燃液压液。
去离子水41，乙二醇余量，水溶性聚醚(Emkarox HV 45)15.07，2-巯基苯并噻唑羧酸衍生物0.2，癸酸1.0，单异丙醇胺1.0，N，N-二甲基乙醇胺1.5，1，2，4-三氮唑0.2，乙二胺四乙酸二钠0.017，苯甲酸0.01，消泡剂(DOW FS1224)0.003。
实施例9：
将下列组分及含量(重量份)按常规工艺配制成水-乙二醇抗燃液压液。
去离子水37.06，乙二醇余量，水溶性聚醚(Emkarox HV 45)15，2-巯基苯并噻唑羧酸衍生物0.1，癸酸1.0，单异丙醇胺1.0，N，N-二甲基乙醇胺1.5，1，2，4-三氮唑0.3，乙二胺四乙酸二钠0.02，苯甲酸0.017，消泡剂(DOW FS1224)0.003。
水-乙二醇液压液的高压抗磨性能采用Vickers 104C叶片泵台架试验(ASTM D7043)，通过叶片泵磨损的大小比较抗磨性的好坏，磨损越小，抗磨性越好，具体试验条件见表1。
表1
本发明提供的一种高性能的水-乙二醇抗燃液压液与国内外产品抗磨性能比较见表2。
表2
本发明产品提供的一种高性能的水-乙二醇抗燃液其他性能满足GB21449-2008的各项性能指标见表3。
表3
Claims (6)
1.一种水-乙二醇抗燃液压液，其特征在于：它的组分及重量百分比为：水37-42％、乙二醇或二乙二醇余量、水溶性聚醚类增粘剂12-15％、含硫的极压抗磨剂0.1-0.2％、由癸酸或癸酸与辛酸的复配构成的抗磨剂1.0-3.0％、至少一种胺型防锈剂1.5-3.0％、金属钝化剂0.1-0.3％、乙二胺四乙酸二钠0.01-0.02％、苯甲酸0.005-0.02％、消泡剂0.002-0.005％。
2.根据权利要求1所述的水-乙二醇抗燃液压液，其特征在于：所述的增粘剂为环氧乙烷和环氧丙烷共聚物，100℃运动粘度为2000-7000mm2/s。
3.根据权利要求1所述的水-乙二醇抗燃液压液，其特征在于：所述的含硫的极压抗磨剂为2-巯基苯并噻唑或2-巯基苯并噻唑羧酸衍生物。
4.根据权利要求1所述的水-乙二醇抗燃液压液，其特征在于：由癸酸与辛酸复配构成的抗磨剂，两者的复配重量比为1∶1～5。
5.根据权利要求1所述的水-乙二醇抗燃液压液，其特征在于：防锈剂为单异丙醇胺或N，N-二甲基乙醇胺或单异丙醇胺和N，N-二甲基乙醇胺的复配，两者的复配重量比为1∶1.5～2。
6.根据权利要求1所述的水-乙二醇抗燃液压液，其特征在于：金属钝化剂为甲基苯并三氮唑或1，2，4-三氮唑或3-氨基-1，2，4-三氮唑。
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