CN107502408A - 液压油组合物及其制备方法及用该组合物制备液压油 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种液压油，其特征在于，由如下重量百分比的组分混合制造而成：液压油组合物1‑3％；基础油97‑99％；其中，所述基础油选自矿物油、直链烯烃、PAO、合成酯中的一种或几种。该液压油可以修复摩擦磨损，同时对常见的密封材料的溶胀收缩影响小、有一定防锈功能。
Description
技术领域
本发明属于润滑技术领域，具体涉及一种液压油组合物及其制备方法及用该组合物制备液压油。
背景技术
液压系统是最常见的动力转换、传动、控制运动系统，一般采用水-乙二醇、矿物油、合成油等作为液压介质。在动态应力下密封件产生摩擦磨损，容易导致密封件的机械损坏，同时不良的液压介质会导致密封件材料的溶胀和收缩，从而直接引发液压介质的泄漏、动力消耗增大等等不良后果。研发一种可以修复摩擦磨损同时对常见的密封材料的溶胀收缩影响小、有一定防锈功能的液压油添加剂是一项有现实意义课题。
发明内容
本发明旨在克服上述缺陷，提供一种可以修复摩擦磨损，同时对常见的密封材料的溶胀收缩影响小、有一定防锈功能的液压油添加剂。
本发明提供的一种液压油组合物，其特征在于：由包含有质量百分比含量为2-3％的稀土氧化物的组分制造而成。
进一步地，本发明提供的一种液压油组合物，还具有这样的特点：即、上述稀土氧化物为氧化镧、氧化铈或其混合物。
进一步地，本发明提供的一种液压油组合物，还具有这样的特点：即、上述稀土氧化物粒径优选小于100纳米的纳米级稀土氧化物。
此外，本发明还提供了一种液压油组合物，其特征在于，由如下重量百分比的组分制造而成：
进一步地，本发明提供的一种液压油组合物，还具有这样的特点：即、上述的多羟基脂肪酸酯为多羟基化合物与脂肪酸进行酯化反应的产物中一种或多种；在上述反应体系中，能够参与反应的多羟基化合物中活性-OH的摩尔数大于脂肪酸的-COOH的摩尔数。
进一步地，本发明提供的一种液压油组合物，还具有这样的特点：即、上述的多羟基化合物选自甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷、失水山梨醇、甘露醇、葡萄糖中的一种或几种混合物。
进一步地，本发明提供的一种液压油组合物，还具有这样的特点：即、上述的脂肪酸选自碳原子数为10-20的饱和或不饱和脂肪酸中的一种或几种，优选自正癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、油酸、硬脂酸醇中的一种或几种。
另外，本发明还提供了上述多羟基脂肪酸酯的制备方法：即、将多羟基化合物、脂肪酸依次加入反应釜中，搅拌加热至200-220℃，充分反应8-12小时，减压排出水分，即为一种多羟基脂肪酸酯。
为了提高反应速度，可加磷酸进行催化反应，所述磷酸的有效成分占反应物总重量的0.5-1％。采用磷酸作为催化剂还有一个好处是，在反应完成后不需去除催化剂，磷酸参与反应生成的磷酸酯是良好的极压抗磨剂。
进一步地，本发明提供的一种液压油组合物，还具有这样的特点：即、上述多羟基脂肪酸酯可选甘油单油酸酯、甘油单月桂酸酯、失水山梨醇单油酸酯、山梨糖醇酐单月桂酸酯、三羟甲基丙烷单油酸酯、季戊四醇单油酸酸、甘露醇单油酸酯、甘油二油酸酯、甘露醇二油酸酯中的一种或几种混合物。
此外，本发明还提供了一种液压油组合物的制备方法，其特征为：将稀土氧化物加入多羟基脂肪酸酯中充分搅拌至均匀(一般为糊状物)，加入磷酸继续搅拌至半透明，加入尿素，在100-120℃下搅拌反应2-3小时，即为一种液压油组合物。优选的，该尿素一般为溶解于醇(如：乙醇)或水中的尿素，该反应一般为敞口条件下进行，从而便于醇和水的蒸发/挥发。
经上述反应后的液压油组合物，实际上是磷酸稀土盐、磷酸脂肪酸酯、磷酸脲等的组合物，具有良好的抗磨性、防锈性，并可以对金属表面的磨损进行主动修复。
另外，本发明还提供了一种液压油，其特征在于，由如下重量百分比的组分混合制造而成：
上述液压油组合物 1-3％；
基础油 97-99％；
进一步地，本发明提供的一种液压油，还具有这样的特点：即、上述的基础油选自矿物油、直链烯烃、PAO、合成酯中的一种或几种组分。
进一步地，本发明提供了上述液压油的制备方法：即、将液压油组合物加入基础油中混合搅拌至完全透明即可。
本发明的有益效果：
本发明制备的液压油组合物可明显提升液压油的抗摩擦磨损性，同时本发明制备的液压油组合物对丁腈橡胶等密封材料的溶胀和收缩性均符合相关标准要求。
本发明中，通过稀土氧化物和磷酸反应生成的磷酸稀土盐，可以在金属表面的微小裂痕和蚀点上进行主动填充修复，并在摩擦副瞬间产生的高温和高压下迅速和金属表面形成牢固的修复层。
本发明中，多羟基脂肪酸酯是比较好的非离子表面活性剂，可以将稀土氧化物及与磷酸进行反应的磷酸稀土盐进行充分的吸附和扩散，使之不产生集聚和沉降。
本发明中，磷酸和多羟基脂肪酸酯反应生成的磷酸酯具有良好的极压抗磨性，可有效延缓金属的腐蚀，和稀土氧化物反应生成的磷酸稀土盐对金属表面具有自修复功能，和尿素反应生成的磷酸脲进行良好的防锈性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明：
实施例1：
称取30g氧化镧加入900g山梨糖醇二油酸酯中充分搅拌至均匀的糊状物，加入40g磷酸继续搅拌至半透明，将30g尿素加入乙醇30g中溶解后，再加入搅拌，在120℃下敞口搅拌2小时，让乙醇和水蒸发后，即为一种液压油组合物。
上述山梨糖醇二油酸酯的制备方法为：按比例称取山梨糖醇1821.7g(10mol)、油酸5649.4g(20mol)分别加入反应釜中，加入70g(85％)磷酸搅拌加热至210℃，充分反应10小时，减压排出水分，即为山梨糖醇二油酸酯。
将上述制备的一种液压油组合物30g,32#机械油970g混合均匀后即为一种液压油。
上述液压油应用于TIMKEN实验机进行修复实验：
在TIMKEN实验机的油槽内加入32#机械油，装好新滚柱，开动电机开关，不断添加砝码，并砝码加至50英磅时，电机发出尖锐的噪声，关开关后观察滚柱已经有直径约6mm(纵向)的磨损，并且磨损面粗糙。更换油槽内的机械油为上述一种液压油，并重新启动开关，不断缓慢添加砝码，同时加至50英磅，TIMKEN机正常运转，无尖锐噪声，机器再运转10分钟后观察滚柱磨损无明显加大，同时原来粗糙的磨损面变光滑。
实施例2：
称取20g氧化铈加入930g甘油单油酸酯中充分搅拌至均匀的糊状物，加入30g磷酸(85％)继续搅拌至半透明，将20g尿素加入25g水中溶解后，再加入搅拌，在110℃下敞口搅拌2.5小时，让水大部分蒸发后，即为一种液压油组合物。
将上述制备的液压油组合物10g加入300g新戊二醇二异辛酸酯、690gPAO4中搅拌均匀，即为一种液压油。
实施例3：
称取25g氧化铈加入920g失水山梨醇单油酸酯中充分搅拌至均匀的糊状物，加入30g磷酸继续搅拌至半透明，将25g尿素加入乙醇30g中溶解后，再加入搅拌，在100℃下敞口搅拌3小时，让乙醇和水蒸发后，即为一种液压油组合物。
将上述制备的液压油组合物20g加入980g三羟甲基丙烷三异辛酸酯中搅拌均匀，即为一种液压油。
实施例4：
称取25g氧化稀土化合物加入910g甘露醇二油酸酯中充分搅拌至均匀的糊状物，加入35g磷酸继续搅拌至半透明，将30g尿素加入乙醇30g中溶解后，再加入搅拌，在110℃下敞口搅拌2小时，让乙醇和水蒸发后，即为一种液压油组合物。
将上述制备的液压油组合物25g加入975gLAO20中搅拌均匀，即为一种液压油。
实施例5：
称取30g氧化镧加入910g季戊四醇单油酸酯中充分搅拌至均匀的糊状物，加入35g磷酸继续搅拌至半透明，将25g尿素加入乙醇30g中溶解后，再加入搅拌，在120℃下敞口搅拌2小时，让乙醇和水蒸发后，即为一种液压油组合物。
将将上述制备的液压油组合物30g加入970g白油(III类加氢基础油)中搅拌均匀，即为一种液压油。
将上述制备的的一种液压油对丁腈橡胶密封圈模仿DIN53521和DIN53502标准进行实验：30天，丁腈橡胶密封圈体积和硬度基本无变化，符合规定的阈值要求。
Claims (10)
1.一种液压油组合物，其特征在于：由包含有质量百分比含量为2-3％的稀土氧化物的组分制造而成。
2.如权利要求1所述的一种液压油组合物，其特征在于：
所述稀土氧化物选自氧化镧、氧化铈或其混合物。
3.如权利要求1所述的一种液压油组合物，其特征在于：
所述稀土氧化物粒径小于100纳米的纳米级稀土氧化物。
4.如权利要求1所述的一种液压油组合物，其特征在于，由如下重量百分比的组分制造而成：
5.如权利要求4所述的一种液压油组合物，其特征在于：
所述多羟基脂肪酸酯为多羟基化合物与脂肪酸进行酯化反应的产物中的一种或几种；
所述述多羟基脂肪酸酯优选自甘油单油酸酯、甘油单月桂酸酯、失水山梨醇单油酸酯、山梨糖醇酐单月桂酸酯、三羟甲基丙烷单油酸酯、季戊四醇单油酸酸、甘露醇单油酸酯、甘油二油酸酯、甘露醇二油酸酯中的一种或几种混合物。
6.如权利要求5所述的一种液压油组合物，其特征在于：
所述多羟基脂肪酸酯的制备方法为：将多羟基化合物、脂肪酸依次加入反应釜中，搅拌加热至200-220℃，充分反应8-12小时，减压排出水分，即为一种多羟基脂肪酸酯；
其中，反应体系中，多羟基化合物中活性-OH的摩尔数大于脂肪酸的-COOH的摩尔数。
7.如权利要求6所述的一种液压油组合物，其特征在于：
还可添加催化剂，催化该酯化反应；
所述催化剂优选磷酸；
所述磷酸的有效成分占反应物总重量的0.5-1％。
8.如权利要求5所述的一种液压油组合物，其特征在于：
所述的多羟基化合物选自甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷、失水山梨醇、甘露醇、葡萄糖中的一种或几种混合物；
所述脂肪酸选自碳原子数为10-20的饱和或不饱和脂肪酸中的一种或几种；
所述脂肪酸优选自正癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、油酸、硬脂酸醇中的一种或几种。
9.如权利要求4-8任一所述的一种液压油组合物的制备方法，其特征在于：
将稀土氧化物加入多羟基脂肪酸酯中充分搅拌至均匀，加入磷酸继续搅拌至半透明后，加入尿素，在100-120℃下搅拌反应2-3小时，即为一种液压油组合物。
10.一种液压油，其特征在于，由如下重量百分比的组分混合制造而成：
如权利要求1-9任一所述的液压油组合物 1-3％；
基础油 97-99％；
其中，所述基础油选自矿物油、直链烯烃、PAO、合成酯中的一种或几种。
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