CN109810751A - 一种液压液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压液及其制备方法，属于润滑传动介质液压液领域。本发明制备的极压抗磨添加剂，使得在液压液在摩擦形成高温的过程中液压液仍能保持较好的稳定结构和极压抗磨性能；制备的稳定添加剂，使得液压液在使用过程中能保持与金属基体物的贴合，而防止液压液的流失，另一方面利用引入的苯基提高液压液的高摩擦性能下的抗压、耐热性能，维持液压液的热平衡，达到抗燃效果；制备的极压抗泡剂，使得液压液在表面进行均匀铺展作用，减少液压液的爆聚堆积而作用不均匀；最后加入增溶活性剂，提高液压液的分散活性，使得液压液作用效率得到提高。本发明解决了目前液压液抗燃、抗磨性能差的问题。

Description

一种液压液及其制备方法

技术领域

本发明涉及润滑传动介质液压液技术领域，是一种液压液及其制备方法。

背景技术

液压系统工作时，由于液压油在流动过程中存在各部位流速的不同，导致液体内部存在一定的内摩擦，同时液体和管路内壁之间也存在摩擦，这些都可能导致液压油温度升高。液压油温度升高将导致内外泄漏增大，降低其机械效率。同时由于较高的温度，液压油会发生膨胀，导致压缩性增大，使控制动作无法很好的传递。而发热是液压系统的固有特征，无法根除只能尽量减轻，比如使用质量好的液压油。而且，在实际生产中，许多设备的液压系统是工作在火焰、高温或熔融金属附近，由于使用环境的气体与液体泄露或管道、接头的破裂等突发性事件时有发生，一旦液压液外泄而引起火灾，不仅威胁到作业人员的人身安全，也不利于企业的设备安全及生产的稳定。现代液压设备向高压、高速、高温和大容量方向发展,传统上以液压油作为传动介质的液压系统已不能满足工况的需要, 液压介质在使用时, 从管线、泵和阀门等部位泄漏的可能性也增大, 在接近高温和明火的液压设备中应尽量使用难燃液压液, 以免发生火灾事故,造成人身伤亡及财产损失。目前工业上使用的抗燃液压油主要是：水基液压油（乳化液、水-乙二醇）、磷酸酯型和合成酯型，分别适用于不同压力范围和不同温度范围。水-乙二醇抗燃液压液是由水、乙二醇、增稠剂、油性剂、防锈剂等多种专用添加剂配制而成的，它具有较好的抗燃性、适宜的润滑性能和稳定性，被冶金、机械、矿山、军工等行业所普遍采用，如冶金行业的连铸系统，各类采矿热炉及有色铸锻系统，化工行业的高温反应釜及建材行业各类高温窑炉等，这些设备的液压系统工作在火焰、高温或熔融金属附近，很容易因液压液外泄而引起火灾；目前使用的抗燃液压液，由于各组分及其含量以及制 备方法都不是太理想，因此抗燃、抗磨、防锈、抗泡等性能都不能达到工业 设备整体要求。CN102010782A公开了一种抗燃液压液组合物及其制备方法，该组合物 包括水、乙二醇、聚醚型增稠剂，PH稳定剂，其中PH稳定剂由具有防锈 和防腐蚀作用的脂肪酸胺和苯并三氮唑组成，但是该组合物缺少能提高油性 润滑和抗磨性能的添加剂，使得其耐磨能力差，最大无卡咬负荷值不高。CN1367231A公开了一种由增粘剂聚醚、润滑剂辛酸、防锈剂二乙醇胺和吗啉以及消泡剂组成的组合物，该组合物耐磨性能优良，但是易产生泡沫，综合性能也不好。因此急需生产一种抗燃、抗磨性能好的液压液来满足人们的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前液压液抗燃、抗磨性能差的问题，提供一种液压液及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种液压液，包括极压抗磨添加剂、稳定添加剂、极压抗泡剂、增溶添加剂。

所述极压抗磨添加剂为：取油酸添加剂按质量比7~10：10~15加入胺活性剂，通入氮气保护，搅拌混合，升温至110~120℃保温，冷却至室温，即得。

所述油酸添加剂为：取妥尔油酸按质量比5~10：1~3加入棕榈油酸混合，即得。

所述胺活性剂为：取二乙醇胺、对苯二胺、联苯胺、4,4’-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基二苯醚中任意一种或任意几种按任意质量比混合，即得。

所述稳定添加剂的制备方法为：

（1）取四甲基二乙烯基二硅氧烷按质量比10~15：5~8加入苯基缩水甘油醚混合，得混合物，加入混合物质量1~4%的Karstedt催化剂搅拌混合，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比2~5：10~30加入氯仿，加入氯仿质量5~10%的活性炭搅拌混合，过滤，取滤液旋转蒸发，收集旋转蒸发剩余物；

（2）取乙二醇按质量比3~8：0.05~0.15：10~20加入三氟化硼乙醚、溶剂，静置，得静置液，取旋转蒸发剩余物按质量比2~5：10~15加入溶剂，得混合液，取混合液按质量比3~5：5~10滴加至静置液中，搅拌混合，得搅拌混合物，加入搅拌混合物质量5~10%的碳酸氢钠搅拌混合，得混合物，取混合物经去离子水洗涤，减压蒸馏，即得稳定添加剂。

所述步骤（2）中的溶剂为：取甲苯按质量比3~7：1~5加入二甲苯混合，即得。

所述极压抗泡剂的制备方法为：取过氧化羟基异丙苯按质量比1~3：10~15加入甲苯搅拌混合，得混合液a，取丙烯酸异辛酯按质量比2~5：1~3加入乙酸乙烯酯混合，得混合物a，取混合液a按质量比1~5：10~20滴加至混合物a中，控制滴加时间60~90min，通入氮气保护，搅拌混合，冷却至室温，减压蒸馏，即得极压抗泡剂。

所述增溶添加剂为：取氯化1-丁基-3-甲基咪唑、N-甲基-N-丙基哌啶双（三氟磺酰）亚胺盐、乙烯碳酸酯、碳酸二乙酯中任意一种或任意几种按任意质量比混合，即得。

该制备方法包括如下步骤：取增溶添加剂按质量比1~3：5~8：2~4加入乙二醇、水混合，得基体液，按质量份数计，取200~300份基体液、20~30份极压抗磨添加剂、10~15份稳定添加剂、2~5份极压抗泡剂、3~5份油酸三乙醇胺、5~9份二聚酸钾搅拌混合，即得液压液。本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明制备的极压抗磨添加剂是以油酸添加剂和胺活性剂为原料经酰胺化反应得到，引入的活性胺中具有含氮共轭杂环化合物的结构，氮原子上带有孤对电子，而能与液压液接触的带正电荷的金属表面进行结合，在液压摩擦过程中与金属原子的空d轨道络合，在极压工作时利用紧凑的芳香结构形成强度好且耐热稳定的表面膜，而使得在液压液在摩擦形成高温的过程中液压液仍能保持较好的稳定结构和极压抗磨性能；

（2）本发明制备的稳定添加剂是以四甲基二乙烯基二硅氧烷、苯基缩水甘油醚经催化剂催化聚合形成端羟基的聚醚共聚物，再经三氟化硼乙醚络合物催化进行聚合而得到硅改性的稳定添加剂，一方面再稳定添加剂中引入的醚基，其具有较好的亲水性能，在水和乙二醇等液压基体液中进行结合分散，聚醚基团具有较好的增稠性能，而使得液压液在使用过程中能保持与金属基体物的贴合，而防止液压液的流失，另一方面利用引入的苯基提高液压液的高摩擦性能下的抗压、耐热性能，维持液压液的热平衡，达到抗燃效果；

（3）本发明制备的极压抗泡剂是以丙烯酸异辛酯、乙酸乙烯酯等混合，经过氧化羟基异丙苯催化形成具有在液压液使用过程中抗泡作用的活性物质，其具有引导在液压过程中保持液压液流体分散的性能，通过对金属基体表面的表面张力的降低，而使得液压液在表面进行均匀铺展作用，减少液压液的爆聚堆积而作用不均匀；

（4）本发明最后加入氯化1-丁基-3-甲基咪唑、N-甲基-N-丙基哌啶双（三氟磺酰）亚胺盐、乙烯碳酸酯等作为增溶活性剂，一方面提高水和乙二醇形成液压液膜的溶解铺展性能，同时也提高了组分间的增溶性能，充当活性溶剂的作用，提高液压液的分散活性，使得液压液作用效率得到提高。

具体实施方式

油酸添加剂为：取妥尔油酸按质量比5~10：1~3加入棕榈油酸混合，即得。

胺活性剂为：取二乙醇胺、对苯二胺、联苯胺、4,4’-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基二苯醚中任意一种或任意几种按任意质量比混合，即得。

极压抗磨添加剂为：取油酸添加剂按质量比7~10：10~15加入胺活性剂，通入氮气保护，于50~60℃搅拌混合60~90min，升温至110~120℃保温3~5h，冷却至室温，即得。

溶剂为：取甲苯按质量比3~7：1~5加入二甲苯混合，即得。

稳定添加剂的制备方法为：

（1）取四甲基二乙烯基二硅氧烷按质量比10~15：5~8加入苯基缩水甘油醚混合，得混合物，加入混合物质量1~4%的Karstedt催化剂，于50~60℃搅拌混合2~5h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比2~5：10~30加入氯仿，加入氯仿质量5~10%的活性炭，搅拌混合20~30min，过滤，取滤液旋转蒸发，收集旋转蒸发剩余物；

（2）取乙二醇按质量比3~8：0.05~0.15：10~20加入三氟化硼乙醚、溶剂，静置20~30min，得静置液，于-5~-1℃取旋转蒸发剩余物按质量比2~5：10~15加入溶剂，得混合液，取混合液按质量比3~5：5~10滴加至静置液中，于0~4℃搅拌混合2~4h，得搅拌混合物，加入搅拌混合物质量5~10%的碳酸氢钠，搅拌混合20~30min，得混合物，取混合物经去离子水洗涤，减压蒸馏，即得稳定添加剂。

增溶添加剂为：取氯化1-丁基-3-甲基咪唑、N-甲基-N-丙基哌啶双（三氟磺酰）亚胺盐、乙烯碳酸酯、碳酸二乙酯中任意一种或任意几种按任意质量比混合，即得。

极压抗泡剂的制备方法为：取过氧化羟基异丙苯按质量比1~3：10~15加入甲苯，搅拌混合20~30min，得混合液a，取丙烯酸异辛酯按质量比2~5：1~3加入乙酸乙烯酯混合，得混合物a，取混合液a按质量比1~5：10~20滴加至混合物a中，控制滴加时间60~90min，通入氮气保护，升温至70~80℃搅拌混合1~3h，冷却至室温，减压蒸馏，即得极压抗泡剂。

一种液压液的制备方法，包括如下步骤：取增溶添加剂按质量比1~3：5~8：2~4加入乙二醇、水混合，得基体液，按质量份数计，取200~300份基体液、20~30份极压抗磨添加剂、10~15份稳定添加剂、2~5份极压抗泡剂、3~5份油酸三乙醇胺、5~9份二聚酸钾，于30~40℃搅拌混合30~60min，即得液压液。

实施例1

油酸添加剂为：取妥尔油酸按质量比5：1加入棕榈油酸混合，即得。

胺活性剂为：取二乙醇胺。

极压抗磨添加剂为：取油酸添加剂按质量比7：10加入胺活性剂，通入氮气保护，于50℃搅拌混合60min，升温至110℃保温3h，冷却至室温，即得。

溶剂为：取甲苯按质量比3：1加入二甲苯混合，即得。

稳定添加剂的制备方法为：

（1）取四甲基二乙烯基二硅氧烷按质量比10：5加入苯基缩水甘油醚混合，得混合物，加入混合物质量1%的Karstedt催化剂，于50℃搅拌混合2h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比2：10加入氯仿，加入氯仿质量5%的活性炭，搅拌混合20min，过滤，取滤液旋转蒸发，收集旋转蒸发剩余物；

（2）取乙二醇按质量比3：0.05：10加入三氟化硼乙醚、溶剂，静置20min，得静置液，于-5℃取旋转蒸发剩余物按质量比2：10加入溶剂，得混合液，取混合液按质量比3：5滴加至静置液中，于0℃搅拌混合2h，得搅拌混合物，加入搅拌混合物质量5%的碳酸氢钠，搅拌混合20min，得混合物，取混合物经去离子水洗涤，减压蒸馏，即得稳定添加剂。

增溶添加剂为：取氯化1-丁基-3-甲基咪唑。

极压抗泡剂的制备方法为：取过氧化羟基异丙苯按质量比1：10加入甲苯，搅拌混合20min，得混合液a，取丙烯酸异辛酯按质量比2：1加入乙酸乙烯酯混合，得混合物a，取混合液a按质量比1：10滴加至混合物a中，控制滴加时间60min，通入氮气保护，升温至70℃搅拌混合1h，冷却至室温，减压蒸馏，即得极压抗泡剂。

一种液压液的制备方法，包括如下步骤：取增溶添加剂按质量比1：5：2加入乙二醇、水混合，得基体液，按质量份数计，取200份基体液、20份极压抗磨添加剂、10份稳定添加剂、2份极压抗泡剂、3份油酸三乙醇胺、5份二聚酸钾，于30℃搅拌混合30min，即得液压液。

实施例2

油酸添加剂为：取妥尔油酸按质量比10：3加入棕榈油酸混合，即得。

胺活性剂为：取对苯二胺。

极压抗磨添加剂为：取油酸添加剂按质量比10：15加入胺活性剂，通入氮气保护，于60℃搅拌混合90min，升温至120℃保温5h，冷却至室温，即得。

溶剂为：取甲苯按质量比7：5加入二甲苯混合，即得。

稳定添加剂的制备方法为：

（1）取四甲基二乙烯基二硅氧烷按质量比15：8加入苯基缩水甘油醚混合，得混合物，加入混合物质量4%的Karstedt催化剂，于60℃搅拌混合5h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比5：30加入氯仿，加入氯仿质量10%的活性炭，搅拌混合30min，过滤，取滤液旋转蒸发，收集旋转蒸发剩余物；

（2）取乙二醇按质量比8：0.15：20加入三氟化硼乙醚、溶剂，静置30min，得静置液，于-1℃取旋转蒸发剩余物按质量比5：15加入溶剂，得混合液，取混合液按质量比5：10滴加至静置液中，于4℃搅拌混合4h，得搅拌混合物，加入搅拌混合物质量10%的碳酸氢钠，搅拌混合30min，得混合物，取混合物经去离子水洗涤，减压蒸馏，即得稳定添加剂。

增溶添加剂为：取N-甲基-N-丙基哌啶双（三氟磺酰）亚胺盐。

极压抗泡剂的制备方法为：取过氧化羟基异丙苯按质量比3：15加入甲苯，搅拌混合30min，得混合液a，取丙烯酸异辛酯按质量比5：3加入乙酸乙烯酯混合，得混合物a，取混合液a按质量比5：20滴加至混合物a中，控制滴加时间90min，通入氮气保护，升温至80℃搅拌混合3h，冷却至室温，减压蒸馏，即得极压抗泡剂。

一种液压液的制备方法，包括如下步骤：取增溶添加剂按质量比3：8：4加入乙二醇、水混合，得基体液，按质量份数计，取300份基体液、30份极压抗磨添加剂、15份稳定添加剂、5份极压抗泡剂、5份油酸三乙醇胺、9份二聚酸钾，于40℃搅拌混合60min，即得液压液。

实施例3

油酸添加剂为：取妥尔油酸按质量比7：2加入棕榈油酸混合，即得。

胺活性剂为：取联苯胺。

极压抗磨添加剂为：取油酸添加剂按质量比9：12加入胺活性剂，通入氮气保护，于55℃搅拌混合70min，升温至115℃保温4h，冷却至室温，即得。

溶剂为：取甲苯按质量比5：3加入二甲苯混合，即得。

稳定添加剂的制备方法为：

（1）取四甲基二乙烯基二硅氧烷按质量比13：6加入苯基缩水甘油醚混合，得混合物，加入混合物质量2%的Karstedt催化剂，于55℃搅拌混合4h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比3：20加入氯仿，加入氯仿质量7%的活性炭，搅拌混合25min，过滤，取滤液旋转蒸发，收集旋转蒸发剩余物；

（2）取乙二醇按质量比5：0.07：15加入三氟化硼乙醚、溶剂，静置25min，得静置液，于-3℃取旋转蒸发剩余物按质量比3：12加入溶剂，得混合液，取混合液按质量比4：7滴加至静置液中，于3℃搅拌混合3h，得搅拌混合物，加入搅拌混合物质量7%的碳酸氢钠，搅拌混合25min，得混合物，取混合物经去离子水洗涤，减压蒸馏，即得稳定添加剂。

增溶添加剂为：取乙烯碳酸酯。

极压抗泡剂的制备方法为：取过氧化羟基异丙苯按质量比2：13加入甲苯，搅拌混合25min，得混合液a，取丙烯酸异辛酯按质量比3：2加入乙酸乙烯酯混合，得混合物a，取混合液a按质量比4：11滴加至混合物a中，控制滴加时间80min，通入氮气保护，升温至75℃搅拌混合2h，冷却至室温，减压蒸馏，即得极压抗泡剂。

一种液压液的制备方法，包括如下步骤：取增溶添加剂按质量比2：7：3加入乙二醇、水混合，得基体液，按质量份数计，取250份基体液、25份极压抗磨添加剂、13份稳定添加剂、4份极压抗泡剂、4份油酸三乙醇胺、7份二聚酸钾，于35℃搅拌混合50min，即得液压液。

对比例1：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少极压抗磨添加剂。

对比例2：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少稳定添加剂。

对比例3：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少极压抗泡剂。

对比例4：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少增溶添加剂。

对比例5：余姚市某公司生产的液压液。

将上述实施例与对比例制备的液压液进行检测，根据ISO2592检测其闪点、燃点，根据GB/T3143检测磨斑直径，根据ASTMD4152检测其最大无卡咬负荷值，最大无卡咬负荷值越大，磨斑直径越小，抗磨性越好，得到的结果如表1所示。

表1：

综合上述，从表1可以看出本发明的液压液效果更好，值得推广使用，以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种液压液，其特征在于，包括极压抗磨添加剂、稳定添加剂、极压抗泡剂、增溶添加剂。

2.根据权利要求1所述的液压液，其特征在于，所述极压抗磨添加剂为：取油酸添加剂按质量比7~10：10~15加入胺活性剂，通入氮气保护，搅拌混合，升温至110~120℃保温，冷却至室温，即得。

3.根据权利要求2所述的液压液，其特征在于，所述油酸添加剂为：取妥尔油酸按质量比5~10：1~3加入棕榈油酸混合，即得。

4.根据权利要求2所述的液压液，其特征在于，所述胺活性剂为：取二乙醇胺、对苯二胺、联苯胺、4,4’-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基二苯醚中任意一种或任意几种按任意质量比混合，即得。

5.根据权利要求1所述的液压液，其特征在于，所述稳定添加剂的制备方法为：

（1）取四甲基二乙烯基二硅氧烷按质量比10~15：5~8加入苯基缩水甘油醚混合，得混合物，加入混合物质量1~4%的Karstedt催化剂搅拌混合，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比2~5：10~30加入氯仿，加入氯仿质量5~10%的活性炭搅拌混合，过滤，取滤液旋转蒸发，收集旋转蒸发剩余物；

（2）取乙二醇按质量比3~8：0.05~0.15：10~20加入三氟化硼乙醚、溶剂，静置，得静置液，取旋转蒸发剩余物按质量比2~5：10~15加入溶剂，得混合液，取混合液按质量比3~5：5~10滴加至静置液中，搅拌混合，得搅拌混合物，加入搅拌混合物质量5~10%的碳酸氢钠搅拌混合，得混合物，取混合物经去离子水洗涤，减压蒸馏，即得稳定添加剂。

6.根据权利要求5所述的液压液，其特征在于，所述步骤（2）中的溶剂为：取甲苯按质量比3~7：1~5加入二甲苯混合，即得。

7.根据权利要求1所述的液压液，其特征在于，所述极压抗泡剂的制备方法为：取过氧化羟基异丙苯按质量比1~3：10~15加入甲苯搅拌混合，得混合液a，取丙烯酸异辛酯按质量比2~5：1~3加入乙酸乙烯酯混合，得混合物a，取混合液a按质量比1~5：10~20滴加至混合物a中，控制滴加时间60~90min，通入氮气保护，搅拌混合，冷却至室温，减压蒸馏，即得极压抗泡剂。

8.根据权利要求1所述的液压液，其特征在于，所述增溶添加剂为：取氯化1-丁基-3-甲基咪唑、N-甲基-N-丙基哌啶双（三氟磺酰）亚胺盐、乙烯碳酸酯、碳酸二乙酯中任意一种或任意几种按任意质量比混合，即得。

9.一种如权利要求1~8任意一项所述的液压液的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：取增溶添加剂按质量比1~3：5~8：2~4加入乙二醇、水混合，得基体液，按质量份数计，取200~300份基体液、20~30份极压抗磨添加剂、10~15份稳定添加剂、2~5份极压抗泡剂、3~5份油酸三乙醇胺、5~9份二聚酸钾搅拌混合，即得液压液。