CN109897721B - 一种无水全合成难燃液压液及其合成方法 - Google Patents

一种无水全合成难燃液压液及其合成方法 Download PDF

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本发明提供了一种无水全合成难燃液压液，包括：石蜡5‑8份、液态松香20‑30份、无水羊毛脂3‑6份、椰油酸二乙醇酰胺8‑15份、三乙醇胺10‑16份、苯并三氮唑5‑10份、琥珀酸二丁酯5‑15份、丙酮40‑60份、乳化剂10‑15份、冷却剂4‑9份、缓蚀剂5‑10份、抗泡剂6‑12份、表面活性剂3‑8份。本发明提出的无水全合成难燃液压液中不含水，具有很强的抗腐蚀能力，并且通过歧管燃烧实验检测结果均为不燃烧，大大提高施工过程的安全性，能够有效解决传统液抗燃压液润滑性不良、容易磨损金属、腐蚀金属的问题。

Description

一种无水全合成难燃液压液及其合成方法
技术领域
本发明涉及润滑传动介质的液压液领域，具体而言，涉及一种无水全合成难燃液压液及其合成方法。
背景技术
液压油就是利用液体压力能的液压系统使用的液压介质，在液压系统中起着能量传递、抗磨、系统润滑、防腐、防锈、冷却等作用。对于液压油来说，首先应满足液压装置在工作温度下与启动温度下对液体粘度的要求。由于润滑油的粘度变化直接与液压动作、传递效率和传递精度有关，还要求油的粘温性能和剪切安定性应满足不同用途所提出的各种需求。
在一些冶金、采矿、电厂、机械加工等行业易接近高温明火的液压系统中，使用传统的矿物油型液压油泄露容易引起的火灾事故，而抗燃液压油是一种以有机酸酯为基础油，具有火焰自动熄灭功能和很强的生物降解性。它不仅具有优秀的抗氧化、防磨损、防锈和防泡沫性能，还可以把油品与火焰或炽热表面接触时发生火灾和爆炸的危险降到最低。
随着液压技术不断发展，设备工况日益苛刻，安全环保的要求不断提高，促使各种类型的抗燃液压液得到不断发展和完善。目前最广泛采用的抗燃液压液是水-乙二醇液体,中国专利公开号CN104403727B公开了一种低温抗燃液压油，其包括：基础油、抗氧剂、极压剂、氮硼酸酯、染色剂和抗泡剂甲基硅油，但其在使用中存在润滑性不良、容易磨损金属等问题，而传统的水基液压液又往往存在腐蚀金属的问题。
发明内容
本发明旨在克服现有技术中润滑性不良，容易腐蚀金属的问题。
为实现上述目的，一方面，本发明提出了一种无水全合成难燃液压液，包括：石蜡5-8份、液态松香20-30份、无水羊毛脂3-6份、椰油酸二乙醇酰胺8-15份、三乙醇胺10-16份、苯并三氮唑5-10份、琥珀酸二丁酯5-15份、丙酮40-60份、乳化剂10-15份、冷却剂4-9份、缓蚀剂5-10份、抗泡剂6-12份、表面活性剂3-8份。
进一步地，所述无水全合成难燃液压液，包括以下重量份的组分：石蜡6份、液态松香29份、无水羊毛脂4份、椰油酸二乙醇酰胺14份、三乙醇胺12份、苯并三氮唑8份、琥珀酸二丁酯13份、丙酮55份、乳化剂11份、冷却剂5份、缓蚀剂8份、抗泡剂11份、表面活性剂8份。
另一方面，本发明还提供一种无水全合成难燃液压液的合成方法，其步骤如下：
步骤a，将反应釜冲洗干净，关闭放料阀，第一阶段向反应釜中石蜡、液态松香、丙酮和三乙醇胺，开启搅拌，使其充分反应。
步骤b，第二阶段，向反应釜中加入乳化剂，搅拌混匀。
步骤c，第三阶段，向上述第二阶段中的混合液加入无水羊毛脂，充分搅拌，搅拌时间为50分钟。
步骤d，第四阶段，向上述第三阶段的混合液中加入椰油酸二乙醇酰胺、苯并三氮唑、琥珀酸二丁酯，将混合液温度逐渐升高至300℃，充分搅拌并进行超声振动。
步骤e，第五阶段，待第四阶段的混合液冷却至室温后，向其中加入冷却剂、缓蚀剂、抗泡剂和表面活性剂，充分搅拌后即得到所述无水全合成难燃液压液。
进一步地，所述第一阶段的搅拌速度根据下述公式(1)进行确定，
Figure BDA0002007696060000031
式中，v1表示第一阶段的搅拌速度，T1表示第一阶段的混合液的温度；T10表示第一阶段的预设温度值，温度值为28℃；g1表示第一阶段加入石蜡的质量，G10表示第一阶段混合液的总质量；n1表示液态松香的比热容；v10表示第一阶段预设的搅拌速度，其为300r/min。
进一步地，所述第二阶段的搅拌速度保持第一阶段的搅拌速度即可，搅拌时间根据下述公式(2)进行确定，
Figure BDA0002007696060000032
式中，t2表示第二阶段的搅拌时间；T2表示加入乳化剂时混合液的温度；T20表示预设温度值，取值为35℃；g2表示加入乳化剂的重量；G2表示加入乳化剂后的混合液总重量；t20表示第二阶段预设搅拌时间，其取值为15分钟。
进一步地，所述第三阶段的搅拌时间为50分钟，搅拌速度根据下述公式(3)确定，
Figure BDA0002007696060000041
式中，v3表示第三阶段加入无水羊毛脂的搅拌速度，v30表示第三阶段预设的搅拌速度，其为450r/min，g3表示第三阶段加入无水羊毛脂的质量，G30表示第三阶段混合液的总质量，T3表示当前混合液的实时温度，n2表示无水羊毛脂的比热容。
进一步地，所述第四阶段的搅拌速度根据下述公式(4)确定，
Figure BDA0002007696060000042
式中，v4表示第四阶段的搅拌速度，T4表示第四阶段的混合液温度，T40表示第四阶段的预设温度值，温度值为280℃；n2表示无水羊毛脂的比热容，v40表示第四阶段预设的搅拌速度，其为600r/min；
搅拌完成后对其进行超声振动30分钟，振动频率根据下述公式(5)确定，
Figure BDA0002007696060000043
式中，f4表示第四阶段的超声振动频率，f40表示第四阶段预设的振动频率，其为30kHz；T4表示第四阶段的混合液温度，T40表示第四阶段的预设温度值，v4表示第四阶段的搅拌速度。
进一步地，上述无水全合成难燃液压液中，所述乳化剂为聚丙烯酰胺、壬基酚聚氧乙烯醚、双、三丁基酚聚氧乙烯醚、双、三丁基酚聚氧乙烯醚、松香酸聚氧乙烯酯中的一种。
进一步地，上述无水全合成难燃液压液中，所述无水羊毛脂由多种羊毛脂脂肪酸、羊毛脂醇组成，为黄色粘性半固体油脂，是一种天然动物脂肪，主要从洗涤羊毛的废液中提取。
进一步地，上述无水全合成难燃液压液中，所述冷却剂为有机酸型冷却剂，
进一步地，上述无水全合成难燃液压液中，所述缓蚀剂为有机羧酸类、多元羧酸类中的一种。
进一步地，上述无水全合成难燃液压液中，所述抗泡剂为聚乙醚类、聚乙二醇类中的一种。
进一步地，上述无水全合成难燃液压液中，所述表面活性剂为非离子表面活性剂，可以是烷基葡糖苷，脂肪酸甘油酯，脂肪酸山梨坦，聚山梨酯中的一种或几种。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明提出的无水全合成难燃液压液中不含水，具有很强的抗腐蚀能力，并且通过歧管燃烧实验检测结果均为不燃烧，大大提高施工过程的安全性。
尤其，本发明在制备所述无水全合成难燃液压液时，所述第三阶段加入了无水羊毛脂，并在第四阶段升温至300℃，能够增强石蜡的流动性，避免所述液压液在低温出现凝固现象，同时，加入无水羊毛脂具有良好的防锈性能，并且还能够起到润滑和消泡的作用。
进一步地，本发明在制备所述无水全合成难燃液压液时，加入了乳化剂，以调节混合液的粘稠度。
进一步地，本发明在制备所述无水全合成难燃液压液时，进行超声振动，使石蜡与其他成分融合更充分，提高所述液压液的稳定性。
进一步地，本发明在制备所述无水全合成难燃液压液时，加入了冷却剂、缓蚀剂、抗泡剂、表面活性剂，使得所制备的无水全合成难燃液压液在各方面的性能，较传统液压液更具优势。
进一步地，本发明在制备所述无水全合成难燃液压液时，根据搅拌温度和时间实时调整搅拌速度，在温度较高时适时降低搅拌速度，能够降低能源成本。
并且，本发明的无水全合成难燃液压液的合成方法中，随着搅拌温度的增加，逐渐加大搅拌速度，在加入无水羊毛脂时温度最高，所述第三阶段加入了无水羊毛脂，使其充分乳化分散后，并在第四阶段升温至300℃，能够增强石蜡的流动性,逐渐降低温度，当加入冷却剂、缓蚀剂、抗泡剂和表面活性剂时降到室温，以最大程度的保留添加剂中的活性物质，使所述液压液的冷却能力，抗腐蚀能力抗泡能力得以保证。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述，但要求保护的范围并不局限于此。
本发明实施例提出了一种无水全合成难燃液压液，包括：石蜡5-8份、液态松香20-30份、无水羊毛脂3-6份、椰油酸二乙醇酰胺8-15份、三乙醇胺10-16份、苯并三氮唑5-10份、琥珀酸二丁酯5-15份、丙酮40-60份、乳化剂10-15份、冷却剂4-9份、缓蚀剂5-10份、抗泡剂6-12份、表面活性剂3-8份。
另一方面，本发明实施例还提供一种无水全合成难燃液压液的合成方法，其步骤如下：
步骤a，将反应釜冲洗干净，关闭放料阀，向反应釜中石蜡、液态松香、丙酮和三乙醇胺，开启搅拌，使其充分反应，搅拌速度根据下述公式(1)进行确定，
Figure BDA0002007696060000071
式中，v1表示第一阶段的搅拌速度，T1表示第一阶段的混合液的温度；T10表示第一阶段的预设温度值，温度值为28℃；g1表示第一阶段加入石蜡的质量，G10表示第一阶段混合液的总质量；n1表示液态松香的比热容；v10表示第一阶段预设的搅拌速度，其为300r/min。
步骤b，向反应釜中加入乳化剂，搅拌混匀，保持第一阶段的搅拌速度即可，搅拌时间根据下述公式(2)进行确定，
Figure BDA0002007696060000072
式中，t2表示第二阶段的搅拌时间；T2表示加入乳化剂时混合液的温度；T20表示预设温度值，取值为35℃；g2表示加入乳化剂的重量；G2表示加入乳化剂后的混合液总重量；t20表示第二阶段预设搅拌时间，其取值为15分钟。
步骤c，向上述第二阶段中的混合液加入无水羊毛脂，充分搅拌，搅拌时间为50分钟，搅拌速度根据下述公式(3)确定，
Figure BDA0002007696060000073
式中，v3表示第三阶段加入无水羊毛脂的搅拌速度，v30表示第三阶段预设的搅拌速度，其为450r/min，g3表示第三阶段加入无水羊毛脂的质量，G30表示第三阶段混合液的总质量，T3表示当前混合液的实时温度，n2表示无水羊毛脂的比热容。
步骤d，向上述第三阶段的混合液中加入椰油酸二乙醇酰胺、苯并三氮唑、琥珀酸二丁酯，将混合液温度逐渐升高至300℃，充分搅拌并进行超声振动，搅拌速度根据下述公式(4)确定，
Figure BDA0002007696060000081
式中，v4表示第四阶段的搅拌速度，T4表示第四阶段的混合液温度，T40表示第四阶段的预设温度值，温度值为280℃；n2表示无水羊毛脂的比热容，v40表示第四阶段预设的搅拌速度，其为600r/min；
搅拌完成后对其进行超声振动30分钟，振动频率根据下述公式(5)确定，
Figure BDA0002007696060000082
式中，f4表示第四阶段的超声振动频率，f40表示第四阶段预设的振动频率，其为30kHz；T4表示第四阶段的混合液温度，T40表示第四阶段的预设温度值，v4表示第四阶段的搅拌速度。
步骤e，待第四阶段的混合液冷却至室温后，向其中加入冷却剂、缓蚀剂、抗泡剂和表面活性剂，充分搅拌后即得到所述无水全合成难燃液压液。
实施例一
本实施例中所述的无水全合成难燃液压液，包括以下重量份的组分：石蜡5份、液态松香20份、无水羊毛脂3份、椰油酸二乙醇酰胺8份、三乙醇胺10份、苯并三氮唑5份、琥珀酸二丁酯5份、丙酮40份、乳化剂10份、冷却剂4份、缓蚀剂5份、抗泡剂6份、表面活性剂3份。
实施例二
本实施例中所述的无水全合成难燃液压液，包括以下重量份的组分：石蜡6份、液态松香23份、无水羊毛脂4份、椰油酸二乙醇酰胺10份、三乙醇胺13份、苯并三氮唑7份、琥珀酸二丁酯9份、丙酮46份、乳化剂13份、冷却剂6份、缓蚀剂7份、抗泡剂8份、表面活性剂4份。
实施例三
本实施例中所述的无水全合成难燃液压液，包括以下重量份的组分：石蜡7份、液态松香22份、无水羊毛脂4份、椰油酸二乙醇酰胺10份、三乙醇胺11份、苯并三氮唑8份、琥珀酸二丁酯7份、丙酮50份、乳化剂12份、冷却剂7份、缓蚀剂6份、抗泡剂9份、表面活性剂5份。
实施例四
本实施例中所述的无水全合成难燃液压液，包括以下重量份的组分：石蜡6份、液态松香29份、无水羊毛脂4份、椰油酸二乙醇酰胺14份、三乙醇胺12份、苯并三氮唑8份、琥珀酸二丁酯13份、丙酮55份、乳化剂11份、冷却剂5份、缓蚀剂8份、抗泡剂11份、表面活性剂8份。
实施例五
本实施例中所述的无水全合成难燃液压液，包括以下重量份的组分：石蜡8份、液态松香30份、无水羊毛脂6份、椰油酸二乙醇酰胺15份、三乙醇胺16份、苯并三氮唑10份、琥珀酸二丁酯15份、丙酮60份、乳化剂15份、冷却剂9份、缓蚀剂10份、抗泡剂12份、表面活性剂8份。
上述各实施例中，所述无水全合成难燃液压液的合成方法为：
步骤a，将反应釜冲洗干净，关闭放料阀，第一阶段向反应釜中石蜡、液态松香、丙酮和三乙醇胺，开启搅拌，使其充分反应。
步骤b，第二阶段，向反应釜中加入乳化剂，搅拌混匀。
步骤c，第三阶段，向上述第二阶段中的混合液加入无水羊毛脂，充分搅拌，搅拌时间为50分钟。
步骤d，第四阶段，向上述第三阶段的混合液中加入椰油酸二乙醇酰胺、苯并三氮唑、琥珀酸二丁酯，将混合液温度逐渐升高至300℃，充分搅拌并进行超声振动。
步骤e，第五阶段，待第四阶段的混合液冷却至室温后，向其中加入冷却剂、缓蚀剂、抗泡剂和表面活性剂，充分搅拌后即得到所述无水全合成难燃液压液。
对以上各实施例制备的液压支架用乳化油，均在同一标准条件下分别检测其粘度、耐燃性，以及使用一个月时的腐蚀率和磨损率，检测结果如下表所示：
Figure BDA0002007696060000101
Figure BDA0002007696060000111
显然，通过检测结果可以看出，本发明提供的无水全合成难燃液压液能够有效解决传统液抗燃压液润滑性不良、容易磨损金属、腐蚀金属的问题。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种无水全合成难燃液压液，其特征在于，包括：石蜡5-8份、液态松香20-30份、无水羊毛脂3-6份、椰油酸二乙醇酰胺8-15份、三乙醇胺10-16份、苯并三氮唑5-10份、琥珀酸二丁酯5-15份、丙酮40-60份、乳化剂10-15份、冷却剂4-9份、缓蚀剂5-10份、抗泡剂6-12份、表面活性剂3-8份。
2.根据权利要求1所述的无水全合成难燃液压液，其特征在于，包括：石蜡6份、液态松香29份、无水羊毛脂4份、椰油酸二乙醇酰胺14份、三乙醇胺12份、苯并三氮唑8份、琥珀酸二丁酯13份、丙酮55份、乳化剂11份、冷却剂5份、缓蚀剂8份、抗泡剂11份、表面活性剂8份。
3.一种使用权利要求1或2所述的无水全合成难燃液压液的合成方法，其特征在于，其合成步骤如下：
步骤a，将反应釜冲洗干净，关闭放料阀，第一阶段向反应釜中石蜡、液态松香、丙酮和三乙醇胺，开启搅拌，使其充分反应;
步骤b，第二阶段，向反应釜中加入乳化剂，搅拌混匀;
步骤c，第三阶段，向上述第二阶段中的混合液加入无水羊毛脂，充分搅拌，搅拌时间为50分钟;
步骤d，第四阶段，向上述第三阶段的混合液中加入椰油酸二乙醇酰胺、苯并三氮唑、琥珀酸二丁酯，将混合液温度逐渐升高至300℃，充分搅拌并进行超声振动;
步骤e，第五阶段，待第四阶段的混合液冷却至室温后，向其中加入冷却剂、缓蚀剂、抗泡剂和表面活性剂，充分搅拌后即得到所述无水全合成难燃液压液；
所述第一阶段的搅拌速度根据下述公式（1）进行确定，
Figure DEST_PATH_IMAGE002
（1）
式中，v1表示第一阶段的搅拌速度，T1表示第一阶段的混合液的温度；T10表示第一阶段的预设温度值，温度值为28℃；g1表示第一阶段加入石蜡的质量，G10表示第一阶段混合液的总质量；n1表示液态松香的比热容；v10表示第一阶段预设的搅拌速度，其为300r/min；
所述第二阶段的搅拌速度保持第一阶段的搅拌速度即可，搅拌时间根据下述公式（2）进行确定，
Figure DEST_PATH_IMAGE004
（2）
式中，t2表示第二阶段的搅拌时间；T2表示加入乳化剂时混合液的温度； T20表示预设温度值，取值为35℃；g2表示加入乳化剂的重量；G2表示加入乳化剂后的混合液总重量；t20表示第二阶段预设搅拌时间，其取值为15分钟；
所述第三阶段的搅拌时间为50分钟，搅拌速度根据下述公式（3）确定，
Figure DEST_PATH_IMAGE006
（3）
式中，v3表示第三阶段加入无水羊毛脂的搅拌速度，v30表示第三阶段预设的搅拌速度，其为450r/min，g3表示第三阶段加入无水羊毛脂的质量，G30表示第三阶段混合液的总质量，T3表示当前混合液的实时温度，n2表示无水羊毛脂的比热容；
所述第四阶段的搅拌速度根据下述公式（4）确定，
Figure DEST_PATH_IMAGE008
（4）
式中，v4表示第四阶段的搅拌速度，T4表示第四阶段的混合液温度，T40表示第四阶段的预设温度值，温度值为280℃；n2表示无水羊毛脂的比热容，v40表示第四阶段预设的搅拌速度，其为600r/min；
搅拌完成后对其进行超声振动30分钟，振动频率根据下述公式（5）确定，
Figure DEST_PATH_IMAGE010
（5）
式中，f4表示第四阶段的超声振动频率，f40表示第四阶段预设的振动频率，其为30kHz；T4表示第四阶段的混合液温度，T40表示第四阶段的预设温度值，v4表示第四阶段的搅拌速度。
4.根据权利要求3所述的无水全合成难燃液压液的合成方法，其特征在于，所述乳化剂为聚丙烯酰胺、壬基酚聚氧乙烯醚、双或三丁基酚聚氧乙烯醚、松香酸聚氧乙烯酯中的一种。
5.根据权利要求3所述的无水全合成难燃液压液的合成方法，其特征在于，所述冷却剂为有机酸型冷却剂。
6.根据权利要求3所述的无水全合成难燃液压液的合成方法，其特征在于，所述缓蚀剂为有机羧酸类中的一种。
7.根据权利要求6所述的无水全合成难燃液压液的合成方法，其特征在于，所述缓蚀剂为多元羧酸类中的一种。
8.根据权利要求4所述的无水全合成难燃液压液的合成方法，其特征在于，所述无水全合成难燃液压液中，所述抗泡剂为聚乙醚类、聚乙二醇类中的一种。
9.根据权利要求4所述的无水全合成难燃液压液的合成方法，其特征在于，所述表面活性剂为非离子表面活性剂。
10.根据权利要求9所述的无水全合成难燃液压液的合成方法，其特征在于，所述表面活性剂为烷基葡糖苷，脂肪酸甘油酯，脂肪酸山梨坦，聚山梨酯中的一种或几种。
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