CN112375608B - 一种经济型合成难燃液压液组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种经济型合成难燃液压液组合物及其制备方法，液压液组合物包括：0.1～2份抗氧剂，0.01～1份抗腐蚀剂，0.01～3份抗磨剂，0.001～1份抗泡剂和93～100份基础油；所述基础油选自三羟甲基丙烷油酸酯、季戊四醇油酸酯、甘油油酸酯、加氢基础油和植物油中的两种或两种以上。该液压液组合物采用三羟甲基丙烷油酸酯、季戊四醇油酸酯、甘油油酸酯、加氢基础油和植物油中至少两种的作为基础油，再辅以其它组分，使其具有较高的高温难燃性。还具有较好的油水分离性能、泡沫性能和防锈性。

Description

一种经济型合成难燃液压液组合物及其制备方法
技术领域
本发明属于液压液组合物，尤其涉及一种经济型合成难燃液压液组合物 及其制备方法。
背景技术
液压机械已经广泛应用于冶金、煤炭、机械和矿山等行业，作为动力介 质的液压液是液压传动技术的关键材料，也是工业润滑油耗量最大的三种重 要油品之一。液压液一般以矿物油为基础油，但在冶金、热加工、煤矿等行 业的高温、高压或接近明火的液压设备，如果使用矿物油型液压液，就有可 能因油品泄漏而引起火灾，为防止油品外泄引起火灾，在这些场合的液压设 备要求使用抗燃性液压介质，即抗燃液压液。根据ISO制定的ISO12922-2012 《润滑剂、工业润滑油和有关产品(L类)-H族(液压***)各类的规格》，将抗燃液压液分为HFAE、HFAS、HFB、HFC、HFDU和HFDR六大类，其中HFAE、 HFAS及HFB这三类产品由于性能不满足当前日益发展的工况条件已被淘汰 使用，目前国内外使用量较大的是HFC、HFDU及HFDR这三类产品。
HFC为水-乙二醇型抗燃液压液，它是由水、乙二醇或其聚合物组成，该 抗燃液压液以水作为抗燃组分，使用温度和压力均有局限性，且润滑性能较 差，同时对金属和非金属材料的选择性较强，使用具有一定的局限性；HFDR 是一种磷酸酯合成抗燃液压液，该产品自燃点高、挥发性低、抗燃性好，主 要应用于高温热源和明火附近的高压液压***中，但该类液体易水解，且水 解产物为剧毒性气相挥发物，因此仅局限在某些特定的场合使用，如飞机制 造和发电厂；HFDU是一种脂肪酸酯合成抗燃液压液，该类产品不仅具有良好 的抗燃效果，且润滑性能、粘温性能、热安定性能等综合性能优异，并与液 压***材料有很好的相容性，且具有生物可降解性等优点，已广泛应用钢铁 冶金、垃圾发电等特殊行业。
水-乙二醇型抗燃液压液虽然成本较低，抗燃性能优异，但其产品本身的 性能特点，限制了其更广泛的应用；磷酸酯型抗燃液压液价格昂贵，产品毒 性较大，仅限用于发电厂汽轮机组，不能大面积推广应用；脂肪酸酯型抗燃 液压液综合性能优异，近年来发展较快，主要应用在钢铁冶金行业，但是其 成本相对较高，广泛推广应用难度较大。
因此如何平衡抗燃液压液产品性能和成本，使其性价比更高，更广泛的 得到应用值得深入研究。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种经济型合成难燃液压液组合物及 其制备方法，该组合物具有较高的高温抗燃性。
本发明提供了一种经济型合成难燃液压液组合物，以重量份数计，包括 以下组分：
0.1～2份抗氧剂，0.01～1份抗腐蚀剂，0.01～3份抗磨剂，0.001～1份抗泡 剂和93～100份基础油；
所述抗氧剂选自受阻胺类抗氧剂、半受阻酚型抗氧剂、低聚物类抗氧剂 和多聚体类抗氧剂中的一种或多种；
所述抗腐蚀剂选自膦羧酸盐类、琉基苯骈噻唑类和苯骈三氮唑类抗腐蚀 剂中的一种或多种；
所述抗磨剂选自有机氯化物型、有机硫化物型、有机磷化物型、有机硫 磷化物型和有机金属盐型抗磨剂中的一种或多种；
所述抗泡剂选自聚醚型、有机硅型、酰胺型和丙烯酸酯型抗泡剂中的一 种或多种；
所述基础油选自三羟甲基丙烷油酸酯、季戊四醇油酸酯、甘油油酸酯、 加氢基础油和植物油中的两种或两种以上。
优选地，所述基础油选自质量比为8:2的季戊四醇油酸酯和加氢基础油的 混合物、质量比为8:2的三羟甲基丙烷油酸酯和加氢基础油的混合物；和质量 比为8:2的甘油油酸酯和加氢基础油的混合物中的一种或多种。
优选地，所述组合物中硫含量不小于100ppm，磷含量不小于100ppm和 氮含量不小于600ppm。
优选地，所述经济型合成难燃液压液组合物具体包括：
100份季戊四醇油酸酯和加氢基础油混合物、1份受阻胺类抗氧剂、1份 半受阻酚型抗氧剂、3份磷酸酯型抗磨剂、0.1份苯骈三氮唑类抗腐蚀剂和0.05 份有机硅型抗泡剂；
或包括100份三羟甲基丙烷油酸酯和加氢基础油混合物、0.8份受阻胺类 抗氧剂、0.8份半受阻酚型抗氧剂、0.05份有机硫化物型抗磨剂、0.05份有机 磷硫化物型抗磨剂、0.1份苯骈三氮唑类抗腐蚀剂和0.01份有机硅型抗泡剂；
或包括100份甘油油酸酯和加氢基础油混合物、0.5份受阻胺类抗氧剂、 0.5份半受阻酚型抗氧剂、0.02份有机硫化物型抗磨剂、0.02份有机硫磷化物 型抗磨剂、0.1份苯骈三氮唑类抗腐蚀剂和0.005份有机硅型抗泡剂。
本发明提供了一种上述技术方案所述经济型合成难燃液压液组合物的制 备方法，包括以下步骤：
将0.1～2份抗氧剂、0.01～1份抗腐蚀剂、0.01～3份抗磨剂、0.001～1份抗 泡剂和93～100份基础油在温度不低于100℃，真空度不低于-0.09MPa，搅拌 脱水时间不低于1.5h的条件下调和，得到经济型合成难燃液压液组合物。
本发明提供了一种经济型合成难燃液压液组合物，以重量份数计，包括 以下组分：0.1～2份抗氧剂，0.01～1份抗腐蚀剂，0.01～3份抗磨剂，0.001～1 份抗泡剂和93～100份基础油；所述抗氧剂选自受阻胺类抗氧剂、半受阻酚型 抗氧剂、低聚物类抗氧剂和多聚体类抗氧剂中的一种或多种；所述抗腐蚀剂 选自膦羧酸盐类、琉基苯骈噻唑类和苯骈三氮唑类抗腐蚀剂中的一种或多种； 所述抗磨剂选自有机氯化物型、有机硫化物型、有机磷化物型、有机硫磷化 物型和有机金属盐型抗磨剂中的一种或多种；所述抗泡剂选自聚醚型、有机 硅型、酰胺型和丙烯酸酯型抗泡剂中的一种或多种；所述基础油选自三羟甲 基丙烷油酸酯、季戊四醇油酸酯、甘油油酸酯、加氢基础油和植物油中的两 种或两种以上。该液压液组合物采用三羟甲基丙烷油酸酯、季戊四醇油酸酯、 甘油油酸酯、加氢基础油和植物油中至少两种的作为基础油，再辅以其它组 分，使其具有较高的高温难燃性。还具有较好的油水分离性能、泡沫性能和 防锈性。实验结果表明：液压液组合物的闪点不低于270℃；最大无卡咬负荷 PB不低于687N；磨斑直径d不高于0.6mm。
具体实施方式
本发明提供了一种经济型合成难燃液压液组合物，以重量份数计，包括 以下组分：
0.1～2份抗氧剂，0.01～1份抗腐蚀剂，0.01～3份抗磨剂，0.001～1份抗泡 剂和93～100份基础油；
所述抗氧剂选自受阻胺类抗氧剂、半受阻酚型抗氧剂、低聚物类抗氧剂 和多聚体类抗氧剂中的一种或多种；
所述抗腐蚀剂选自膦羧酸盐类、琉基苯骈噻唑类和苯骈三氮唑类抗腐蚀 剂中的一种或多种；
所述抗磨剂选自有机氯化物型、有机硫化物型、有机磷化物型、有机硫 磷化物型和有机金属盐型抗磨剂中的一种或多种；
所述抗泡剂选自聚醚型、有机硅型、酰胺型和丙烯酸酯型抗泡剂中的一 种或多种；
所述基础油选自三羟甲基丙烷油酸酯、季戊四醇油酸酯、甘油油酸酯、 加氢基础油和植物油中的两种或两种以上。
本发明提供的液压液组合物采用三羟甲基丙烷油酸酯、季戊四醇油酸酯、 甘油油酸酯、加氢基础油和植物油中至少两种的作为基础油，再辅以其它组 分，使其具有较高的高温难燃性。还具有较好的油水分离性能、泡沫性能和 防锈性。所述经济型合成难燃液压液组合物高温抗燃性能优于普通抗磨液压 液，接近脂肪酸酯型抗燃液压液，其综合性能水平处于普通抗磨液压液和脂 肪酸酯型抗燃液压液之间，且其成本相比脂肪酸酯型抗燃液压液更低，性价 比更高，能够满足液压设备使用要求，为企业节约润滑成本。
本发明提供的液压液组合物包括0.1～2份抗氧剂，优选为1～2份。所述抗 氧剂选自受阻胺类抗氧剂、半受阻酚型抗氧剂、低聚物类抗氧剂和多聚体类 抗氧剂中的一种或多种。
本发明提供的液压液组合物包括0.01～1份抗腐蚀剂，优选为0.05～0.3份。 所述抗腐蚀剂选自膦羧酸盐类、琉基苯骈噻唑类和苯骈三氮唑类抗腐蚀剂中 的一种或多种。
本发明提供的液压液组合物包括0.01～3份抗磨剂，优选为0.02～3份。所 述抗磨剂选自有机氯化物型、有机硫化物型、有机磷化物型、有机硫磷化物 型和有机金属盐型抗磨剂中的一种或多种。
本发明提供的液压液组合物包括0.001～1份抗泡剂，优选为0.005～0.05 份。所述抗泡剂选自聚醚型、有机硅型、酰胺型和丙烯酸酯型抗泡剂中的一 种或多种。
本发明提供的液压液组合物包括93～100份基础油。所述基础油选自三羟 甲基丙烷油酸酯、季戊四醇油酸酯、甘油油酸酯、加氢基础油和植物油中的 两种或两种以上。所述基础油优选选自季戊四醇油酸酯和加氢基础油的混合 物；三羟甲基丙烷油酸酯和加氢基础油的混合物；和甘油油酸酯和加氢基础 油的混合物中的一种或多种。具体实施例中，所述基础油选自质量比为8:2的 季戊四醇油酸酯和加氢基础油的混合物、质量比为8:2的三羟甲基丙烷油酸酯 和加氢基础油的混合物；和质量比为8:2的甘油油酸酯和加氢基础油的混合物 中的一种或多种。
在本发明中，所述经济型合成难燃液压液组合物具体包括：
100份季戊四醇油酸酯和加氢基础油混合物、1份受阻胺类抗氧剂、1份 半受阻酚型抗氧剂、3份磷酸酯型抗磨剂、0.1份苯骈三氮唑类抗腐蚀剂和0.05 份有机硅型抗泡剂；
或包括100份三羟甲基丙烷油酸酯和加氢基础油混合物、0.8份受阻胺类 抗氧剂、0.8份半受阻酚型抗氧剂、0.05份有机硫化物型抗磨剂、0.05份有机 磷硫化物型抗磨剂、0.1份苯骈三氮唑类抗腐蚀剂和0.01份有机硅型抗泡剂；
或包括100份甘油油酸酯和加氢基础油混合物、0.5份受阻胺类抗氧剂、 0.5份半受阻酚型抗氧剂、0.02份有机硫化物型抗磨剂、0.02份有机硫磷化物 型抗磨剂、0.1份苯骈三氮唑类抗腐蚀剂和0.005份有机硅型抗泡剂。
本发明提供的组合物中硫含量不小于100ppm，磷含量不小于100ppm， 氮含量不小于600ppm。
本发明提供的组合物不仅具有良好的高温抗燃性能，同时其润滑性能、 防锈性能、泡沫性能等综合性能优异，成本相比HFDU型产品更低，性价比 更高，适用于冶金、热加工、煤矿等行业的高温、高压或接近明火的液压设 备。随着液压设备向高温高压方向发展，以及环保要求升级，HFC水-乙二醇 型抗燃液将逐渐被合成型难燃液压液替代，在可预见期内，合成型难燃液压 液需求量将达到甚至超过1万吨，目前市场需求量逐年上升，未来应用前景 巨大。
本发明提供了一种上述技术方案所述经济型合成难燃液压液组合物的制 备方法，包括以下步骤：
将0.1～2份抗氧剂、0.01～1份抗腐蚀剂、0.01～3份抗磨剂、0.001～1份抗 泡剂和93～100份基础油在温度不低于100℃，真空度不低于-0.09MPa，搅拌 脱水时间不低于1.5h的条件下调和，得到经济型合成难燃液压液组合物。
具体实施例中，调和的温度为105℃。调和的时间优选为2h。调和优选 在搅拌的条件下进行。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种经济型合 成难燃液压液组合物及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对 本发明保护范围的限定。
实施例1
称取100重量份质量比为8:2的季戊四醇油酸酯和加氢基础油，加入1重 量份受阻胺类抗氧剂和1重量份半受阻酚型抗氧剂，再加入3重量份磷酸酯 型抗磨剂和0.1重量份苯骈三氮唑类抗腐蚀剂，0.05重量份的有机硅型抗泡剂， 在105℃、真空度为-0.09MPa的条件下搅拌2h，得到混合物；再将得到的混 合物进行含量控制至所述混合物中硫含量不小于100ppm，磷含量不小于 100ppm，氮含量不小于600ppm，得到经济型合成难燃液压液组合物。
实施例2
称取100重量份质量比为8:2的三羟甲基丙烷油酸酯和加氢基础油，加入 0.8重量份受阻胺类抗氧剂和0.8重量份半受阻酚型抗氧剂，再加入0.05重量 份有机硫化物型和0.05重量份有机硫磷化物型极压抗磨剂，0.1重量份苯骈三 氮唑类抗腐蚀剂，0.01重量份的有机硅型抗泡剂，在105℃、真空度为-0.09MPa 的条件下搅拌2h，得到混合物；再将得到的混合物进行含量控制至所述混合 物中硫含量不小于100ppm，磷含量不小于100ppm，氮含量不小于600ppm， 得到经济型合成难燃液压液组合物。
实施例3
称取100重量份质量比为8:2的甘油油酸酯和加氢基础油，加入0.5重量 份受阻胺类抗氧剂和0.5重量份半受阻酚型抗氧剂，再加入0.02重量份有机 硫化物型和0.02重量份有机硫磷化物型极压抗磨剂，0.1重量份苯骈三氮唑类 抗腐蚀剂，0.005的有机硅型抗泡剂，在105℃、真空度为-0.09MPa的条件下 搅拌2h，得到混合物；再将得到的混合物进行含量控制至所述混合物中硫含 量不小于100ppm，磷含量不小于100ppm，氮含量不小于600ppm，得到经济 型合成难燃液压液组合物。
本发明对实施例1～3提供的经济型合成难燃液压液组合物的理化性能、 高温性能和润滑性能进行测试，结果参见表1所示：
表1实施例1～3制备的组合物的性能测试结果
Figure BDA0002732960180000071
由表1可知，其中实施例2制备的经济型合成难燃液压液高温闪点达到 293℃，泡沫性能优异，进行四球机试验评价润滑性能，最大无卡咬负荷PB不 低于687N，磨斑直径d不高于0.5mm，进行氧化性能评价实验表明，氧化后 的粘度和酸值变化较小，使用寿命较长，该液压液组合物经济成本最优。
由以上实施例可知，本发明提供了一种经济型合成难燃液压液组合物， 以重量份数计，包括以下组分：0.1～2份抗氧剂，0.01～1份抗腐蚀剂，0.01～3 份抗磨剂，0.001～1份抗泡剂和93～100份基础油；所述抗氧剂选自受阻胺类 抗氧剂、半受阻酚型抗氧剂、低聚物类抗氧剂和多聚体类抗氧剂中的一种或 多种；所述抗腐蚀剂选自膦羧酸盐类、琉基苯骈噻唑类和苯骈三氮唑类抗腐 蚀剂中的一种或多种；所述抗磨剂选自有机氯化物型、有机硫化物型、有机 磷化物型、有机硫磷化物型和有机金属盐型抗磨剂中的一种或多种；所述抗泡剂选自聚醚型、有机硅型、酰胺型和丙烯酸酯型抗泡剂中的一种或多种； 所述基础油选自三羟甲基丙烷油酸酯、季戊四醇油酸酯、甘油油酸酯、加氢 基础油和植物油中的两种或两种以上。该液压液组合物采用三羟甲基丙烷油 酸酯、季戊四醇油酸酯、甘油油酸酯、加氢基础油和植物油中至少两种作为 基础油，再辅以其它组分，使其具有较高的高温难燃性。还具有较好的油水 分离性能、泡沫性能和防锈性。实验结果表明：液压液组合物的闪点为271℃ ～291℃；最大无卡咬负荷PB为687N～932N；磨斑直径d为0.42～0.6mm。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普 通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润 饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种经济型合成难燃液压液组合物，以重量份数计，由以下组分组成：
0.1~2份抗氧剂，0.01~1份抗腐蚀剂，0.01~3份抗磨剂，0.001~1份抗泡剂和93~100份基础油；
所述抗氧剂选自受阻胺类抗氧剂和半受阻酚型抗氧剂；
所述抗腐蚀剂选自苯骈三氮唑类抗腐蚀剂；
所述抗磨剂选自有机硫化物型和有机硫磷化物型；
所述抗泡剂选自有机硅型；
所述基础油为质量比为8:2的三羟甲基丙烷油酸酯和加氢基础油的混合物；
所述组合物中硫含量不小于100ppm，磷含量不小于100ppm和氮含量不小于600ppm。
2.根据权利要求1所述的经济型合成难燃液压液组合物，其特征在于，所述经济型合成难燃液压液组合物具体为：
100份三羟甲基丙烷油酸酯和加氢基础油混合物、0.8份受阻胺类抗氧剂、0.8份半受阻酚型抗氧剂、0.05份有机硫化物型抗磨剂、0.05份有机硫磷 化物型抗磨剂、0.1份苯骈三氮唑类抗腐蚀剂和0.01份有机硅型抗泡剂。
3.一种权利要求1~2任一项所述经济型合成难燃液压液组合物的制备方法，包括以下步骤：
将0.1~2份抗氧剂、0.01~1份抗腐蚀剂、0.01~3份抗磨剂、0.001~1份抗泡剂和93~100份基础油在温度不低于100℃，真空度不低于-0.09MPa，搅拌脱水时间不低于1.5h的条件下调和，得到经济型合成难燃液压液组合物。
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