一種水基液壓液組合物的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種水基液壓液組合物，包括：a>水基極壓抗磨多功能添加劑，其制備方法包括：（1）將至少含有一個羥基的脂肪酸酰胺與P2S5在80℃～120℃之間反應1h～8h生成硫磷酸；（2）將步驟（1）生成的硫磷酸與醇胺在50℃～90℃反應1h～6h制備得到；組分a占液壓液組合物總質量的1～15%；b>增粘劑，占液壓液組合物總質量的1～35%；c>油性劑,占液壓液組合物總質量的1～20%;d>水-乙二醇基礎液壓液，構成液壓液組合物的余量。本發明組合物降低了抗磨劑的加入量，具有優異的極壓、抗磨、抗腐蝕和防銹性能。
【專利說明】一種水基液壓液組合物
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種液壓液組合物，尤其涉及一種水基液壓液組合物。
【背景技術】
[0002]近年來隨著對生態環境的日益關注以及近年來原油價格的高漲，水基液壓液獲得了廣泛的應用，主要應用于冶金、機器制造、采礦、鑄造、塑料加工行業及軍事部門。我國自1980年以來，隨著引進設備的增多和國產設備用油規范化的要求，對水-乙二醇難燃液壓液的需求日益增多，尤其是在鋼鐵企業和機器制造行業。
[0003]美國、德國、日本等國對水基液壓液做了大量研究，特別是針對水-乙二醇液壓液發表了很多專利。美國Houghton公司、Olin公司、Quaker公司以及日本的Cosmo公司、歐洲的Teklube、BSF公司都有自己的專利和產品。
[0004]Houghton公司在KR 910010135中提供了一種水基液壓液的制備方法:用聚醚做為增粘劑，將烯基丁二酸酐與鏈烷醇胺的產物做為分散劑，使用二烷基二硫代磷酸鹽做為極壓抗磨劑，并且使用脂肪醇和乙二醇的混合物做為潤滑補強劑。
[0005]日本Cosmo公司的專利JP6271890通過加入一定量的聚氧丙烯脂肪酸酯使所制備的水-乙二醇液壓液具有優良的滾扎潤滑能力，能有效的防止滾軸點蝕。JP 4202598則通過加入0.05%~2.0%的磷酸單酯與聚乙二醇的復合物使得水-乙二醇液壓液能夠有效的控制滾軸搖擺現象的發生。
[0006]國內水基液壓液的研究開展的比較晚，從上世紀80年代開始，國內引進了大量使用水-乙二醇液壓液為介質的液壓設備，從而開始了對水基液壓液的研究工作。王祖安、龐重軍等人研制了低泡型水-乙二醇液壓液并對其性能進行了評價，并且提出了使用表觀油膜厚度做為評定液壓液潤滑性的新思路，并在專利CN 1286295中提供了一種高水基液壓液的制備方法。該液壓液具有添加劑用量少、抗磨潤滑性好的特點，經評定其性能優于國外同類產品。CN 101348747AXN 1367231A所披露的水-乙二醇液壓液組成的研制思路比較相近，都是采用聚醚做增粘劑、辛酸做潤滑劑、二乙醇胺和嗎啉做防銹劑，同時加入抗泡劑，只是制備工藝有所不同。周燦豐等人采用二聚酸鉀做為極壓抗磨劑、二甘醇做降凝劑制備了 KGY型水-乙二醇液壓液，實驗室研究和工業實踐表明，KGY抗燃性能好、低溫抗凝性能好、潤滑性能與N46抗磨液壓油相當，可以應用于我國寒區露天礦山設備的液壓系統之中。

【發明內容】

[0007]本發明提供了一種水基液壓液組合物。
[0008]本發明水基液壓液組合物包括:
[0009]a>水基極壓抗磨多功能添加劑，其制備方法包括:
[0010](I)將至少含有一個羥基的脂肪酸酰胺與P2S5在80°C~120°C之間反應Ih~8h生成硫磷酸；
[0011](2)將步驟 (1)生成的硫磷酸與醇胺在50°C~90°C反應Ih~6h制備得到；組分a占液壓液組合物總質量的I~15% ；
[0012]b>增粘劑，占液壓液組合物總質量的I~35% ；
[0013]c>油性劑，占液壓液組合物總質量的I~20%;
[0014]d>水-乙二醇基礎液壓液，構成液壓液組合物的余量。
[0015]所述組分a為水基極壓抗磨多功能添加劑，在其制備方法的步驟(1)中所述的脂肪酸酰胺是脂肪酸與醇胺發生N-?；磻目s合產物，所述脂肪酸含有ClO~C20之間的飽和或不飽和的烷基，優選C12~C18之間的烷基，最優選C12~C18之間的不飽和烷基，所述醇胺選自至少含有一個羥基的伯胺和/或仲胺，優選含有1-5個羥基的伯胺和/或仲胺，最優選乙醇胺和/或二乙醇胺，所述脂肪酸酰胺與所述P2S5的摩爾比在1:1與8:1之間，優選在2:1與4:1之間， 反應溫度優選在90°C~110°C之間，反應時間優選在2h~6h之間；
[0016]在組分a制備方法的步驟(2)中，所述的醇胺選自含有至少一個羥基的伯胺、仲胺和叔胺中的一種或多種，優選含有1-5個羥基的伯胺、仲胺和叔胺中的一種或多種，最優選乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的一種或多種，所述硫磷酸與所述醇胺的摩爾比在在
0.25:1與4:1之間，優選在0.5:1與2:1之間，反應溫度優選60 V~80°C，反應時間優選Ih ~4h。
[0017]組分a優選占液壓液組合物總質量的3~10%。
[0018]所述組分b增粘劑選自水溶性聚醚，例如聚乙二醇、聚烷氧基醇醚和聚環氧乙烷中的一種或多種，優選聚烷氧基醇醚，最優選聚氧乙烯聚氧丙烯醚，例如商品牌號為KE-1的聚氧乙烯聚氧丙烯醚。組分b優選占液壓液組合物總質量的5~30%。
[0019]所述組分c油性劑為由C10-C20脂肪酸與C2-C8醇胺反應得到的脂肪酸皂，所述C2-C8醇胺選自乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的一種或多種，所述油性劑優選由C12-C18脂肪酸與二乙醇胺和/或三乙醇胺反應得到的脂肪酸皂，可以選用月桂酸二乙醇胺、月桂酸三乙醇胺、棕櫚酸二乙醇胺、棕櫚酸三乙醇胺、油酸三乙醇胺、油酸二乙醇胺、硬脂酸三乙醇胺、硬脂酸二乙醇胺，最優選油酸三乙醇胺。組分e優選占液壓液組合物總質量的5~15%。
[0020]所述組分d為水-乙二醇基礎液壓液，其中水與乙二醇之間的質量比為1:2~2:1，優選1:1.5~1.5:1，所述的水優選去離子水和/或蒸餾水。
[0021]本發明水基液壓液組合物可以采用如下方法制備:
[0022]將組分a至組分d加入調和容器，在30~70°C下攪拌0.5~3h后得到。
[0023]本發明水基液壓液組合物可以通過調節增粘劑的加入量而得到不同黏度級別的產品。
[0024]本發明水基液壓液組合物中優選加入PH調節劑，選自有機堿和/或無機堿，所述有機堿選自C1-C8胺，例如甲胺、乙胺、乙二胺、三乙胺、丙胺、丁胺、戊胺和己胺中的一種或多種，優選C2-C6胺，最優選三乙胺，所述無機堿選自磷酸鹽和/或硼酸鹽，例如磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、硼砂中的一種或多種，優選磷酸鉀鹽和/或硼酸鈉鹽，最優選硼砂。所述PH調節劑占液壓液組合物總質量的0.1~1%，優選0.3~0.5%。
[0025]本發明水基液壓液組合物中優選加入防銹劑，選自C2-C8醇胺，例如甲醇胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺，優選乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的一種或多種，最優選二乙醇胺。所述防銹劑占液壓液組合物總質量的I~15%，優選3~10%。[0026]本發明水基液壓液組合物中優選加入腐蝕抑制劑，選自三唑衍生物、噻唑衍生物、噻二唑衍生物、嗎啡啉類衍生物和亞硝酸鹽中的一種或多種，包括苯三唑、苯并噻唑、甲苯基三唑、辛基三唑、2-巰基苯并噻唑、2，5- 二巰基-1，3，4-噻二唑、2-巰基-5-烴取代-1，3，4-噻二唑、2- 二巰基-5- 二硫代-1，3，4-噻二唑，N，N- 二己基氨基亞甲基苯三唑、2 —巰基苯并噻二唑、嗎啡啉、甲基嗎啡啉、亞硝酸鈉等。所述腐蝕抑制劑優選三唑衍生物，最優選苯三唑。所述腐蝕抑制劑占液壓液組合物總質量的0.05~0.5%，優選0.1~0.3%。
[0027]本發明水基液壓液組合物還可以加入其它種類的添加劑，如抗氧劑、分散劑等。
[0028]本發明還提供了一種提高液壓設備抗磨、抗腐及防銹性能的方法，其特征在于，將上述水基液壓液組合物加入到液壓設備中。
[0029]本發明的水基液壓液組合物降低了抗磨劑的加入量，具有優異的極壓、抗磨、抗腐蝕和防銹性能，特別適合作為水基液壓液，能夠滿足不同黏度級別的水-乙二醇難燃液壓液的要求。
【具體實施方式】
[0030]在本發明中除特別聲明外，各種含量均以質量分數表示。
[0031]本發明添加劑中硫、磷含量的測定采用ASTM D5185方法，氮含量的測定采用SH/T0224方法，碳含量的測定采用SH/T 0656方法。
[0032]所使用的原料如下:
[0033]油酸二乙醇胺，海安石油化工廠生產
[0034]水基抗磨劑二聚酸鉀、油酸，均來源于牡丹江日用化學廠
[0035]油酸三乙醇胺，上海高橋石油化工公司
[0036]聚氧乙烯聚氧丙烯醚，商品牌號為KE-1，大連廣匯科技有限公司生產
[0037]制備水基極壓抗磨多功能添加劑的實施例1
[0038]在裝有電動攪拌、回流管、溫度計的三口瓶中，將0.4mol油酸二乙醇胺和0.1mol五硫化二磷加熱至90°C，反應6h，然后降至常溫后加入0.2mol三乙醇胺，加熱至70°C反應
1.5h，從而制得產品A-L.產品A-1的硫含量為6.21%、磷含量為5.98%、氮含量為5.13%、碳含量為68.14%。
[0039]本發明添加劑包括多種結構的反應產物，下面列出了實例I中主反應的示例方程式:
[0040]步驟(1):
[0041]
【權利要求】
1.一種水基液壓液組合物，包括: a>水基極壓抗磨多功能添加劑，其制備方法包括: (1)將至少含有一個羥基的脂肪酸酰胺與P2S5在80°C~120°C之間反應Ih~8h生成硫磷酸； (2)將步驟(1 )生成的硫磷酸與醇胺在50°C~90°C反應Ih~6h制備得到；組分a占液壓液組合物總質量的I~15% ； b>增粘劑，占液壓液組合物總質量的I~35% ； c>油性劑，占液壓液組合物總質量的I~20%; d>水-乙二醇基礎液壓液，構成液壓液組合物的余量。
2.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述脂肪酸酰胺是脂肪酸與醇胺發生N-酰化反應的縮合產物，其中所述脂肪酸含有ClO~C20之間的飽和或不飽和的烷基，所述醇胺選自至少含有一個羥基的伯胺和/或仲胺。
3.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于，步驟(1)中所述脂肪酸酰胺與所述P2S5的摩爾比在1:1與8:1之間。
4.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于，步驟(2)中所述醇胺選自含有至少一個羥基的伯胺、仲胺和叔胺中的一種或多種。
5.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于，步驟(2)中所述硫磷酸與所述醇胺的摩爾比在0.25:1與4:1之間。
6.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述水基極壓抗磨多功能添加劑中硫含量的質量分數在5%~10%之間、磷含量的質量分數在2%~8%之間、氮含量的質量分數在3%~10%之間。
7.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述組分b增粘劑選自水溶性聚醚。
8.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述組分c油性劑為由C10-C20脂肪酸與C2-C8醇胺反應得到的脂肪酸皂。
9.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述組分d為水-乙二醇基礎液壓液，其中水與乙二醇之間的優選質量比為1:2~2:1。
10.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述組合物中加入PH調節劑，選自有機堿和/或無機堿，所述有機堿選自C1-C8胺，所述無機堿選自磷酸鹽和/或硼酸鹽。
11.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述組合物中加入防銹劑，選自C2-C8醇胺。
12.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述組合物中加入腐蝕抑制劑，選自三唑衍生物、噻唑衍生物、噻二唑衍生物、嗎啡啉類衍生物和亞硝酸鹽中的一種或多種。
13.一種提高液壓設備抗磨、抗腐及防銹性能的方法，其特征在于，將權利要求1-12之一所述的水基液壓液組合物加入到液壓設備中。
【文檔編號】C10N30/06GK103725365SQ201210389111
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年10月15日 優先權日:2012年10月15日
【發明者】魚鯤, 李云鵬 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院