一種用於高精密液壓件的無汙液壓油及其製備方法

2023-06-29 07:35:56

專利名稱：：一種用於高精密液壓件的無汙液壓油及其製備方法
技術領域：
：本發明涉及液壓油組合物及其製備方法，尤其涉及冷軋機組液壓系統使用的液壓油及其製備方法。
背景技術：
：冷軋機組液壓系統的工怍介質通常包括有液壓油和軋制工藝袖。目前市售的普通液壓油一般是由基礎油和添加劑組成的。其中基礎油為18-26碳的烷烴，佔總重量的60-90%，餘量為含有硫化烯烴油脂、硫化棉子油、甲基矽油的添加劑。軋機在工作過程中，液壓系統都或多或少地存在液壓油洩漏的情況。當碳組數高、清淨性差的液壓油洩漏到工藝油中，就會導致工藝油粘度、灰分變大等系列指標變化，從而導致堵塞伺服閥、縮短工藝油使用壽命等一系列問題。另外，軋制工藝油中混合有這類液壓油後，在軋制過程中還會出現液壓油被吸附在軋制材料表面(如鋁材表面)，由此產生痕跡，且退火後形成褐斑。孫萬有等工程師提供了一種解決問題的辦法(詳見《一重技術》1996年第2期p29)，即採用軋制工藝油作為液壓系統的工作介質。該軋制工藝油其中93%是煤油，其餘7%為多種添加劑。但由於軋制工藝油粘度相當低.潤滑性差.滲透性強，故導致了液壓件內洩嚴重、事故頻率增加、壽命明顯降低等問題。因此，如採用該方法就必須採用高質量的液壓件，否則液壓系統就無法正常運行。目前，為了避免液壓油汙染誰帶來的問題，許多研究人員都把研究的重點放在如何防護液壓油汙染方面。如王昌清等研究人員提出三大防護措施，即(一)在系統設計中的防護措施儘量少用液壓元件，合理選用液壓閥和密封元件，減少管路的連接及滲漏；儘量不用或少用彎管及彎頭，選用連接牢靠，密封性能良好，易於裝配的管接頭，防止液壓泵吸油時巻吸空氣和回油流入油箱攪動油麵使油液混入空氣，以免產生氣蝕和加速液壓油氧化變質；油箱設計要使回油管和進油管的距離儘可能的遠，最好用隔板隔開，以提高油液的散熱效果，保證有足夠的時問去分離空氣，沉澱產生的汙染物；在油箱上設計空氣濾清器，以免液壓傳動系統工作時吸入含有灰塵砂粒等汙染物的空氣而汙染油液；過濾器後端應設計熱交換裝置及油溫計，及時控制油溫，防止液壓油的氧化變質；(二)在使用前的防護措施避免汙染物侵入配件；對液壓元件及零件進行徹底清洗；(三)在使用維修時的防護措施。(詳見王昌濟等液壓油汙染及其防護《通用機械》，2008年第5期)。從上述論文中可以看出，通過防護手段控制液壓油汙染涉及到方方面面，而且對各方面的要求都非常嚴格。因此實行起來難度很大。
發明內容本發明的目的就是要提供一種抗汙能力強、與軋制工藝油有良好相溶性、具有良好的退火性的液壓油。同時提供一種該液壓油的製備方法。本發明的目的是這樣實現的本發明所提供的適用於高精密液壓件的無汙液壓油，它包括以下質量百分比的組分12-14碳飽和烷烴3065%;12-14碳高級脂肪酸與多元醇的合成酯1035%;高分子聚合物1035%;硫磷鋅鹽0.052°/。；胺鹽0.051.5%;上述12-14碳飽和烷烴可選用市售的D65混合飽和烷烴、D80異構飽和烷烴、D90混合飽和垸烴、D95混合飽和垸烴、D100正構飽和垸烴等產品。高分子聚合物可選用二聚酸、聚丁烯、聚丙烯、乙丙共聚物、聚異丁烯其中的任意一種或其兩種以及兩種以上的混合物。12-14碳的高級脂肪酸與多元醇的合成酯可選用市購的合成酯，如季戊四醇複合酯、三羥甲基丙烷棕櫚酯、三羥甲基丙烷複合酯、三羥甲基丙烷椰子油酸酯、季戊四醇椰子油酸酯等。也可用本發明方法所製備的合成酯。硫磷鋅鹽可選用硫磷丁辛基鋅鹽、硫磷伯仲醇基鋅鹽、硫磷雙辛基鹼性鋅鹽、硫磷仲醇基鋅鹽中的任意一種或其兩種以及兩種以上的混合物。胺鹽可選用苯三唑脂肪胺鹽、氨基丙醇、丁二醯亞胺、丁基二苯胺、辛基二苯胺、二異辛基二苯胺中的任意一種或其兩種以及兩種以上的混合物；為進一步提高本發明的有益效果，在上述組分中可加入環氧化合物0.053%、磷酸酯類化合物0.056%，以在已有的效果中進一步增強液壓油的抗氧化效果。也可在上述組分中可加入硫化脂肪酸酯0.054%;多烯基有機酸0.052.5%;以在已有的效果中進一步降低液壓油的粘度。環氧化合物可選用環氧大豆油、環氧甲酯、環氧丁酯、環氧丙酯中的任意一種或其兩種以及兩種以上的混合物；磷酸酯類化合物可選用亞磷酸三丁酯、磷酸三甲酚酯、硫代磷酸三苯酯、亞磷酸二正丁酯、卵磷脂、硫磷型含氮衍生物中的任意一種或其兩種以及兩種以上的混合物。為了提供效果更優的本發明所述的液壓油，本發明所述的胺鹽優選氨基丙醇、二異辛基二苯胺、丁基二苯胺中的一種；硫磷鋅鹽優選硫磷丁辛基鋅鹽、硫磷伯仲醇基鋅鹽、硫磷雙辛基鹼性鋅鹽中的一種；環氧化合物優選環氧大豆油、環氧甲酯、環氧丁酯中的一種；磷酸酯類化合物優選磷酸三甲酚酯、亞磷酸二正丁酯中的一種；在本發明組分中最好包括以下質量百分比的組分硫化脂肪酸酯0.054%、多烯基有機酸0.052.5%。在本發明中加入硫化脂肪酸酯、多烯基有機酸，可進一步降低本發明液壓油的粘度。其中硫化脂肪酸酯可選用硫化脂肪酸甲酯、硫化季戊四醇酯、硫化三羥甲基丙烷酯中的任意一種或其兩種以及兩種以上的混合物。多烯基有機酸可選用十二烯基丁二酸、烯基丁二酸酯、正油烯基肌氨酸中的任意一種或其兩種以及兩種以上的混合物。本發明所提供的上述液壓油的製備方法為a、製備12-14碳的高級脂肪酸與多元醇的合成酯.12-14碳的高級脂肪酸與多元醇按照6078:4022的質量份比，加入催化量的催化劑，在惰性氣體保護下，在15025(TC溫度下，反應28小時，生成合成酯備用；12-14碳的高級脂肪酸可選用月桂酸，椰子油酸。多元醇可選用P碳不含H的多元醇、甘油、三羥甲基乙烷、季戊四醇、木糖醇、山梨醇中的任意一種；b、稱取以下質量百分比的組分12-14碳的飽和烷烴3065%;12-14碳的高級脂肪酸與多元醇的合成酯1035%;高分子聚合物1035°/。；硫磷鋅鹽0.052°/。；胺鹽0.051.5%;c、將合成酯與12-14碳的飽和烷烴混合後，緩緩加入高分子聚合物、硫磷鋅鹽、胺鹽化合物。本發明製備方法中的催化劑為酯化反應催化劑，可選用苯磺酸基分子篩、對甲基苯磺酸、濃硫酸、磷酸酯中的任意一種。其優選對甲基苯磺酸或磷酸酯。本發明方法中的催化劑量一般為12-14碳的高級脂肪酸用量的0.10.5%。本發明的創新之處在於，以12-14碳的飽和烷烴與12-14碳的高級脂肪酸與多元醇的合成酯構成基礎油，再加入適宜的添加劑，並通過選定適宜的配比，由此構成具有良好的耐高溫、抗氧化、抗分解性能的液壓油。本發明所提供的液壓油與軋制工藝油具有良好的互溶性，不僅潤滑性能夠得到保證，而且由於其碳數組成低，清淨性好，當其洩漏到工藝油當中(洩漏比率達到25%)，也不會對金屬製品軋後和退火後板面清淨性造成不良影響。本發明所提供的液壓油，用理化參數表徵時，其硫含量《5ppm、芳烴含量《0.5%、閉口閃點100。C110。C。本發明所提供的液壓油還可有效延長工藝油的使用壽命。本發明的有益效果通過以下實驗和數據測試得到了驗證。本發明所提供的液壓油與普通液壓油的退火模擬對比實驗實驗設備採用德國ABAKUS顆粒測量分析儀；檢測標準NAS1638。材料實驗用油為本發明實施例1、實施例2所提供的液壓油；對比例1用油為市購的N32型號的HM液壓油；對比例2用油為市購的N46型號的HM液壓油。實驗方法將實驗用油以及普通液壓油分別與軋制工藝油按照15%、5%的比例混合後，放入帶蓋的鋁盒中(鋁盒直徑75mm，深度12—18mm，蓋上鑽有3個0lmm孔，孔間距2.09rad，並位於距邊部2cm內)，然後置於熱處理爐內，在345'C溫度下保溫1小時。用於判定軋機鋁產品在熱處理過程中軋制油的汙染性能。最後根據鋁盒的底部表面，觀察並判定油品的汙染性。顏色越淺代表油品汙染性越小，顏色越重代表油品汙染性越大。實驗結果-圖1是實施例1所提供的液壓油與對比例1所提供的液壓油與軋制工藝油按照15%的比例混合後進行退火後鋁製品表面汙染試驗對比圖。圖2是實施例2所提供的液壓油與對比例1所提供的液壓油與軋制工藝油按照5%的比例混合後進行退火後鋁製品表面汙染試驗對比圖。圖3是實施例3所提供的液壓油與對比例2所提供的液壓油與軋制工藝油按照15%的比例混合後進行退火後鋁製品表面汙染試驗對比圖。圖4是實施例4所提供的液壓油與對比例2所提供的液壓油與軋制工藝油按照5%的比例混合後進行退火後鋁製品表面汙染試驗對比圖。上述所有圖中，上邊一行排列的是實驗用油與軋制工藝油混合後熱處理的鋁盒的底部表面。下邊一行排列的是對比用油與軋制工藝油混合後熱處理的鋁盒的底部表面。通過圖的對比可以看出，本發明所提供的液壓油當與工藝油混合後不會對退火後鋁製品表面產生汙染。而普通液壓油與工藝油混合後對退火後鋁製品表面汙染嚴重。通過以下物理參數測試，證明了本發明所提供的液壓油具有良好的潤滑性、同時具有抗氧化、抗分解、耐高溫的特點，並可有效延長工藝油的使用壽命。測試方法按照GB/T265、GB/T1995、GB/T3142、GB/T5096、NAS1638、GB/T267標準之規定。測試物實施例1、實施例2所提供的液壓油；對比例l:市購的N32型號的HM液壓油。對比例2:市購的N46型號的HM液壓油。測試結果見表l:表l:tableseeoriginaldocumentpage9在上述參數中，粘度指數越大，表明油品粘溫性能越好，等級越高。油膜強度越大，表明油品潤滑性能越好，更能降低液壓系統磨損。退火油斑越小，表明油品清淨性能越好，對工藝油汙染越小。油精密等級數量越小，表明油品顆粒數越小，大大降低伺服閥堵塞機率。具體實施例方式以下具體實施例用於對本發明作進一步的闡述，但不以任何形式限制本發明。實施例1(1)將椰子油酸60kg，與三羥甲基乙烷40kg，加入0.06kg磷酸酯催化劑，在惰性氣體保護下在15(TC溫度下，反應4小時，生成合成酯備用。(2)稱取D65混合飽和烷烴52kg，上述合成酯10kg，聚丁烯30kg,硫磷伯仲醇基鋅鹽1.5kg，氨基丙醇1.5kg，環氧甲酯0.5kg，磷酸三甲酚酯2kg，硫化季戊四醇酯lkg，硫化三羥甲基丙垸酯lkg，十二烯基丁二酸0.5kg。(3)將D65混合飽和烷烴和上述合成酯加到反應釜中，溫度控制6070°C，緩慢加入聚丁烯和其他原料調配成的母液，攪拌時間8小時。中控合格後，過濾，測精密等級，合格後，抽入到成品罐中。實施例2:D80異構飽和烷烴40kg;三羥甲基丙烷棕櫚酯35kg;聚異丁烯21.5kg，硫磷仲醇基鋅鹽2kg;丁二醯亞胺1.5kg;將D80異構飽和烷烴和三羥甲基丙烷棕櫚酯加到反應釜中，溫度控制607CTC，緩慢加入高分子聚合物(聚異丁烯)和其他原料調配成的母液，攪拌時間8小時。中控合格後，過濾，測精密等級，合格後，抽入到成品罐中。實施例3:(1)月桂酸78kg與烯基丁二酸酯22kg混合，加入濃硫酸催化劑0.39kg，在惰性氣體保護下，在25(TC溫度下，反應8小時，生成合成酯備用。(2)稱取D100正構飽和垸烴65kg;上述合成酯12kg;二聚酸13.9kg，硫磷雙辛基鹼性鋅鹽0.05kg;苯三唑脂肪胺鹽0.05kg;環氧大豆油3kg、硫代磷酸三苯酯6kg。(3)D100正構飽和垸烴和合成酯放到反應釜中，溫度控制6(TC，緩慢加入二聚酸和其他原料調配成的母液，攪拌時間8小時。中控合格後，過濾，測精密等級，合格後，抽入到成品罐中。實施例4稱取D90混合飽和烷烴45kg;季戊四醇複合酯13kg;聚異丁烯35kg;硫磷仲醇基鋅鹽lkg;辛基二苯胺鹽lkg;環氧丙酯3kg、亞磷酸三丁酯2kg。製備方法參照實施例2。實施例5D95混合飽和烷烴32kg，季戊四醇椰子油酸酯34.5kg，聚丙烯25kg，硫磷伯仲醇基鋅鹽1.5kg，硫磷丁辛基鋅鹽0.3kg，氨基丙醇1.5kg，環氧甲酯0.5kg，磷酸三甲酚酯0.8kg，硫化季戊四醇酯lkg，硫化三羥甲基丙烷酯lkg，十二烯基丁二酸酯0.5kg，烯基丁二酸酯lkg，亞磷酸二正丁酯0.4kg。製備方法參照實施例2。上述實施例並非本發明具體實施例的全部。在本發明所述液壓油的原料組分及配比範圍，參照實施例l-2所述方法，均可製備出本發明所述的液壓油。權利要求1、一種用於高精密液壓件的無汙液壓油，其特徵在於它包括以下質量百分比的組分12-14碳的飽和烷烴30～65％、12-14碳的高級脂肪酸與多元醇的合成酯10～35％、高分子聚合物10～35％、硫磷鋅鹽0.05～2％、胺鹽0.05～1.5％。2、根據權利要求l所述的用於高精密液壓件的無汙液壓油，其特徵在於它還包括有環氧化合物0.053°/。；磷酸酯類化合物0.056%。3、根據權利要求1或2所述的用於高精密液壓件的無汙液壓油，其特徵在於所述的硫磷鋅鹽為硫磷丁辛基鋅鹽、硫磷伯仲醇基鋅鹽、硫磷雙辛基鹼性鋅鹽、硫磷仲醇基鋅鹽中的任意一種。4、根據權利要求1或2所述的用於高精密液壓件的無汙液壓油，其特徵在於所述的胺鹽為氨基丙醇、二異辛基二苯胺、丁基二苯胺中的任意一種。5、根據權利要求1或2所述的用於高精密液壓件的無汙液壓油，其特徵在於所述的高分子聚合物為二聚酸、聚丁烯、聚丙烯、乙丙共聚物、聚異丁烯中的任意一種。6、根據權利要求1或2所述的用於高精密液壓件的無汙液壓油，其特徵在於所述的多元醇為甘油、三羥甲基乙烷、木糖醇中的任意一種。7、根據權利要求1或2所述的用於高精密液壓件的無汙液壓油，其特徵在於所述的環氧化合物為環氧大豆油、環氧甲酯、環氧丁酯中的一種；磷酸酯類化合物為磷酸三甲酚酯、亞磷酸二正丁酯中的一種。8、根據權利要求1或2所述的用於高精密液壓件的無汙液壓油，其特徵在於所述的組分中還有硫化脂肪酸酯0.054%、多烯基有機酸0.052.5%。9、權利要求l所述液壓油的製備方法，其特徵在於它包括以下步驟a、製備12-14碳的高級脂肪酸與多元醇的合成酯12-14碳的高級脂肪酸與多元醇按照6078:4022的質量份比，加入催化量的催化劑，在惰性氣體保護下，在15025(TC溫度下，反應28小時，生成合成酯備用；b、稱取以下質量百分比的組分12-14碳的飽和烷烴3065%;12-14碳的高級脂肪酸與多元醇的合成酯1035%;高分子聚合物1035%;硫磷鋅鹽0.052%;胺鹽0.051.5%;c、將合成酯與12-14碳的飽和烷烴混合後，緩緩加入高分子聚合物、硫磷鋅鹽、胺鹽化合物。10、根據權利要求9所述液壓油的製備方法，其特徵在於所述的催化劑為甲基苯磺酸或磷酸酯。全文摘要本發明公開了一種用於高精密液壓件的無汙液壓油及其製備方法，它包括以下質量百分比的組分12-14碳的飽和烷烴30～65％、12-14碳的高級脂肪酸與多元醇的合成酯10～35％、高分子聚合物10～35％、硫磷鋅鹽0.05～2％、胺鹽0.05～1.5％。製備方法為首先製備製備合成酯；然後再將合成酯與12-14碳的飽和烷烴混合後，緩緩加入高分子聚合物、硫磷鋅鹽、胺鹽化合物。本發明所提供的液壓油與軋制工藝油具有良好的互溶性，不僅潤滑性能夠得到保證，而且由於其碳數組成低，清淨性好。文檔編號C10M161/00GK101586054SQ200910074279公開日2009年11月25日申請日期2009年4月30日優先權日2009年4月30日發明者峰丁,浩丁,周增強,周志剛,李學兵,甄國芬申請人:石家莊新泰特種油有限公司