水-二醇液压流体组合物及其辅助添加剂的制作方法
1.本发明涉及一种水-二醇液压流体组合物及其辅助添加剂。
背景技术：
2.液压流体用作在液压设备中传输动力的介质。石油基液压流体被广泛使用，并且通常使用的普通液压流体使用矿物油基基础油，诸如高度精炼的石蜡基基础油。
3.然而，因为在例如炼钢厂中使用的液压设备、铝压铸机和挤出机在高温和高压处操作，所以存在很高的火灾风险。为了避免火灾的危险，在该设备中使用水-二醇液压流体作为液压流体，而不是使用矿物油作为基础油的液压流体。
4.当使用水基液压流体时，需要进行防锈，使得液压操作可以顺利地进行并且可以延长液压设备的使用寿命。特别地，必须添加挥发性碱性防锈剂，使得不与液压流体接触的墙壁表面和天花板表面不会生锈。此外，虽然水-二醇液压流体具有优异的性能，但由于ph下降和氧化，它们的性能在使用期间劣化。因此，例如在jp 3233490 b2中，通过例如将具有特定结构的聚氧化亚烷基二醇二醚化合物、聚氧化亚烷基二醇单醚化合物、聚氧化亚丙基二醇单醚化合物和脂肪酸盐添加到水中而获得的水基液压流体组合物用于改善ph降低抑制和氧化稳定性方面的性能。
5.水-二醇液压流体包含水和二醇作为主要组分，但是在使用这些液压流体的液压设备中出现了一种现象，其中这些液压流体的水在使用期间蒸发。液相或气相防锈剂通常用作水-二醇液压流体中的添加剂，但该添加剂在使用过程中与水一起蒸发，因此水-二醇液压流体的性能可能超过它们的合适范围。
6.在这种情况下，通常的做法是添加辅助添加剂，以保持水-二醇液压流体的性能并将液压流体的性能保持在适当的范围内。
7.因此，本发明的一个目的是改善液压设备中使用的水-二醇液压流体的性能，并获得能够有效保持气相防锈性能的辅助添加剂。
技术实现要素：
8.本发明提供了一种水-二醇液压流体，所述水-二醇液压流体包含20质量％-60质量％的水和20质量％-60质量％的二醇，剩余部分为例如脂肪酸基润滑剂、碱性氢氧化物、增稠剂、防腐剂和消泡剂，以使总量达到100质量％。作为为解决该问题而进行的广泛研究的结果，本发明人和其他人发现使用特定的链烷醇胺化合物可以显著改善水-二醇液压流体的气相防锈性能，并且该链烷醇胺化合物可以用作有效的辅助添加剂。
9.在本发明中，将由以下通式表示的链烷醇胺化合物共混于水-二醇液压流体中
10.11.在通式中，r1和r2是具有1个至8个碳原子的烃基基团，并且r3是具有2个或更多个碳原子的烃基基团。该链烷醇胺化合物也用作水-二醇液压流体中的辅助添加剂。
附图说明
12.图1是用于说明本发明中用于进行气相防锈测试的装置的图。
具体实施方式
13.在本发明中，通过添加特定的链烷醇胺化合物，可以获得具有优异防锈性能的水-二醇液压流体。此外，当用于液压设备中的水-二醇液压流体中的水蒸发并且该链烷醇胺化合物用作辅助添加剂时，随着水的蒸发而下降的水-二醇基工作液体的气相防锈性能可以恢复到最初的性能水平。
14.本发明的链烷醇胺化合物由以下通式(1)表示
[0015][0016]
此处，r1和r2表示具有1个至8个碳原子，优选1个至4个碳原子，并且更优选3个或4个碳原子的烃基基团。r1和r2可以具有相同数目的碳原子或不同数目的碳原子。然而，通常优选相同数量的碳原子。r3是具有2个或更多个碳原子的烃基基团。然而，因为化合物的水溶性往往会随着碳原子数的增加而降低，所以优选2-4个碳原子。
[0017]
这些链烷醇胺化合物的示例包括n,n-二甲基氨基乙醇、n,n-二乙基氨基乙醇、n,n-二丙基氨基乙醇、n,n-二丁基氨基乙醇、n,n-二戊基氨基乙醇、n,n-二己基氨基乙醇、n,n-二庚基氨基乙醇、n,n-二辛基氨基乙醇、n,n-二甲基氨基丙醇、n,n-二乙基氨基丙醇、n,n-二丙基氨基丙醇、n,n-二丁基氨基丙醇、n,n-二戊基氨基丙醇、n,n-二己基氨基丙醇、n,n-二庚基氨基丙醇、n,n-二辛基氨基丙醇、n,n-二甲基氨基丁醇、n,n-二乙基氨基丁醇、n,n-二丙基氨基丁醇、n,n-二丁基氨基丁醇、n,n-二庚基氨基丁醇、n,n-二己基氨基丁醇、n,n-二庚基氨基丁醇、n,n-二辛基氨基丁醇、n-丁基(n-戊基)氨基乙醇、n-丁基(n-己基)氨基乙醇、n-丁基(n-庚基)氨基乙醇、n-丁基(n-戊基)氨基丙醇、n-丁基(n-己基)氨基丙醇和n-丁基(n-庚基)氨基丙醇。添加这些链烷醇胺化合物，使得jis k2234-1994中规定的水-二醇液压流体的碱储量为10-25，优选15-23并且更优选18-21。这些链烷醇胺化合物的20℃密度优选为0.86至0.89。当密度超过0.89时，相对于碱储量，挥发性降低并且气相防锈性能下降。
[0018]
这些链烷醇胺化合物用于水-二醇液压流体中，并且对水-二醇液压流体的组成没有特别的限制。然而，以下组成是优选的。相对于总量100质量％，水为20质量％-60质量％，优选30质量％-50质量％，脂肪酸基润滑剂为0.6质量％-1.2质量％，碱性氢氧化物化合物为0.01质量％-0.12质量％，并且二醇为20质量％-60质量％。
[0019]
二醇的示例包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、二乙二醇、二丙二醇、二丁二醇、二己二醇、三亚甲基二醇、三乙二醇和三丙二醇。这些二醇可以单独使用，或者以两种或多种的混合物形式使用。优选使用丙二醇或二丙二醇。相对于水-二醇液压流体组合物的总质
量，使用的二醇的量为20质量％-60质量％，并且更优选30质量％-50质量％。
[0020]
脂肪酸基润滑剂的示例包括饱和脂肪酸如癸酸、十一烷酸、月桂酸、十三烷酸、肉豆蔻酸、十五烷酸、棕榈酸、十七烷酸和硬脂酸，以及不饱和脂肪酸如油酸、亚油酸和亚麻酸。也可以使用这些脂肪酸的钠盐。示例包括癸酸钠、十一碳烯酸钠、月桂酸钠、十三碳烯酸钠、肉豆蔻酸钠、十五碳酸钠、棕榈酸钠、十七烷酸钠、硬脂酸钠、油酸钠、亚油酸钠和亚麻酸钠。
[0021]
还有芳族脂肪酸和二聚脂肪酸。二聚脂肪酸是含有c36二羧酸的二元酸的液体脂肪酸，其通过含有作为主要组分的植物脂肪或油的c18不饱和脂肪酸的二聚而产生，而且还含有一元酸和三元酸。这些脂肪酸、脂肪酸的钠盐和二聚脂肪酸可以单独使用或以两种或多种的混合物形式用作脂肪酸基润滑剂。
[0022]
碱性氢氧化物化合物的示例包括氢氧化钾和氢氧化钠。适当时，这些可以单独使用或一起使用。相对于组合物的总质量，碱性氢氧化物化合物的量为0.01质量％-0.12质量％，并且更优选0.04质量％-0.06质量％。
[0023]
特定的磷酸酯化合物可以用作抗磨剂。该磷酸酯具有以下结构
[0024][0025]
在该式中，r4和r5可以相同或不同并且表示氢原子或具有1个至30个碳原子的烃基基团，r6表示具有1个至20个碳原子的烃基基团，r7表示氢原子或具有1个至30个碳原子的烃基基团，并且x1、x2、x3和x4可以相同或不同并且表示氧原子或硫原子。
[0026]
如果需要，通常使用的添加剂可以包含水-二醇液压流体中。示例包括增稠剂、润滑剂、金属钝化剂、防磨剂、极压剂、分散剂、金属洗涤剂、摩擦改性剂、腐蚀抑制剂、抗乳化剂和消泡剂。这些添加剂可以单独使用或彼此结合使用。此处，可以使用水-二醇液压流体的添加剂包。
[0027]
当使用水-二醇液压流体时，上述链烷醇胺化合物可以用作辅助添加剂。当使用新的水-二醇液压流体时，水蒸发，添加剂与水一起蒸发，并且气相防锈性能下降。确定水-二醇液压流体的气相防锈性能的一种方法是测量jis k2234-1994中规定的碱储量。这里，将上述链烷醇胺化合物作为辅助添加剂添加到水-二醇液压流体中，直到初始链碱储量恢复。当保持气相防锈性能时，水-二醇液压流体可以长期稳定使用。
[0028]
在上面列出的链烷醇胺化合物中，二甲基乙醇胺和二乙基二乙醇胺已被指定为有毒物质，因此在处理它们时需要严格控制。因此，当用作辅助添加剂时，r1和r2最优选是3个或4个碳原子。这使得辅助添加剂的处理变得容易，并且液压设备中的液压流体可以由现场工人安全地补充。
[0029]
实施例
[0030]
现在将参考以下非限制性实施例和比较例详细描述含有本发明的链烷醇胺化合物的水-二醇液压流体。
[0031]
上述“碱储量”是通过使用jis k2234-1994中规定的碱储量测量方法测量水-二醇液压流体中的碱性组分来确定的。碱储量表示将ph调节至5.5并中和10ml样品油中的碱性组分所需的0.1n盐酸(ml)的量。
[0032]
实施例1
[0033]
通过将1.90质量％的作为链烷醇胺化合物的n,n-二丁基氨基乙醇、37.73质量％的作为二醇的丙二醇、16.10质量％的作为增稠剂的水溶性聚合物、总量为0.80质量％的作为脂肪酸润滑剂的等量二聚脂肪酸和月桂酸、0.06质量％的作为碱性氢氧化物化合物的氢氧化钠、1.57质量％的其他添加剂如腐蚀抑制剂和消泡剂以及41.84质量％的水彻底混合在一起来获得水-二醇液压流体。根据jis k2234-1994获得的碱储量为20。40℃运动粘度为46mm2/s并且ph为11。此处使用的n,n-二丁基氨基乙醇具有173的分子量、0.860的20℃密度、90℃的闪点以及226℃的沸点。
[0034]
实施例2
[0035]
通过将1.00质量％的作为链烷醇胺化合物的n,n-二甲基氨基乙醇、38.63质量％的二醇、16.10质量％的增稠剂、0.80质量％的脂肪酸润滑剂、0.06质量％的碱性氢氧化物化合物、1.57质量％的其他添加剂和41.84质量％的水彻底混合在一起来获得水-二醇液压流体。根据jis k2234-1994获得的碱储量为20，并且40℃运动粘度为46mm2/s。此处使用的n,n-二甲基氨基乙醇具有89的分子量、0.888的20℃密度、40℃的闪点以及134℃的沸点。
[0036]
比较例1
[0037]
通过将1.40质量％的作为链烷醇胺化合物的n-乙基二乙醇胺、38.63质量％的二醇、16.10质量％的增稠剂、0.80质量％的脂肪酸润滑剂、0.06质量％的碱性氢氧化物化合物、1.57质量％的其他添加剂和41.84质量％的水彻底混合在一起来获得水-二醇液压流体。根据jis k2234-1994获得的碱储量为20，并且40℃运动粘度为46mm2/s。此处使用的n-乙基二乙醇胺具有133的分子量、1.07的20℃密度、124℃的闪点以及251℃的沸点。
[0038]
比较例2
[0039]
通过将1.00质量％的作为链烷醇胺化合物的n-甲基乙醇胺、38.63质量％的二醇、16.10质量％的增稠剂、0.80质量％的脂肪酸润滑剂、0.06质量％的碱性氢氧化物化合物、1.57质量％的其他添加剂和41.84质量％的水彻底混合在一起来获得水-二醇液压流体。根据jis k2234-1994获得的碱储量为20，并且40℃运动粘度为46mm2/s。此处使用的n-乙基二乙醇胺具有75的分子量、0.940的20℃密度、73℃的闪点以及156℃的沸点。
[0040]
比较例3
[0041]
通过将1.00质量％的作为链烷醇胺化合物的2-乙基氨基乙醇、38.23质量％的二醇、16.10质量％的增稠剂、0.80质量％的脂肪酸润滑剂、0.06质量％的碱性氢氧化物化合物、1.57质量％的其他添加剂和41.84质量％的水彻底混合在一起来获得水-二醇液压流体。根据jis k2234-1994获得的碱储量为20，并且40℃运动粘度为46mm2/s。此处使用的2-乙基二氨基乙醇具有117的分子量、0.918的20℃密度、77℃的闪点以及199℃的沸点。
[0042]
比较例4
[0043]
通过将1.23质量％的作为链烷醇胺化合物的单正丁基乙醇胺、38.40质量％的二醇、16.10质量％的增稠剂、0.80质量％的脂肪酸润滑剂、0.06质量％的碱性氢氧化物化合物、1.57质量％的其他添加剂和41.84质量％的水彻底混合在一起来获得水-二醇液压流体。根据jis k2234-1994获得的碱储量为20，并且40℃运动粘度为46mm2/s。此处使用的n-单正丁基乙醇胺具有117的分子量、0.893的20℃密度、77℃的闪点以及199℃的沸点。
[0044]
比较例5
[0045]
通过将39.63质量％的二醇、16.10质量％的增稠剂、0.80质量％的脂肪酸润滑剂、0.06质量％的碱性氢氧化物化合物、1.57质量％的其他添加剂和41.84质量％的水彻底混合在一起来获得水-二醇液压流体。因为不包括链烷醇胺化合物，根据jis k2234-1994获得的碱储量为9，并且40℃运动粘度为46mm2/s。
[0046]
测试
[0047]
实施例和比较例的气相防锈性能评价如下。
[0048]
气相防锈测试
[0049]
如图1所示，在jis k2514-2中的涡轮机油氧化稳定性测试中使用的高600mm并且外径50mm的硬质玻璃试管中添加100g的实施例或比较例中的水-二醇液压流体，并且在该试管的上方和下方悬挂两个80
×
30
×
2mm的一般结构用轧制钢试样(ss-400)。将试管顶部的开口用冷却器覆盖，将试管的底部置于50℃的恒温浴中，并在使试管静置200小时后目视确认试件上是否存在锈蚀。
[0050]
评估标准：
[0051]
在两个试件上均未观察到生锈合格
[0052]
在一个或两个试件上观察到生锈
……
不合格
[0053]
测试结果如表1中所示。在表1所示的实施例1和实施例2中，包含烷醇胺化合物，使得碱储量为20.0。在任一实施例中进行的气相防锈测试中未观察到生锈，并且均获得合格结果。
[0054]
表1
[0055] 实施例1实施例2n,n-二丁基氨基乙醇1.90 n,n-二甲基氨基乙醇 1.00二醇37.7338.63增稠剂16.1016.10脂肪酸润滑剂0.800.80碱性氢氧化物化合物0.060.06其他添加剂1.571.57水41.8441.84碱储量20.020.0气相防锈测试合格合格
[0056]
在表2所示的比较例5中，不包含链烷醇胺化合物，使得碱储量低至9.0，在气相防锈测试中观察到生锈，并且获得不合格结果。在比较例2至比较例4中，包含链烷醇胺化合物，使得碱储量为20.0，但是链烷醇胺化合物不是根据本发明的二烷基氨基链烷醇，因此在气相防锈测试中观察到生锈，并且获得不合格结果。
[0057]
表2
[0058] 比较例1比较例2比较例3比较例4比较例5n-乙基二乙醇胺1.40
ꢀꢀꢀꢀ
n-甲基乙醇胺 1.00
ꢀꢀꢀ
2-乙基氨基乙醇
ꢀꢀ
1.00
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单正丁基乙醇胺
ꢀꢀꢀ
1.23 二醇38.2338.6338.6338.4039.63增稠剂16.1016.1016.1016.1016.10脂肪酸润滑剂0.800.800.800.800.80碱性氢氧化物化合物0.060.060.060.060.06其他添加剂1.571.571.571.571.57水41.8441.8441.8441.8441.84碱储量20.020.020.020.09.0气相防锈测试不合格不合格不合格不合格不合格
技术特征：
1.一种水-二醇液压流体组合物，所述水-二醇液压流体组合物包含根据通式(1)的链烷醇胺化合物，其中所述水-二醇液压流体组合物包含20质量％-60质量％的水、20质量％-60质量％的二醇、0.6质量％-1.2质量％的脂肪酸润滑剂和0.01质量％-0.06质量％的选自氢氧化钾和/或氢氧化钠的碱性氢氧化物化合物，并且具有10-25的碱储量，其中r1和r2是具有1个至8个碳原子的烃基基团，并且r3是具有2个或更多个碳原子的烃基基团。2.根据权利要求所述的水-二醇液压流体组合物，其中根据通式(1)的所述链烷醇胺是n,n-二丁氨基乙醇。3.一种用于调节水-二醇液压流体组合物的碱储量的方法，所述方法包括将包含通式(1)的链烷醇胺的辅助添加剂添加到水-二醇液压流体中，以在使用过程中将所述水-二醇液压流体组合物的所述碱储量调节至10-25其中r1和r2是具有1个至8个碳原子的烃基基团，并且r3是具有2个或更多个碳原子的烃基基团。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述链烷醇胺是n,n-二丁氨基乙醇。
技术总结
本发明提供一种水-二醇液压流体组合物，所述水-二醇液压流体组合物包含根据通式(1)的链烷醇胺化合物，其中所述水-二醇液压流体组合物包含20质量％-60质量％的水、20质量％-60质量％的二醇、0.6质量％-1.2质量％的脂肪酸润滑剂和0.01质量％-0.06质量％的选自氢氧化钾和/或氢氧化钠的碱性氢氧化物化合物，并且具有10-25的碱储量，其中R1和R2是具有1个至8个碳原子的烃基基团，并且R3是具有2个或更多个碳原子的烃基基团。个或更多个碳原子的烃基基团。
