煤矿井下用水-乙二醇难燃液压液的研制

　　随着现代液压设备向高压、高速、高温和大容量方向发展,液压介质在使用时,从管线、泵和阀门等部位泄漏的可能性也增大。传统的矿物油型液压油是易燃的,在接近高温和火源的液压设备中使用容易引发火灾事故。因此,研究一种可替代液压油的难燃液压液,解决因油品的喷溅、泄漏引起的火灾事故,对于确保煤矿井下安全,意义重大。

　　1　水-乙二醇难燃液压液

　　水-乙二醇难燃液压液已有近50年的工业应用历史[1],是国际上冶金、铸造、化工等行业液压设备普遍采用的一种介质。但是,煤矿井下工况条件较复杂,现有的水-乙二醇难燃液产品不能直接用于煤矿井下。因此,需要研制适用于煤矿井下的水-乙二醇难燃液产品。

　　1·1　水-乙二醇难燃液压液产品标准

　　我国于2008年颁布了水-乙二醇难燃液产品的相关标准,即GB/T21449-2008,水-乙二醇型(HFC)难燃液压液包括4个黏度级别,产品主要性能指标如表1所示。

　　1·2　研究目标与拟解决的关键问题

　　制定研究目标时除了依据GB/T21449-2008之外,另对该标准中未涉及的和虽涉及但未给出具体指标的项目,结合国家标准及煤矿现场情况,特制定该项目研制目标如下:

　　运动黏度(40℃) /mm2·s-1　46±10%

　　密度(20℃) /kg·m-3(1040

　　黏度指数　(170

　　倾点/℃　≤-40

　　热歧管抗燃试验　不燃

　　橡胶相容性△V/%　0~6·0

　　抗腐蚀性/级　≤1

　　泡沫特性

　　(25℃), ml/ml　(300/10

　　(50℃), ml/ml　(300/10

　　(25℃), ml/ml　(300/10

　　四球机抗磨性试验(1450r/min)　最大无卡咬负荷(PB值N)≥686磨痕直径, mm (294N, 30min)(0·60研究过程中拟解决的关键问题是:

　　(1)与水-乙二醇体系有良好相容性,抗剪切力好,价格适中,高效的增稠剂的选择。

　　(2)防锈剂、润滑剂的选择。

　　(3)稳定性。各种添加剂在水-乙二醇体系中相互要有良好的稳定性。

　　1·3　配方试验

　　1·3·1　组成

　　水-乙二醇难燃液压液主要由3部分组成,第一部分为水,它是水-乙二醇难燃液的抗燃部分,含量一般在35% ~40%;第二部分是乙二醇,改善液压液的低温性能;第三部分是功能性添加剂,包括稠化剂,润滑剂,防锈剂,腐蚀抑制剂和抗泡剂等多种添加剂,其复杂的添加剂组成可赋予水-乙二醇体系多项性能。

　　(1)增稠剂的选择　可用作增稠剂的种类很多,比如:藻酸铵、酪素、明胶、甲基纤维素等。本文通过实验选择了增稠效果较好的增稠剂A,以达到46#的黏度和黏度指数大于170的要求。根据试验结果,当增稠剂的量为16% ~20% (质量百分比)时可达到要求。