聚亞烷基二醇在難燃液壓油中的應(yīng)用

程亮+于巧云+鄭東爾+吳磊

摘要：文章介紹了聚亞烷基二醇（PAG）在難燃液壓油中的應(yīng)用情況和性能特點(diǎn)。PAG在難燃液壓油中既可以作為黏度改進(jìn)劑使用，又可以作為基礎(chǔ)油使用，這主要取決于PAG中環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷的比例，繼而表現(xiàn)出的不同性能特征。進(jìn)行了幾種不同難燃液壓油之間的性能對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PAG在難燃液壓油領(lǐng)域具有增黏、減摩、不易水解、安全環(huán)保等優(yōu)勢(shì)而被廣泛關(guān)注。

關(guān)鍵詞：聚亞烷基二醇；難燃液壓油；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TE624.82文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

難燃液壓液包括多種類型，水-乙二醇型難燃液壓液首次被美國(guó)海軍實(shí)驗(yàn)室在20世紀(jì)中期采用[1]，其中使用了35%～40%水分作為抗燃劑，乙二醇和聚醚作為黏度調(diào)節(jié)劑，這些配方至今仍在使用[2]。其他水基難燃液壓液還包括水包油乳液、油包水乳液，然而水基難燃液壓液很難在高溫、高壓條件下使用[3]。合成型油基難燃液壓油具有比礦物油安全和可以在更苛刻的條件下使用等優(yōu)點(diǎn)，包括磷酸酯類難燃液壓油和合成酯類難燃液壓油。磷酸酯類難燃液壓油在航空業(yè)和發(fā)電行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用[4]，然而其對(duì)環(huán)境的影響和價(jià)格昂貴限制了其進(jìn)一步發(fā)展。合成酯類難燃液壓油與礦物油相比也有其自身的優(yōu)點(diǎn)，然而，水解穩(wěn)定性方面的缺點(diǎn)使其進(jìn)一步發(fā)展受到了限制[5]。

聚亞烷基二醇（聚醚，PAG）類難燃液壓油具有獨(dú)特的性能特點(diǎn)[6]。與合成酯難燃液壓油相比，PAG不容易水解，而且在高溫下具有很好的穩(wěn)定性，很適合在一些特殊行業(yè)的使用。另外，由于其結(jié)構(gòu)的可調(diào)節(jié)性，使PAG難燃液壓油的性能調(diào)節(jié)更加靈活。

2聚亞烷基二醇在難燃液壓液中的應(yīng)用

聚亞烷基二醇用于難燃液壓液具有幾個(gè)明顯的特征：（1）當(dāng)在水-乙二醇體系中使用時(shí)，PAG是水溶性的，并且可以通過(guò)調(diào)節(jié)EO/PO的比例改變水溶性大小。PAG作為黏度調(diào)節(jié)劑使用的同時(shí)可以提供良好的潤(rùn)滑性、減少蒸汽腐蝕和空氣釋放性，同時(shí)調(diào)節(jié)PAG的結(jié)構(gòu)可以改善其剪切穩(wěn)定性、氧化穩(wěn)定性和流變性能。（2）PAG作為基礎(chǔ)油應(yīng)用在難燃液壓油中一般屬于水不溶（即m=0），而且黏度比較小，即分子量較低，通常PAG作為基礎(chǔ)油應(yīng)用在難燃液壓油的分子量小于1000。PAG型難燃液壓油中的添加劑一般包括抗氧劑、抗磨劑、金屬鈍化劑等，用來(lái)提供優(yōu)良的潤(rùn)滑性、抗燃性、沉積物控制和延長(zhǎng)換油周期等性能[8]。

2.1水-乙二醇體系難燃液壓液

表3列出了含有PAG的水-乙二醇難燃液壓液的一些典型數(shù)據(jù)，從表3中可知，該難燃液壓液在Vickers V-104 葉片泵測(cè)試中表現(xiàn)了極好的剪切穩(wěn)定性，體現(xiàn)在凸輪、葉片總失重比較小，其中磨損率達(dá)到0.08 mg/h。

2聚亞烷基二醇在難燃液壓液中的應(yīng)用

聚亞烷基二醇用于難燃液壓液具有幾個(gè)明顯的特征：（1）當(dāng)在水-乙二醇體系中使用時(shí)，PAG是水溶性的，并且可以通過(guò)調(diào)節(jié)EO/PO的比例改變水溶性大小。PAG作為黏度調(diào)節(jié)劑使用的同時(shí)可以提供良好的潤(rùn)滑性、減少蒸汽腐蝕和空氣釋放性，同時(shí)調(diào)節(jié)PAG的結(jié)構(gòu)可以改善其剪切穩(wěn)定性、氧化穩(wěn)定性和流變性能。（2）PAG作為基礎(chǔ)油應(yīng)用在難燃液壓油中一般屬于水不溶（即m=0），而且黏度比較小，即分子量較低，通常PAG作為基礎(chǔ)油應(yīng)用在難燃液壓油的分子量小于1000。PAG型難燃液壓油中的添加劑一般包括抗氧劑、抗磨劑、金屬鈍化劑等，用來(lái)提供優(yōu)良的潤(rùn)滑性、抗燃性、沉積物控制和延長(zhǎng)換油周期等性能[8]。

2.1水-乙二醇體系難燃液壓液

表3列出了含有PAG的水-乙二醇難燃液壓液的一些典型數(shù)據(jù)，從表3中可知，該難燃液壓液在Vickers V-104 葉片泵測(cè)試中表現(xiàn)了極好的剪切穩(wěn)定性，體現(xiàn)在凸輪、葉片總失重比較小，其中磨損率達(dá)到0.08 mg/h。

3結(jié)束語(yǔ)

PAG在難燃液壓油中具有增黏、減摩、不易水解、安全環(huán)保等優(yōu)勢(shì)而被廣泛關(guān)注。目前水-乙二醇型難燃液壓液應(yīng)用十分廣泛，尤其在鋼鐵行業(yè)。而PAG型難燃液壓油作為一種具有優(yōu)良性能的新興產(chǎn)品，將會(huì)在帶有伺服閥的高壓系統(tǒng)、液力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和所有具有自動(dòng)系統(tǒng)的工業(yè)及機(jī)器人設(shè)備等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。參考文獻(xiàn)：

[1] Martin G， Jim K. A Comparison of the Performance of Environmentally Friendly Anhydrous Fire-Resistant Hydraulic Fluids[J].J ASTM Int， 2009， 6（10）：2192-2201.

[2] Wang Z. Development and Feature of High Water， Based Hydraulic Fluids[J]. Lubricating Oil， 1996，11（4）：56-58.

[3] Bishop R J， Totten G E. Maintenance and Analysis of Water Glycol Hydraulic Fluids[J]. Machinery Lubrication， 2003，6（1）：1-10.

[4] Marino M P. “Phosphate Esters” in Synthetic Lubricants and High Performance Functional Fluids[M]. UK， Taylor & Francis， 1992：834-895.

[5] Boyde S.Hydrolytic Stability of Synthetic Ester Lubricants[J].J Syn Lub， 2000，16（4）：297-312.

[6] Brown M， Fotheringham J D， Hoyes T J. et al. Springer， Chemistry and Technology of Lubricants[M]. 2010：456-478.

[7] 程亮. 聚亞烷基二醇制備方法概述[J].潤(rùn)滑油， 2012， 27（2）： 35-42.

[8] Totten G E， Bishop R. Anhydrous Polyalkylene Glycol Hydraulic Fluids[C]. SAE Technical Paper Series，2000：2557-2560.

[9] Totten G E. Handbook of Hydraulic Fluid Technology[M]. UK， Taylor & Francis，1999：105-146.收稿日期：2013-11-05。

作者簡(jiǎn)介：程亮，工程師，2010年畢業(yè)于四川大學(xué)化學(xué)學(xué)院有機(jī)化學(xué)專業(yè)，現(xiàn)從事潤(rùn)滑油添加劑的研發(fā)工作。E-mail：chengliang_rhy@petrochina.com.cn