本发明涉及一种耐低温的液压支架用乳化油组合物、制备方法及用途。
背景技术：
液压支架液是液压支架系统的“血液”，液压支架的支撑、升降、移动等动作都需要借助液压液来实现能量的传递和转换。液压支架用高含水液压液包括两类，即乳化型(hfae)和溶液型(hfas)，均需兑水稀释至指定浓度后使用。
液压支架用乳化油组合物是液压支架液的两种类型之一，一般由矿物油、水、乳化剂、防锈剂、润滑剂等功能添加剂组成。目前，该系列产品执行煤炭行业标准mt/t76-2011《液压支架用乳化油、浓缩液及其高含水液压液》。该标准中对液压支架用乳化油凝点的技术要求是不大于-5℃。
中国发明专利申请cn201811173304.2公开了一种液压支架用乳化油，包括：以重量份数计包括以下组分：复合防锈剂18～25份，无机盐防锈剂8～15份，磺酸盐3～8份，抗硬水剂3～8份，防冻剂5～10份，乳化剂1～4份，消泡剂0.01～0.2份，矿物油3～10份，其余为软水。
但是该发明中的液压支架用乳化油的凝点最低仅能达到-22℃在实际应用过程中，在温度较低时，乳化油由于在运输过程中凝固而导致运到矿下时不能立即使用，需要等待一段时间以恢复其流动性，给客户使用造成不便，甚至乳化油需要在地面上使用，而因乳化油凝固导致产品无法正常使用。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中在较低温度下液压支架用乳化油组合物易凝固、流动性能较差的技术问题，提供一种新的液压支架用乳化油组合物，具有更低的凝点，在较低温度下不易凝固且流动性能更好。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的液压支架用乳化油组合物的制备方法。本发明所要解决的技术问题之三是提供一种与解决技术问题之一相对应的液压支架用乳化油组合物的用途。
为解决第一个技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种耐低温的液压支架用乳化油组合物，以重量份数计由以下组分组成：矿物油8～12份；消泡剂0.01～0.1份；苯并三氮唑0.08～0.4份；无机盐防锈剂8～12份；磺酸盐4～7份；乙二胺四乙酸四钠5～8份；乙二醇11～15份；氢氧化钠0.6～2份；醇胺4～6份；乳化剂1～2份；油性剂3～5份；水31～55份；其中，所述无机盐防锈剂为碳酸盐、重铬酸钾、硼酸钠和亚硝酸钠中的至少一种；所述磺酸盐为石油磺酸钠和石油磺酸钡中的至少一种；所述乳化剂为烷氧基化脂肪醇、c12～c20脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种；所述油性剂为妥尔油、太古油、硬脂酸或油酸中的至少一种。
优选地，所述无机盐防锈剂为亚硝酸钠，所述磺酸盐为石油磺酸钠，所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，所述油性剂为妥尔油。
优选地，所述矿物油为环烷基基础油。
优选地，所述水的硬度不高于200mg/l。
优选地，所述水为去离子水、蒸馏水或自来水中的至少一种。
优选地，所述消泡剂为有机硅氧烷。
优选地，所述醇胺为三乙醇胺。
优选地，矿物油为8～12份；消泡剂为0.06～0.8份；苯并三氮唑为0.1～0.25份；无机盐防锈剂为10～12份；磺酸盐为4～6份；乙二胺四乙酸四钠为6～8份；乙二醇13～15份；氢氧化钠0.6～2份；醇胺4～6份；乳化剂1～2份；油性剂3～5份；水34～50份。
为解决第二个技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种前述的耐低温的液压支架用乳化油组合物的制备方法，包括步骤：将需求量的水加入调合釜中，边加热边搅拌，直至加热到50～60℃，然后依次向水中加入需求量的无机盐防锈剂、醇胺、氢氧化钠、乙二胺四乙酸四钠、磺酸盐、矿物油、乳化剂、油性剂、苯并三氮唑、乙二醇与消泡剂，保持在50～60℃下搅拌至少60分钟至液体均一透明，即得到耐低温的液压支架用乳化油组合物。
为解决第三个技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种前述的耐低温的液压支架用乳化油组合物在液压支架中的应用。
本发明中的耐低温的液压支架用乳化油组合物在较低温度下具有较好的流动性，能够在较寒冷地区不出现凝固现象，其凝点达到-30℃左右。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，而不是对本发明进行限制。
【实施例1】
实施例1公开了一种耐低温的液压支架用乳化油组合物，以重量份数计由以下组分组成：
矿物油9份；
有机硅氧烷0.04份；
苯并三氮唑0.12份；
亚硝酸钠10份；
石油磺酸钠5份；
乙二胺四乙酸四钠5份；
乙二醇12份；
氢氧化钠1.0份；
三乙醇胺5份；
脂肪醇聚氧乙烯醚1.5份；
妥尔油3.5份；
去离子水47.84份，去离子水的硬度为0mg/l。
本实施例的耐低温的液压支架用乳化油组合物的制备方法具体如下：
将需求量的水加入调合釜中，边加热边搅拌，直至加热到60℃，然后依次向水中加入需求量的亚硝酸钠、三乙醇胺、氢氧化钠、乙二胺四乙酸四钠、石油磺酸钠、矿物油、脂肪醇聚氧乙烯醚、妥尔油、苯并三氮唑、乙二醇与消泡剂，保持在60℃下搅拌80分钟至液体均一透明，即得到耐低温的液压支架用乳化油组合物。
【实施例2】
实施例2公开了一种耐低温的液压支架用乳化油组合物，以重量份数计由以下组分组成：
矿物油8份；
有机硅氧烷0.08份；
苯并三氮唑0.15份；
亚硝酸钠10份；
石油磺酸钠4份；
乙二胺四乙酸四钠6份；
乙二醇13份；
氢氧化钠1.0份；
三乙醇胺5份；
脂肪醇聚氧乙烯醚1.5份；
妥尔油3.5份；
蒸馏水47.77份，该蒸馏水的硬度为0mg/l。
本实施例的耐低温的液压支架用乳化油组合物的制备方法具体如下：
将需求量的水加入调合釜中，边加热边搅拌，直至加热到60℃，然后依次向水中加入需求量的亚硝酸钠、三乙醇胺、氢氧化钠、乙二胺四乙酸四钠、石油磺酸钠、矿物油、脂肪醇聚氧乙烯醚、妥尔油、苯并三氮唑、乙二醇与消泡剂，保持在60℃下搅拌70分钟至液体均一透明，即得到耐低温的液压支架用乳化油组合物。
【实施例3】
实施例3公开了一种耐低温的液压支架用乳化油组合物，以重量份数计由以下组分组成：
矿物油10份；
有机硅氧烷0.05份；
苯并三氮唑0.20份；
亚硝酸钠8份；
石油磺酸钠5.8份；
乙二胺四乙酸四钠5份；
乙二醇11份；
氢氧化钠1.0份；
三乙醇胺5份；
脂肪醇聚氧乙烯醚1.5份；
妥尔油3.5份；
自来水48.95份，该自来水的硬度为150mg/l。
本实施例的耐低温的液压支架用乳化油组合物的制备方法具体如下：
将需求量的水加入调合釜中，边加热边搅拌，直至加热到60℃，然后依次向水中加入需求量的亚硝酸钠、三乙醇胺、氢氧化钠、乙二胺四乙酸四钠、石油磺酸钠、矿物油、脂肪醇聚氧乙烯醚、妥尔油、苯并三氮唑、乙二醇与消泡剂，保持在60℃下搅拌90分钟至液体均一透明，即得到耐低温的液压支架用乳化油组合物。
【实施例4】
实施例4公开了一种耐低温的液压支架用乳化油组合物，以重量份数计由以下组分组成：
矿物油12份；
有机硅氧烷0.06份；
苯并三氮唑0.25份；
亚硝酸钠11份；
石油磺酸钠6份；
乙二胺四乙酸四钠8份；
乙二醇15份；
氢氧化钠1.5份；
三乙醇胺6份；
脂肪醇聚氧乙烯醚1.0份；
妥尔油5份；
蒸馏水34.19份，该蒸馏水的硬度为0mg/l。
本实施例的耐低温的液压支架用乳化油组合物的制备方法具体如下：
将需求量的水加入调合釜中，边加热边搅拌，直至加热到55℃，然后依次向水中加入需求量的亚硝酸钠、三乙醇胺、氢氧化钠、乙二胺四乙酸四钠、石油磺酸钠、矿物油、脂肪醇聚氧乙烯醚、妥尔油、苯并三氮唑、乙二醇与消泡剂，保持在55℃下搅拌90分钟至液体均一透明，即得到耐低温的液压支架用乳化油组合物。
【实施例5】
实施例5公开了一种耐低温的液压支架用乳化油组合物，以重量份数计由以下组分组成：
矿物油8份；
有机硅氧烷0.08份；
苯并三氮唑0.15份；
亚硝酸钠10份；
石油磺酸钠4份；
乙二胺四乙酸四钠6份；
乙二醇15份；
氢氧化钠0.8份；
三乙醇胺5份；
脂肪醇聚氧乙烯醚1.5份；
妥尔油3.5份；
蒸馏水45.97份，该蒸馏水的硬度为0mg/l。
本实施例的耐低温的液压支架用乳化油组合物的制备方法具体如下：
将需求量的水加入调合釜中，边加热边搅拌，直至加热到50℃，然后依次向水中加入需求量的亚硝酸钠、三乙醇胺、氢氧化钠、乙二胺四乙酸四钠、石油磺酸钠、矿物油、脂肪醇聚氧乙烯醚、妥尔油、苯并三氮唑、乙二醇与消泡剂，保持在50℃下搅拌70分钟至液体均一透明，即得到耐低温的液压支架用乳化油组合物。
【对比例1】
对比例1为中国专利申请cn201811173304.2公开的一种液压支架用乳化油，对比例1各组分按重量份数分别为：
三乙醇胺8.4份；
石油磺酸钠3.5份；
氢氧化钾0.54份；
妥尔油3.7份；
碳酸钠6.2份；
亚硝酸钠3.6份；
矿物油5.5份；
醚羧酸3.5份；
乙二醇5.1份；
失水山梨糖醇脂肪酸酯2.0份；
消泡剂0.02份；
软水57.94份。
液压支架用乳化油的制备方法如下：
(1)首先制备复合防锈剂，将醇胺、油性剂、氢氧化钾和水加入反应釜中，在100℃条件下充分搅拌并皂化反应1小时，至溶液稳定均一且整体透明；
(2)依次加入复合防锈剂、磺酸盐、抗硬水剂、防冻剂、消泡剂、矿物油以及剩余软水，于50-60℃下充分搅拌1-2小时；
(3)最后加入无机盐防锈剂和乳化剂同样于50-60℃下搅拌1小时，最终得到稳定均一透明的液体即为该液压支架用乳化油。
【对比例2】
对比例2为中国专利申请cn201811173304.2公开的一种液压支架用乳化油，对比例2各组分按重量份数分别为：
单乙醇胺3.5份；
三乙醇胺4.2份；
石油磺酸钡5.5份；
氢氧化钾1.0份；
油酸6.5份；
重铬酸钾1.2份；
硼酸钠5.7份；
亚硝酸钠1.5份；
矿物油8.5份；
醚羧酸3.5份；
琥珀酸酐2.3份；
乙二醇7.1份；
脂肪醇聚氧乙烯醚2.8份；
消泡剂0.15份；
软水46.55份。
液压支架用乳化油的制备方法如下：
(1)首先制备复合防锈剂，将醇胺、油性剂、氢氧化钾和水加入反应釜中，在100℃条件下充分搅拌并皂化反应1小时，至溶液稳定均一且整体透明；
(2)依次加入复合防锈剂、磺酸盐、抗硬水剂、防冻剂、消泡剂、矿物油以及剩余软水，于50-60℃下充分搅拌1-2小时；
(3)最后加入无机盐防锈剂和乳化剂同样于50-60℃下搅拌1小时，最终得到稳定均一透明的液体即为该液压支架用乳化油。
【实施例6】
将实施例1～5与对比例1～2的液压支架用乳化油组合物应用在液压支架内，并按mt/t76-2011《液压支架用乳化油、浓缩液及其高含水液压液》中记载的技术要求进行测试，试验采用10级人工硬水，使用浓度按4％，其试验结果见下表1：
从表1中的数据可以看出，本发明的液压支架用乳化油组合物的各项技术指标均符合煤炭行业标准mt/t76-2011《液压支架用乳化油、浓缩液及其高含水液压液》的技术要求，且可以得知，实施例4和5的凝点最低，可达到-32℃，具有优良的低温流动性，显著高于标准要求。能够广泛适用于较低温度下的室内或室外作业，不易固化，节约时间。