文 献 综 述

1 论文研究的目及意义

在高温、易燃环境下,为防止矿物液压油外泄引起火灾,需要使用难燃液压介质。例如采矿业的采煤机、开道机、风轮、液力祸合器和液压支架等设备[1],冶金行业转炉烟罩升降、滑动水口、连轧液压系统、脱锭吊等设备,以及塑料加工、机械制造、玻璃成型等行业都需要抗燃防火的水基液压介质，不会燃烧的水-乙二醇液压液是一种比较理想的难燃液压介质,已在上述所述领域的液压系统中得到了广泛应用[2]。水-乙二醇就是乙二醇的水溶液,市场上买到的这类液的水含量一般在40%～ 50%之间。液压系统中使用的水-乙二醇,除水和乙二醇外,还添加了高分子聚醚和具有抗磨、防锈、防腐、消泡等功能的各种添加剂。经过 50 多年的发展，国内外水乙二醇液压液产品各方面性能已经得到很大的发展[3]: 通过对基础材料和水溶性增黏剂、油性剂的研究，润滑性得以大幅度提高，适用于高压工况的 HFC 逐渐商品化。目前国内使用的水-乙二醇液压液主要有两类,一类全部国产,另一类关键成份进口,然后在国内配制。近几年来,中国的水#8212;乙二醇抗燃液压液的生产企业有了飞速发展。企业技术、设备、生产工艺得到了更新与换代,产品质量开始与国际接轨[4]。但同时水乙二醇抗燃液压液也具有自身的缺点，值得我们深入研究，不断改进，最终实现量化生产，走向国际前沿。

2 水乙二醇抗燃液压液发展现状

水乙二醇是由乙二醇、丙二醇或其聚合物溶于水而形成的一种含水35％-55wt％的透明真溶液，其中还加入相应的增粘、抗磨、防锈、消泡等添加剂。它具有良好的抗燃性，低温流动性和稳定性 ，是一种理想的抗燃液压介质在冶金、矿山和铸锻等要求防火的液压系统中得到了广泛应用[5]，在很多国家已经成为难燃液压液的主流。它的特性与矿物油液压液相比有着诸多独特的方面。

经过50多年的发展，国内外水一乙二醇液压液产品各方面性能已经得到很大的发展：通过对基础材料和水溶性增黏剂、油性剂的研究，润滑性得以大幅度提高，适用于高压工况的HFC逐渐商品化。

而1975年以后的水一乙二醇液压液产品的抗磨性已经可以与矿物油基本相当。评价条件为：液压油评定试验台架Vickers l04c按照ASTMD 2882方法（石油基液压油磨损特性测定法），100h，l3.7MPa， 1200r/min。此时的水一乙二醇液压液磨损量小于200 mg。

近年来的研究表明[6]：高黏度二元醇可提高滚动轴承的疲劳寿命；添加剂的吸附膜对疲劳寿命也有影响；采用新的高氮马氏体钢为滚动轴承的材质，用滑动轴承或聚合物轴瓦代替滚动轴承等措施，HFC的使用压力甚至可提高到30MPa以上。HFC在高压和局部高温下使用，必须重视水溶性增黏剂的热氧化安定性和剪切安定性[7]，采用低分子量的增黏剂可提高HFC的剪切安定性。液压系统的小型化、精密化，伺服阀和比例阀的使用需安装精密过滤器可能捕捉消泡剂而使HFC的消泡性变差，所以选择基础材质和抗泡剂也很重要，也有不加消泡剂产品出现。

发展到现在，水一乙二醇液压液的性能得到了全方面的提高，已经占据了抗燃液压液的主体地位，国外水一乙二醇液压液的相关标准[8]有1996年美国钢铁工业协会(AISE)制定的水一乙二醇液压液的相关标准AISE Classification NO.171和ISO 12922#8212;1999。国内有关标准为GB/ T21449#8212;2008，该标准修改采用ISO 12922#8212;1999中水一乙二醇难燃液压液规格标准，主要差异表现在：增加40℃黏度范围值和倾点指标；pH值由6.7～11.0改为8.0～l1.0；未规定老化特性。此外，近年来，为进一步减少矿井易燃物，提高煤矿安全性，水一乙二醇型难燃液压液[9]作为一种煤矿井下用润滑剂产品开始推荐使用，部分替代矿物油。因此按标国家中心组织有关专家依据矿用安全标志产品技术审查有关规定和GB/T 21449#8212;2008 《水一乙二醇型难燃液压液》，参考ISO 12922#8212;1999和欧共体矿山安全委员会1994年颁布《井下液压与液力传动用难燃介质检验规范》等文件制定，编制了矿用水一乙二醇型难燃液压液的技术审查准则。

自20世纪 90年代以来，为了适应环保发展的要求，世界许多国家都提出了使用环保型润滑油产品，例如：在瑞士、德国、奥地利等国家都制定了相应的环保法规[10]；欧洲环保法还规定。到2000年，用于摩托车、操舟机、除草机、雪橇及链锯用油必须是可生物降解的环境友好型油品。这样的形势下，水一乙醇液压液也得到了不断发展，尤其在20世纪90年代中期发展更为迅速。以美国和欧洲为例，在这10期间,对水一乙二醇液体的市场需求呈不断上升趋势：环保型水一乙二醇液的需求由1990年的1000t左右上升到2000年的8000t 左右。近些年来水乙二醇抗燃液压液在抗燃液压液领域继续保持着高份额，应用数量不断增加。

3 水乙二醇抗燃液压液组成

水-乙二醇抗燃液压液主要由三部分组成：①水；②乙二醇或者其同系物；③各种功能性添加剂，包括增稠剂、油性极压剂、防锈剂、消泡剂、pH 值调节剂等[11]。

3.1 水