一种环保型液压支架用浓缩液及其制备方法与流程

本发明属于矿山机械应用维护，具体地，涉及一种环保型液压支架用浓缩液及其制备方法。

背景技术：

1、矿山液压支架广泛应用于煤矿综合机械化采煤工作面，其工作用液是由乳化油或浓缩液这两大类矿山支架液经水稀释后得到的高含水液压液。液压支架的升降、移动和过载保护、传递能量、润滑、减少运动部件的磨损与摩擦，防止生锈与腐蚀，带走摩擦热，同时起到冷却、冲洗以及分散作用等，都需要应用到高含水液压液。随着液压设备种类和使用条件的逐渐丰富，对液压支架用浓缩液的产品性能提出了更高的要求，拥有理想的抗磨、抗燃、抗腐蚀等产品性能成为众多制造商的普遍共识。

2、目前，市场上的浓缩液种类虽然繁多，但是在用的矿山支架浓缩液产品通常存在以下缺陷：(1)传统的浓缩液通常含有亚硝酸盐作为防锈剂，这种化学物质会转化为致癌物质，会对人体造成危害，因此在实际应用中受到限制；(2)传统的浓缩液其生物降解率较低，对矿区的地下水环境会造成长期影响，浓缩液为水包油型的产品，其含水量较高，配比使用过程中防锈性能、润滑性和抗硬水能力具有一定的局限性，所以需要生产一种不仅具有良好的环保性能，而且具有较好的润滑性、防锈性以及生物降解性的环保型液压支架用浓缩液。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种环保型液压支架用浓缩液及其制备方法，通过2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱接枝到壳聚糖上制得壳聚糖衍生润滑剂，2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱优异的水合能力增加了壳聚糖在水溶液中的溶解性，同时提高了其抗菌性能，通过三元聚羧酸接枝到壳聚糖衍生润滑剂上制得改性润滑剂，三元聚羧酸具有较好的防锈性能，与壳聚糖衍生润滑剂结合后，提高了改性润滑剂的润滑性、防锈性能以及生物降解性，总体提高了环保型液压支架用浓缩液的综合性能，且工艺流程制备简便，减少了对环境的污染。

2、本发明要解决的技术问题：传统的浓缩液通常含有亚硝酸盐作为防锈剂，这种化学物质会转化为致癌物质，会对人体造成危害，传统的浓缩液其生物降解率较低，对矿区的地下水环境会造成长期影响，浓缩液为水包油型的产品，其含水量较高，配比使用过程中防锈性能、润滑性和抗硬水能力具有一定的局限性，因此在实际应用中受到限制。

3、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

4、一种环保型液压支架用浓缩液，包括以下重量份原料：羧甲基丙氨酸三钠10-14份、醇醚羧酸3-7份、醇胺类化合物13-17份、苯骈三氮唑0.05-0.15份、改性润滑剂8-12份、有机硅消泡剂0.03-0.1份和55-65份软化水；

5、所述改性润滑剂是通过三元聚羧酸接枝到壳聚糖衍生润滑剂上制得，所述壳聚糖衍生润滑剂是通过2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱接枝到壳聚糖上制得。

6、进一步地，所述改性润滑剂包括以下步骤制得:

7、将三元聚羧酸溶解在浓度为0.1mo l/l乙酸溶液中，得到溶液a，将壳聚糖衍生润滑剂溶解在去离子水中，得到溶液b，然后将溶液a加入到溶液b中，再加入分散在去离子水中的转谷氨酰胺酶，用饱和碳酸氢钠溶液调节ph值至5，将混合物在40℃下磁力搅拌2h后，反应后，为了使转谷氨酰胺酶失活并沉淀出未反应的三元聚羧酸，用氢氧化钠溶液将混合物的ph值调节至10，经过滤并在去离子水中透析3天，最后冻干，得到改性润滑剂，其中，三元聚羧酸、乙酸溶液、壳聚糖衍生润滑剂、转谷氨酰胺酶、饱和碳酸氢钠溶液、氢氧化钠溶液和去离子水的用量比为0.03-0.08g：40-60ml：0.05-0.15g：0.03-0.08g：20-30ml：20-25ml：40-60ml。

8、上述反应过程中，壳聚糖衍生润滑剂上具有氨基基团，三元聚羧酸上含有三个羧酸基团，三元聚羧酸上的羧酸可以与壳聚糖衍生润滑剂上的氨基在转谷氨酰胺酶的作用下通过酶促反应结合在一起，将三元聚羧酸接枝到壳聚糖衍生润滑剂的骨架上，最后得到改性润滑剂。

9、进一步地，所述在去离子水中透析的分子截留量为100kda。

10、进一步地，所述壳聚糖衍生润滑剂包括以下步骤制得：

11、将壳聚糖溶解在浓度为0.1mo l/l乙酸溶液中，并在60℃下搅拌30min，再通过气泡氮流脱氧，加入2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱水溶液，在氮气气氛下将混合物在60℃下反应24h，然后在磷酸缓冲盐溶液中透析3天，以除去残留的乙酸和未反应的2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱，将透析液冻干，最后得到壳聚糖衍生润滑剂，其中，壳聚糖、乙酸溶液、2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱水溶液和磷酸缓冲盐溶液的用量比为0.15-0.25g：90-110ml：35-45ml：20-30ml。

12、上述反应过程中，壳聚糖上具有氨基基团，2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱上具有碳碳双键，2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱上的碳碳双键可以与壳聚糖上的氨基通过麦克尔加成反应结合在一起，将2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱接枝到壳聚糖的骨架上，最后得到壳聚糖衍生润滑剂。

13、进一步地，所述2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱水溶液的浓度为33.86mo l/l。

14、进一步地，所述磷酸缓冲盐溶液的ph值为7-8。

15、进一步地，所述在磷酸缓冲盐溶液中透析的分子截留量为3000da。

16、一种环保型液压支架用浓缩液的制备方法，包括以下步骤：

17、步骤(1):称取质量份原料，将软化水加入到调配釜中，搅拌并调节温度至40-55℃，然后加入醇醚羧酸和苯骈三氮唑，搅拌均匀后，再加入三乙醇胺和二羧甲基丙氨酸三钠，在40-55℃下继续搅拌均匀；

18、步骤(2):将改性润滑剂和有机硅消泡剂加入到步骤(1)中的物质，在40-55℃下搅拌均匀后，然后停止搅拌，并出料灌装，最后得到环保型液压支架用浓缩液。

19、本发明的有益效果：

20、(1)本发明技术方案中，壳聚糖上具有氨基基团，2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱上具有碳碳双键，2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱上的碳碳双键可以与壳聚糖上的氨基通过麦克尔加成反应结合，将2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱接枝到壳聚糖的骨架上，得到壳聚糖衍生润滑剂，壳聚糖本身具有较好的生物相容性、生物降解性和生物活性功能，但其只能在酸性条件下溶解，且氨基的过度反应消耗，其固有的抗菌性能大大减弱，2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱具有优异的水合能力，与壳聚糖结合后可以提高其在水溶液中的溶解度，且2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱液具有抗菌性能，可以进一步增加壳聚糖的抗菌性能。

21、(2)本发明技术方案中，壳聚糖衍生润滑剂上具有氨基基团，三元聚羧酸上含有羧酸基团，三元聚羧酸上的羧酸可以与壳聚糖衍生润滑剂上的氨基在转谷氨酰胺酶的作用下通过酶促反应结合，将三元聚羧酸接枝到壳聚糖衍生润滑剂的骨架上，得到改性润滑剂，三元聚羧酸本身具有较好的防锈性能，将其接枝到壳聚糖衍生润滑剂上，可以提高改性润滑剂的润滑性和防锈性，且三元聚羧酸在水中的溶解性有限，与壳聚糖衍生润滑剂结合后，可以增加其在水中的溶解性，进一步提高了改性润滑剂在浓缩液中的润滑性能、防锈性能和生物降解性。

22、(3)本发明技术方案中，通过将2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱接枝到壳聚糖骨架上，然后再接枝三元聚羧酸，有效提高了环保型液压支架用浓缩液的润滑性、防锈性以及生物降解性等，原料中的醇醚羧酸可以替代亚硝酸盐起到润滑、防锈的作用，醇胺类化合物在硬水体系中可以均匀分散，不会产生析皂现象，合理复配各种易生物降解的有机添加剂，使浓缩液具有良好的润滑性能，对液压支架金属部件具有良好的防锈防腐蚀性能并且具备生物降解特性，制备的环保型液压支架用浓缩液不仅具有较好的润滑性、防锈性以及生物降解性，且工艺流程制作简单，减少对环境的污染，扩大了其应用范围。