聚亚烷基二醇在难燃液压油中的应用

程亮+于巧云+郑东尔+吴磊

摘要：文章介绍了聚亚烷基二醇（PAG）在难燃液压油中的应用情况和性能特点。PAG在难燃液压油中既可以作为黏度改进剂使用，又可以作为基础油使用，这主要取决于PAG中环氧乙烷、环氧丙烷的比例，继而表现出的不同性能特征。进行了几种不同难燃液压油之间的性能对比，结果发现，PAG在难燃液压油领域具有增黏、减摩、不易水解、安全环保等优势而被广泛关注。

关键词：聚亚烷基二醇；难燃液压油；应用

中图分类号：TE624.82文献标识码：A

0引言

难燃液压液包括多种类型，水-乙二醇型难燃液压液首次被美国海军实验室在20世纪中期采用[1]，其中使用了35%～40%水分作为抗燃剂，乙二醇和聚醚作为黏度调节剂，这些配方至今仍在使用[2]。其他水基难燃液压液还包括水包油乳液、油包水乳液，然而水基难燃液压液很难在高温、高压条件下使用[3]。合成型油基难燃液压油具有比矿物油安全和可以在更苛刻的条件下使用等优点，包括磷酸酯类难燃液压油和合成酯类难燃液压油。磷酸酯类难燃液压油在航空业和发电行业得到了广泛应用[4]，然而其对环境的影响和价格昂贵限制了其进一步发展。合成酯类难燃液压油与矿物油相比也有其自身的优点，然而，水解稳定性方面的缺点使其进一步发展受到了限制[5]。

聚亚烷基二醇（聚醚，PAG）类难燃液压油具有独特的性能特点[6]。与合成酯难燃液压油相比，PAG不容易水解，而且在高温下具有很好的稳定性，很适合在一些特殊行业的使用。另外，由于其结构的可调节性，使PAG难燃液压油的性能调节更加灵活。

2聚亚烷基二醇在难燃液压液中的应用

聚亚烷基二醇用于难燃液压液具有几个明显的特征：（1）当在水-乙二醇体系中使用时，PAG是水溶性的，并且可以通过调节EO/PO的比例改变水溶性大小。PAG作为黏度调节剂使用的同时可以提供良好的润滑性、减少蒸汽腐蚀和空气释放性，同时调节PAG的结构可以改善其剪切稳定性、氧化稳定性和流变性能。（2）PAG作为基础油应用在难燃液压油中一般属于水不溶（即m=0），而且黏度比较小，即分子量较低，通常PAG作为基础油应用在难燃液压油的分子量小于1000。PAG型难燃液压油中的添加剂一般包括抗氧剂、抗磨剂、金属钝化剂等，用来提供优良的润滑性、抗燃性、沉积物控制和延长换油周期等性能[8]。

2.1水-乙二醇体系难燃液压液

表3列出了含有PAG的水-乙二醇难燃液压液的一些典型数据，从表3中可知，该难燃液压液在Vickers V-104 叶片泵测试中表现了极好的剪切稳定性，体现在凸轮、叶片总失重比较小，其中磨损率达到0.08 mg/h。

2聚亚烷基二醇在难燃液压液中的应用

聚亚烷基二醇用于难燃液压液具有几个明显的特征：（1）当在水-乙二醇体系中使用时，PAG是水溶性的，并且可以通过调节EO/PO的比例改变水溶性大小。PAG作为黏度调节剂使用的同时可以提供良好的润滑性、减少蒸汽腐蚀和空气释放性，同时调节PAG的结构可以改善其剪切稳定性、氧化稳定性和流变性能。（2）PAG作为基础油应用在难燃液压油中一般属于水不溶（即m=0），而且黏度比较小，即分子量较低，通常PAG作为基础油应用在难燃液压油的分子量小于1000。PAG型难燃液压油中的添加剂一般包括抗氧剂、抗磨剂、金属钝化剂等，用来提供优良的润滑性、抗燃性、沉积物控制和延长换油周期等性能[8]。

2.1水-乙二醇体系难燃液压液

表3列出了含有PAG的水-乙二醇难燃液压液的一些典型数据，从表3中可知，该难燃液压液在Vickers V-104 叶片泵测试中表现了极好的剪切稳定性，体现在凸轮、叶片总失重比较小，其中磨损率达到0.08 mg/h。

3结束语

PAG在难燃液压油中具有增黏、减摩、不易水解、安全环保等优势而被广泛关注。目前水-乙二醇型难燃液压液应用十分广泛，尤其在钢铁行业。而PAG型难燃液压油作为一种具有优良性能的新兴产品，将会在带有伺服阀的高压系统、液力驱动系统和所有具有自动系统的工业及机器人设备等领域得到广泛应用。参考文献：

[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. 聚亚烷基二醇制备方法概述[J].润滑油， 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。

作者简介：程亮，工程师，2010年毕业于四川大学化学学院有机化学专业，现从事润滑油添加剂的研发工作。E-mail：chengliang_rhy@petrochina.com.cn