一种氧化石墨烯接枝改性油酸皂、液压支架用浓缩液以及制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及液压支架用浓缩液技术领域，具体公开了一种氧化石墨烯接枝改性油酸皂、液压支架用浓缩液以及制备方法和应用。所述氧化石墨烯接枝改性油酸皂的原料包括氧化石墨烯、三乙醇胺和油酸。将氧化石墨烯接枝改性油酸皂应用于制备液压支架用浓缩液，不但可提高液压支架浓缩液的润滑性、防腐、防锈性能，还能显著提高液压支架浓缩液的冻融性能和稳定储存性能，解决了析油析皂、堵塞阀门等问题，使液压支架使用寿命增加，大大降低了维护费用，具有较高的使用价值和应用价值。

A kind of graphene oxide grafted oleic acid soap, concentrated solution for hydraulic support, preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种氧化石墨烯接枝改性油酸皂、液压支架用浓缩液以及制备方法和应用
本专利技术涉及液压支架用浓缩液
，尤其涉及一种氧化石墨烯接枝改性油酸皂、液压支架用浓缩液以及制备方法和应用。
技术介绍
液压支架是煤炭行业采煤工作面用于支撑顶板的重要机械设备，其与采煤机配套使用不仅实现了采煤综合机械化，提高了采煤和运输设备的效能，而且最大限度的保证了煤矿工人的生命安全。液压支架液作为液压支架的工作介质，不仅起动力传递作用，而且还起到润滑、冷却、防腐和防锈等作用，被称为是液压支架系统的“血液”。目前，国内煤矿液压支架液通常由基础油辅以多种功能添加剂调和而成，其润滑性、稳定性、防锈性、防腐性、与密封材料的相容性等均需满足，方可进入井下煤矿使用。传统的乳化型液压支架液的原料为不可再生的石油资源，价格受国际石油产品的影响较大，且其为油-水两相体系，属于热力学不稳体系，在实际使用过程中很容易出现析油、析皂等情况，由于析出物性能较为稳定、不易降解，所以一旦出现泄露就会造成严重的矿井水质污染，同时析出油皂不断积累，可能出现堵塞液压系统过滤器组件的问题，从而造成液压支架工作出现异常。因此液压支架用浓缩液受到了越来越多的关注。目前，现有的液压支架浓缩液为了提高产品的防锈、防腐性能，大多采用含有硼、亚硝酸钠、钼酸盐等对人体会环境有害的添加剂。液压支架用浓缩液虽然一定程度上解决了乳化型液压支架液的一些问题，但是其为水包油型的产品，其含水量较高，配比使用过程中防锈性能、润滑性有一定的局限，在使用过程中还有一定的析油析皂现象。因此，制备一种防腐防锈性能优异、尽量避免使用过程中出现析油析皂现象的环保型液压支架用浓缩液成为行业发展的迫切需要。
技术实现思路
针对现有技术中目前现有的液压支架用浓缩液存在的含有有害添加剂，以及防腐防锈能有待进一步提高、使用过程中还有一定的析油析皂现象的问题，本专利技术提供一种氧化石墨烯接枝改性油酸皂、液压支架用浓缩液以及制备方法和应用。为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案是：一种氧化石墨烯接枝改性油酸皂，其原料包括氧化石墨烯、三乙醇胺和油酸。相对于现有技术，通过氧化石墨烯对油酸皂进行接枝改性，不仅可增强氧化石墨烯与水相体系的相容性，避免氧化石墨烯自身的团聚问题，同时，将氧化石墨烯接枝到油酸皂的大分子链上，可显著提高油酸皂的润滑性、防腐性和稳定性，进一步地，氧化石墨烯接枝到油酸皂大分子链上，还可避免氧化石墨烯物理共混容易引起的体系粘度增加的问题，本专利技术中石墨烯接枝改性后对油酸皂的粘度影响小，将其作为液压支架用浓缩液的组分，浓缩液体系的粘度增加不明显，可有效提高液压支架浓缩液的润滑、防腐、防锈性能，同时，还能显著提高液压支架浓缩液的冻融性能和稳定储存性能，使液压支架使用寿命增加，大大降低了维护费用，具有较高的使用价值和应用价值。优选的，所述氧化石墨烯、三乙醇胺和油酸的质量比为0.5-1.0:40-60:10-30。优选的各物质之间的比例，不但可有效降低氧化石墨烯自身团聚的问题，还能显著提高油酸皂的润滑性、防腐防锈性能和稳定性。优选的，所述氧化石墨烯接枝改性油酸皂的制备方法包括如下步骤：步骤一、将氧化石墨烯和二氯亚砜溶于N,N-二甲基甲酰胺中，反应，得活化氧化石墨烯；步骤二、将所述活化氧化石墨烯加入N,N-二甲基甲酰胺中，分散均匀，加入三乙醇胺，混合均匀，于95-105℃反应3.5-4.5h，升温至125-135℃，加入油酸，反应2-3h，得所述氧化石墨烯接枝改性油酸皂。通过步骤一对氧化石墨烯中的羧基进行活化，从而有利于后续氧化石墨烯中的羧基与三乙醇胺中的羟基进行反应，从而使更多的氧化石墨烯接枝到油酸皂的大分子链上，显著改善油酸皂的防腐防锈和润滑性能。优选的，步骤一中，所述氧化石墨烯与二氯亚砜的质量体积比为0.5-1.0:85-100，其中，质量的单位为克，体积的单位为毫升。优选的，步骤一中，所述氧化石墨烯与N,N-二甲基甲酰胺的质量体积比为0.5-1.0:4-10，其中，质量的单位为克，体积的单位为毫升。优选的，步骤一中，反应温度为65-75℃，反应时间为23-25h。优选的步骤一中的反应条件，可对氧化石墨烯中的羧基进行充分活化，且保持氧化石墨烯的片层结构，避免后续接枝改性过程中氧化石墨烯出现卷曲、团聚的问题，同时，活化后的氧化石墨烯更容易接枝到油酸皂的大分子链上，降低了反应难度，可使在较温和的条件下实现氧化石墨烯接枝改性油酸皂的制备。优选的，步骤二中，所述活化氧化石墨烯与N,N-二甲基甲酰胺的质量体积比为0.008-0.016:10-20，其中，质量的单位为克，体积的单位为毫升。优选的，步骤二中，所述活化氧化石墨烯、三乙醇胺和油酸的质量比为0.008-0.016:40-60:10-30。优选的步骤二中的反应条件，可使更多氧化石墨烯接枝到油酸皂的大分子链上，保持氧化石墨烯原有的特性，且对油酸皂的粘度影响小，进而提高液压支架浓缩液的润滑性能、防腐防锈性能，且在设备运行中不产生析油、析皂现象，从而有效保护液压支架设备正常运行。本专利技术还提供上述任一项所述的氧化石墨烯接枝改性油酸皂在制备液压支架用浓缩液中的应用。本专利技术提供的另一技术方案是：一种液压支架用浓缩液，包括如下质量百分含量的原料组分：上述任一项所述的氧化石墨烯接枝改性油酸皂2-10％，蓖钾皂2-12％，乙二胺四乙酸4-6％，氢氧化钾3-8％，苯甲酸钠2-5％，消泡剂0.05-0.2％，表面活性剂1-7％，抗硬水剂2-8％，防锈剂0.1-1％和水55-70％。优选的，所述液压支架用浓缩液包括如下质量百分含量的原料组分：上述任一项所述的氧化石墨烯接枝改性油酸皂6％，蓖钾皂8％，乙二胺四乙酸5.6％，氢氧化钾3.3％，苯甲酸钠3.5％，消泡剂0.05％，表面活性剂4.5％，抗硬水剂2％，防锈剂0.1％和水66.95％本专利技术提供的液压支架用浓缩液，具有良好的润滑性、防腐防锈性能，热稳定性和冻融稳定好，使用过程中不产生析油、析皂现象，具有良好密封性及材料相容性能，可有效减少支架液压运动件在使用过程中的磨损，并避免泄漏，减少维护和使用成本，且不含亚硝酸钠、硼、钼酸盐等物质，具有环境友好、原材料常见易得等优点，具有广阔的应用前景。优选的，所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、高碳醇脂肪酸酯复合物、乳化硅油、聚氧丙烯甘油醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚或聚二甲基硅氧烷中至少一种。更优选的，所述消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物。优选的消泡剂，可充分消除反应过程中产生的气泡，从而避免气泡对液压支架用浓缩液性能的影响。优选的，所述表面活性剂为吐温、脂肪酸聚氧乙烯酯或脂肪醇聚氧乙烯醚中至少一种。更优选的，所述表面活性剂为质量比为2.5:1:1的吐温-20、Os-15和OP-10的混合物。优选的表面活性剂不易与水中的钙离子、镁离子等形成不溶性皂类析出物，尽量减少析皂现象的发生，且优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化石墨烯接枝改性油酸皂，其特征在于，其原料包括氧化石墨烯、三乙醇胺和油酸。/n

【技术特征摘要】
1.一种氧化石墨烯接枝改性油酸皂，其特征在于，其原料包括氧化石墨烯、三乙醇胺和油酸。


2.如权利要求1所述的氧化石墨烯接枝改性油酸皂，其特征在于，所述氧化石墨烯、三乙醇胺和油酸的质量比为0.5-1.0:40-60:10-30。


3.如权利要求1或2所述的氧化石墨烯接枝改性油酸皂，其特征在于，所述氧化石墨烯接枝改性油酸皂的制备方法包括如下步骤：
步骤一、将氧化石墨烯和二氯亚砜溶于N,N-二甲基甲酰胺中，反应，得活化氧化石墨烯；
步骤二、将所述活化氧化石墨烯加入N,N-二甲基甲酰胺中，分散均匀，加入三乙醇胺，混合均匀，于95-105℃反应3.5-4.5h，升温至125-135℃，加入油酸，反应2-3h，得所述氧化石墨烯接枝改性油酸皂。


4.如权利要求3所述的氧化石墨烯接枝改性油酸皂，其特征在于，步骤一中，所述氧化石墨烯与二氯亚砜的质量体积比为0.5-1.0:85-100，其中，质量的单位为克，体积的单位为毫升；和/或
步骤一中，所述氧化石墨烯与N,N-二甲基甲酰胺的质量体积比为0.5-1.0:4-10，其中，质量的单位为克，体积的单位为毫升；和/或
步骤一中，反应温度为65-75℃，反应时间为23-25h。


5.如权利要求3所述的氧化石墨烯接枝改性油酸皂，其特征在于，步骤二中，所述活化氧化石墨烯与N,N-二甲基甲酰胺的质量体积比为0.008-0.016:10-20，其中，质量的单位为克，体积的单位为毫升；和/或
步骤二中，所述活化氧化石墨烯、三乙醇胺和油酸的质量比为0.008-0.016:40-60:10-30。


6.权利要求1-5任一项所述的氧化石...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾丽敏，薛亚卫，华福利，付亚杰，王朋炜，
申请(专利权)人：河北科技大学，高碑店市中煤神海科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13