针对水基液压液冬季凝结后复原慢的问题,从产品配方的角度,考察了降凝剂、无机盐缓蚀剂、乳化剂、缓冲剂和分散剂对试样凝结后复原时间的影响。试样在-25℃环境下凝结后,测定了试样在室温(18±2℃)、5℃和-5℃环境中的复原时间。从不同类型添加剂的化学结构和添加剂间相互作用关系的角度,对复原能力的差异性进行分析阐述,确定了能够快速提升试样复原能力的方法。实验表明:分散剂和乳化剂能够有效缩短试样凝结后的复原时间;随着添加量的增加,复原时间均呈阶梯状的下降;室温较-5℃更有利于凝结之后的复原。在水基液压液配方设计时,合理控制分散剂和乳化剂的添加量有利于产品在冬季快速复原。

针对水基液压液中润滑剂和乳化剂容易发泡的问题,考察了不同润滑剂和乳化剂的发泡能力,测定了阴离子和非离子添加剂在去离子水、人工硬水和电解质溶液中的热稳定性,通过润滑性、泡沫性能、稳定性确定了润滑剂和乳化剂不同的复配方式。以水、络合剂和缓蚀剂的混合物为基础液,向其中加入润滑和乳化复合添加剂得到不同浓缩液配方,通过不同浓度下热稳定性,浊点、润滑性、发泡能力的考察,优选出低泡型液压支架浓缩液。实验表明,低泡浓缩液消泡时间仅有20 s、浊点为101℃,在-10℃的条件下能够恢复原状。该产品的研制有助于降低现场使用时泡沫的产生,同时有利于产品在冬夏储存的稳定性。

为保障液压支架跟机移架的可靠性,研究了3个厂家的油酸和其改性后的产物对液压支架液压液的影响,通过气质联用分析各油酸的组成,在相同条件下,采用醇胺对油酸进行改性,考察了80℃和120℃下改性油酸在水溶液中的润滑性、表面张力、pH值、电导率、Zeta电位和粒径,并对改性油酸加入液压液后的稳定性进行了测试。实验结果表明,各油酸含有16个碳原子及以上的物质累计含量均在95%左右,未对润滑性造成影响;杂质含量较少的油酸在120℃下改性后,表面张力、Zeta电位较高,粒径较小,在水中的分散性较好,有利于液压液的稳定。

为减少不同液压液接触反应造成泵站和液压支架过滤器的故障,需对不同液压液的混合稳定性进行预测。选取了4个符合标准要求的液压液配方,按相同质量比各配稀释液,并将其稀释液进行混合,考察不同比例混合液在室温和70℃下的稳定性、电导率、Zeta电位、表面张力和浊度。实验结果表明,不同混合液静置168 h后,在室温下溶液稳定如初,在70℃下,部分混合液出现絮状物;混合液的电导率5.04~14.03 mS/cm,Zeta电位13.63~67.49 mV,表面张力35.9~42.2 mN/m,浊度1.14~76 NTU;在相同比例混合下,高电导率和低Zeta电位,不利于混合液的热稳定性;表面张力和浊度对稳定性的预测能力相对较弱。