專利名稱：一種潤滑油基礎(chǔ)油的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種綠色潤滑油基礎(chǔ)油，尤其涉及一種由大豆油氫化而得到的潤滑油 基礎(chǔ)油。
背景技術(shù)：
潤滑油在各行各業(yè)得到廣泛使用，對工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著重要作用，在機(jī)械設(shè) 備中除了能起到良好的潤滑作用外，同時還起冷卻、密封等作用?，F(xiàn)在潤滑油大多選用礦物 油作為基礎(chǔ)油，而礦物油生物降解性差，對環(huán)境有一定危害。隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，潤 滑劑工業(yè)也向綠色環(huán)保型產(chǎn)品發(fā)展。植物油由于有較好的生物降解性能，越來越引起人們 的高度關(guān)注，植物油的開發(fā)研究是環(huán)境允許型潤滑劑研究的主要趨勢。此外，食品安全問題已經(jīng)成為全球熱點。食品安全問題涉及到經(jīng)濟(jì)、法律甚至國際 間的貿(mào)易。由此可見，食品安全的重要性不容忽視。隨著人類社會進(jìn)步，綠色環(huán)保可再生資 源的開發(fā)顯得尤為重要。尤其在食品加工過程中，由于潤滑油的飛濺、泄漏使食品安全受到 了嚴(yán)重威脅。植物油具有極好的生物降解性能，良好的潤滑性能、粘溫特性、無毒且可再生、價 格比合成酯低。目前為止，對植物油研制綠色潤滑油基油的研究工作已經(jīng)有了很大進(jìn)展。綠色潤 滑油是指其在滿足潤滑油使用性能基礎(chǔ)上，潤滑油本身及耗損產(chǎn)物對生態(tài)環(huán)境不造成危 害，或在一定程度上為環(huán)境所容許，并且自身是可再生資源。利用植物油制取潤滑油基油具有以下優(yōu)點植物油是可再生資源；具有極好的生 物降解性；具有良好的潤滑性能；無毒性，是一種清潔而豐富的原料。但由于其氧化穩(wěn)定性 較差，植物油一般不直接用作潤滑油。大豆油具有良好的潤滑性能及高粘度指數(shù)和低揮發(fā)性，是一種新型可替代能源。 大豆油脂中富含不飽和雙鍵，亞油酸和亞麻酸的含量在50% -60%以上，所以大豆油不能 直接用作潤滑油基礎(chǔ)油，需要進(jìn)一步加工處理，以提高其氧化穩(wěn)定性。提高植物油氧化穩(wěn)定 性可以通過化學(xué)方法來實現(xiàn)。如氫化、硫化、酯交換、異構(gòu)化、酯化等化學(xué)方法來提高其氧化 穩(wěn)定性是可行的。化學(xué)改性后的大豆油抗氧化穩(wěn)定性加強(qiáng)，用于食品加工機(jī)械中，可以對食 品安全提供保障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種潤滑油基礎(chǔ)油，該潤滑油基礎(chǔ)油是通過將大豆油進(jìn)行 化學(xué)改性而得到，從而提供一種可用于食品、機(jī)械等領(lǐng)域，具有良好的潤滑性能和抗氧化性 能，能夠生物降解的綠色潤滑油基礎(chǔ)油。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種潤滑油基礎(chǔ)油，所述潤滑油基礎(chǔ)油是將大豆油化學(xué)改性而得到。其中，所述化學(xué)改性是氫化。
所述氫化是大豆油與氫氣在催化劑的存在下進(jìn)行反應(yīng)。其中，所述催化劑的量按大豆油的重量為基礎(chǔ)計為0.05-0. 1%，優(yōu)選0.07%。所述催化劑為鈀/碳。所述氫化的溫度為65_75°C，優(yōu)選70°C。所述氫化的壓力為2_4MPa，優(yōu)選2MPa。
所述氫化的反應(yīng)時間為25-35min，優(yōu)選25min。本發(fā)明還提供了一種制備所述的潤滑油基礎(chǔ)油的方法，包括如下步驟a、在催化劑的存在下使大豆油與氫氣進(jìn)行氫化反應(yīng)；b、將反應(yīng)混合物進(jìn)行離心分離得到潤滑油基礎(chǔ)油。其中，所述催化劑的量按大豆油的重量為基礎(chǔ)計為0.05-0. 1%，優(yōu)選0.07%。所述催化劑為鈀/碳。所述氫化的溫度為65_75°C，優(yōu)選70°C。所述氫化反應(yīng)的壓力為2_4MPa，優(yōu)選2MPa。本發(fā)明的潤滑油基礎(chǔ)油是通過將大豆油氫化而得到的，本發(fā)明的潤滑油基礎(chǔ)油無 毒，具有良好的潤滑性能和抗氧化性能，能夠生物降解，是具有廣泛應(yīng)用前景的綠色潤滑油 基礎(chǔ)油。


圖1為本發(fā)明潤滑油基礎(chǔ)油在不同溫度下的POV值；圖2為原料大豆油在不同溫度下的POV值；圖3為本發(fā)明潤滑油基礎(chǔ)油在不同溫度下的AV值；圖4為原料大豆油在不同溫度下的AV值；圖5為抗氧化劑對本發(fā)明潤滑油基礎(chǔ)油的抗氧化性的影響圖；圖6為避光保存對本發(fā)明潤滑油基礎(chǔ)油的抗氧化性的影響圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，應(yīng)該理解的是，這些實施例僅用于例證 的目的，決不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明實施例中所用的試劑及設(shè)備如下試劑氧氣(純度> 99.9% )，購自哈爾濱黎明氣體有限公司；硫代硫酸鈉，購自天津市天力化學(xué)試劑有限公司；碘化鉀，購自天津市永大化學(xué)試劑開發(fā)中心；乙醚，購自天津市科密歐化學(xué)試劑開發(fā)中心；95%乙醇，購自天津市東麗區(qū)天大化學(xué)試劑廠；氫氧化鉀，購自天津市東天正精細(xì)化學(xué)試劑廠；TBHQ,購自天津市東麗區(qū)天大化學(xué)試劑廠；可溶性淀粉，購自天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所，以上試劑均為分析純。Pd/C (工業(yè)品)，購自上海迅凱化工科技有限公司。設(shè)備高壓釜、恒溫水浴鍋，購自上海申生科技有限公司；
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YHWl 104遠(yuǎn)紅外恒溫干燥箱，購自天津北華儀器廠；低速離心機(jī)，購自北京醫(yī)用離心機(jī)廠；電子分析天平，購自梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。原料及質(zhì)量指標(biāo)大豆三級油(九三糧油工業(yè)集團(tuán)有限公司)酸值(AV) 0. 8mgK0H/g ；過氧化值 (POV) 5. 5mmol/kg ；水分及揮發(fā)物0. 07% ；不溶性雜質(zhì)0. 04% ；溶劑殘留量(mg/kg)無。實施例1取90g大豆三級油和按大豆油的重量為基礎(chǔ)計0. 06 % (54mg)的催化劑鈀碳置于 高壓釜中，通入氫氣，用水浴鍋控制反應(yīng)溫度為65°C，反應(yīng)壓力為2MPa，反應(yīng)25min后，停 止反應(yīng)，將反應(yīng)混合物倒入離心機(jī)中進(jìn)行離心分離，離心機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)為3000r/min，離心10分 鐘，取出上層清液，即得到潤滑油基礎(chǔ)油樣品75g。測得其過氧化值為5. 6mmol/kg，粘度為 23mPa · s。實施例2取IOOg大豆三級油和0. 05% (54mg)的催化劑鈀碳置于高壓釜中，通入氫氣，用水 浴鍋控制反應(yīng)溫度為70°C，反應(yīng)壓力為3MPa，反應(yīng)30min后，停止反應(yīng)，將反應(yīng)混合物倒入 離心機(jī)中進(jìn)行離心分離，離心機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)為3000r/min，離心10分鐘，取出上層清液，即得到 潤滑油基礎(chǔ)油樣品85g。測得其過氧化值為19. 8mmol/kg，粘度為30mPa · s。實施例3取60g大豆三級油和0. 07% (42mg)的催化劑鈀碳置于高壓釜中，通入氫氣，用水 浴鍋控制反應(yīng)溫度為75°C，反應(yīng)壓力為3MPa，反應(yīng)25min后，停止反應(yīng)，將反應(yīng)混合物倒入 離心機(jī)中進(jìn)行離心分離，離心機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)為3000r/min，離心10分鐘，取出上層清液，即得到 潤滑油基礎(chǔ)油樣品40g。測得其過氧化值為28. 3mmol/kg，粘度為26mPa · s。實施例4取120g大豆三級油和0. 06% (72mg)的催化劑鈀碳置于高壓釜中，通入氫氣，用水 浴鍋控制反應(yīng)溫度為70°C，反應(yīng)壓力為4MPa，反應(yīng)25min后，停止反應(yīng)，將反應(yīng)混合物倒入 離心機(jī)中進(jìn)行離心分離，離心機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)為3000r/min，離心10分鐘，取出上層清液，即得到 潤滑油基礎(chǔ)油樣品100g。測得其過氧化值為20. 7mmol/kg，粘度為24mPa · s。實驗例1本發(fā)明潤滑油基礎(chǔ)油指標(biāo)的測定潤滑油基礎(chǔ)油指標(biāo)的測定方法具體如下取7個250ml燒杯各加入35g實施例1的潤滑油基礎(chǔ)油樣品，分別置于常溫和 60°C、8(TC、10(rC的恒溫干燥箱中，其余三個樣品分別加入叔丁基對苯二酚(TBHQ)按樣品 的重量為基礎(chǔ)計3% (1.05g),6% (2. IOg)和9% (3. 15g)(用Iml無水乙醇溶解TBHQ后力口 入到樣品中)，置于60°C恒溫干燥箱中，每隔1周測定各樣品的過氧化值以及測定沒有添加 TBHQ樣品的酸值，共測6周。以原料大豆油做空白實驗。過氧化值(POV)的測定是按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5538-95執(zhí)行，測定結(jié)果表示為每千克 油脂中過氧化物氧的毫摩爾數(shù)(mmol/kg)。酸值(AV)的測定是按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5530-98執(zhí)行，結(jié)果表示為Ig油脂消耗氫氧 化鉀的質(zhì)量(mg)。結(jié)果如圖1、圖2、圖3、圖4所示。
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從圖1、2、3和4中可知，在不同溫度下，大豆油經(jīng)化學(xué)改性后所得的潤滑油基礎(chǔ)油 的抗氧化性比原料大豆油的要好。隨著溫度的升高，本發(fā)明潤滑油基礎(chǔ)油和大豆油的POV 值和AV值都升高；溫度越高，升高的趨勢越快；在25°C時，樣品油的酸值和抗氧化值升高的 比較緩慢，所以樣品油可以此溫度下保存。以上結(jié)果表明在相同時間內(nèi)，本發(fā)明的潤滑油基礎(chǔ)油和原料大豆油的POV值和 AV值均與加熱的溫度有關(guān)。原因可能是由于溫度高，所產(chǎn)生的熱量越大，對油脂的穩(wěn)定性影 響越大。脂肪酸尤其是不飽和脂肪酸的分解斷裂產(chǎn)生的小分子化合物進(jìn)一步氧化產(chǎn)生有機(jī) 酸的緣故。實驗例2抗氧化劑對本發(fā)明潤滑油基礎(chǔ)油的抗氧化性的影響試驗方法在60°C下向?qū)嵤├?的潤滑油基礎(chǔ)油中分別加入按潤滑油基礎(chǔ)油的重 量為基礎(chǔ)計3%、6%、9%的抗氧化劑TBHQ (叔丁基對苯二酚)，同時做空白試驗，研究本發(fā) 明潤滑油基礎(chǔ)油的抗氧化性。結(jié)果如圖5所示。從圖5可以看出，添加抗氧化劑之后，潤滑油基礎(chǔ)油的抗氧化性顯著提高，6%和 9%添加量的潤滑油基礎(chǔ)油抗氧化性比添加3%的強(qiáng)；6%和9%添加量的兩個潤滑油基礎(chǔ) 油相對比，其POV值的變化差別不是很大。這可能是由于抗氧化劑的添加量達(dá)到一定量的 時候，其抗氧化效果與其添加量已不成正比。因此，60°C時，向潤滑油基礎(chǔ)油中添加6%的抗 氧化劑TBHQ較適宜。實驗例3避光保存對本發(fā)明潤滑油基礎(chǔ)油的抗氧化性的影響實驗條件為25°C，實驗結(jié)果如圖6所示。從圖6可以看出，25°C時避光保存本發(fā)明潤滑油基礎(chǔ)油的抗氧化性比自然放置的 稍強(qiáng)一點，作用是十分明顯的。這是因為潤滑油基礎(chǔ)油受光照的影響，發(fā)生了復(fù)雜的化學(xué)變 化，導(dǎo)致了油的劣變。因此，潤滑油基礎(chǔ)油在常溫避光下保存較為適宜，這樣可延緩油的氧 化速度。本發(fā)明的潤滑油基礎(chǔ)油比化學(xué)改性前的大豆油的抗氧化性能好，本發(fā)明的潤滑油 基礎(chǔ)油在25°C下避光保存較為適宜。在不同條件下潤滑油基礎(chǔ)油的POV值有明顯差異，隨 著溫度的升高，時間的延長，POV值和AV值都上升，抗氧化性能下降。在使用過程中，當(dāng)溫 度為60°C時向潤滑油基礎(chǔ)油中添加按潤滑油基礎(chǔ)油的重量為基礎(chǔ)計6%的抗氧化劑TBHQ， 可以達(dá)到良好的抗氧化效果，而且保證了無毒性。使用周期預(yù)計為六個月。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，對本發(fā)明而言僅僅是說明性的，而非限制性 的。本專業(yè)技術(shù)人員理解，在本發(fā)明權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)可對其進(jìn)行許多改變， 修改，甚至等效，但都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種潤滑油基礎(chǔ)油，其特征在于，所述潤滑油基礎(chǔ)油是化學(xué)改性的大豆油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潤滑油基礎(chǔ)油，其特征在于，所述化學(xué)改性是氫化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的潤滑油基礎(chǔ)油，其特征在于，所述氫化是大豆油與氫氣在催 化劑的存在下進(jìn)行反應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的潤滑油基礎(chǔ)油，其特征在于，所述催化劑的量按大豆油的重 量為基礎(chǔ)計為0. 05-0. 1 %，優(yōu)選0. 07% ；所述催化劑為鈀/碳； 所述氫化的溫度為65-75°C，優(yōu)選70°C ； 所述氫化的壓力為2-4MPa，優(yōu)選2MPa ； 所述氫化的反應(yīng)時間為25-35min，優(yōu)選25min。
5.一種制備權(quán)利要求1所述的潤滑油基礎(chǔ)油的方法，其特征在于，包括如下步驟a、在催化劑的存在下使大豆油與氫氣進(jìn)行氫化反應(yīng)；b、將反應(yīng)混合物進(jìn)行離心分離得到潤滑油基礎(chǔ)油。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述催化劑的量是按大豆油的重量為基 礎(chǔ)計 0. 05-0. 1 %，優(yōu)選 0.07%。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述催化劑為鈀/碳。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述氫化反應(yīng)的溫度為65-75°C，優(yōu) 選 70°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述氫化反應(yīng)的壓力為2-4MPa，優(yōu)選 2MPa。
10.權(quán)利要求1-4中任一項所述的潤滑油基礎(chǔ)油在食品、機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種潤滑油基礎(chǔ)油。本發(fā)明潤滑油基礎(chǔ)油是化學(xué)改性的大豆油，所述化學(xué)改性為氫化。本發(fā)明的潤滑油基礎(chǔ)油無毒，具有良好的潤滑性能和抗氧化性能，能夠生物降解，是具有廣泛應(yīng)用前景的綠色潤滑油基礎(chǔ)油。
文檔編號C11C3/12GK101892111SQ201010230099
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月19日
發(fā)明者劉曉潔, 姚磊, 孫樹坤, 富校軼, 曹鳳芹, 李宏偉, 趙英, 邵弘, 鄭環(huán)宇, 陳克杰, 陳昊 申請人:黑龍江省大豆技術(shù)開發(fā)研究中心