以生物油為基礎(chǔ)油的環(huán)保潤(rùn)滑油及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種以生物油為基礎(chǔ)油的環(huán)保潤(rùn)滑油及其制備方法，由以下質(zhì)量百分比的原料組成：清凈分散劑0.4-3.2％，抗氧化劑1.2-2.8％，潤(rùn)滑改進(jìn)劑1-3.6％，協(xié)同潤(rùn)滑劑0.6-3.6％，降解催化劑0.05-0.5％，粘度指數(shù)改進(jìn)劑1-5.5％，基礎(chǔ)油86-95％；該潤(rùn)滑油的制備方法，由精制、脫水、混料分散等單元操作依次構(gòu)成。與現(xiàn)有產(chǎn)品或技術(shù)相比，本發(fā)明的產(chǎn)品環(huán)保、基礎(chǔ)油可再生、基礎(chǔ)油與添加劑的相容性好、抗氧化安定性強(qiáng)、具有良好穩(wěn)定的潤(rùn)滑性能、制備方法工藝簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】以生物油為基礎(chǔ)油的環(huán)保潤(rùn)滑油及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種環(huán)保潤(rùn)滑油及其制備方法，具體的說是一種以生物油為基礎(chǔ)油的 環(huán)保潤(rùn)滑油及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 潤(rùn)滑是減小摩擦，降低材料磨損的主要技術(shù)之一，采用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑是目前機(jī)械部 件減摩抗磨的主要措施。近年來，隨著各種機(jī)械部件服役工況的日益強(qiáng)化，對(duì)潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑 性能提出了新的要求，尤其是環(huán)境保護(hù)要求的提升，使得潤(rùn)滑油在保持高效潤(rùn)滑性的同時(shí) 具備良好的環(huán)保性能，過去的一些具有良好潤(rùn)滑性能的添加劑已經(jīng)不適合現(xiàn)代環(huán)保要求的 潤(rùn)滑油使用了。
[0003] 潤(rùn)滑油主要由基礎(chǔ)油和添加劑構(gòu)成。目前，潤(rùn)滑油的基礎(chǔ)油主要包括了礦物基礎(chǔ) 油、合成基礎(chǔ)油以及生物基礎(chǔ)油三大類。礦物基礎(chǔ)油由于來自化石原油，具有不可再生、廢 油排放后難降解造成環(huán)境污染等因素已受到越來越多的限制；合成基礎(chǔ)油主要以聚a烯 烴油為代表，具有較好的抗氧化性能與低溫性能，然而，復(fù)雜的制備工藝以及較高的設(shè)備投 資限制了該類基礎(chǔ)油的大面積推廣；生物基礎(chǔ)油主要以植物油為代表，具有其可再生、廢油 易降解等優(yōu)勢(shì)，但是，植物油的抗氧化安定性以及與添加劑的相容性較差，導(dǎo)致其應(yīng)用受到 限制。此外，添加劑的配方組成、含量、添加的工藝與基礎(chǔ)油的性質(zhì)密切相關(guān)，也即潤(rùn)滑油的 組成與制備方法均會(huì)對(duì)潤(rùn)滑油的性能產(chǎn)生重要影響，因此，開發(fā)新型環(huán)保潤(rùn)滑油適應(yīng)當(dāng)前 社會(huì)的發(fā)展具有重要意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就是要提供一種以生物油為基礎(chǔ)油的環(huán)保潤(rùn)滑油及其制備方法，由 可再生、清潔無污染的基礎(chǔ)油以及與其具有良好相容性的添加劑構(gòu)成，并具有良好的潤(rùn)滑 效果。
[0005] 本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0006] 本發(fā)明以生物油為基礎(chǔ)油的環(huán)保潤(rùn)滑油的特點(diǎn)是由以下質(zhì)量百分比的原料組 成：
[0007] 濟(jì)汴分散劑 0.4-3.2% 抗試化劑 1.2-2.8% 潤(rùn)滑改進(jìn)劑 1-3.6% 丨辦 M 洲 Hl'ifll 0.6-3.6%
[0008] 降解_化劑 0,05-0,5% 粘度指數(shù)改進(jìn)劑 1-5.5% 暴礎(chǔ)油 86-95%
[0009] 所述的清凈分散劑為丁二酰亞胺與吐溫80質(zhì)量比為1:1-3的混合物；所述的抗氧 化劑為2, 5-二叔丁基對(duì)苯二酚及其衍生物；所述的潤(rùn)滑改進(jìn)劑為粒徑為50-300nm的無機(jī) 類富勒烯二硫化鑰；所述的協(xié)同潤(rùn)滑劑為單層石墨烯；所述的降解催化劑粒徑為50-80nm 的二氧化鈦；所述的粘度指數(shù)改進(jìn)劑為Z均分子量為3萬-8萬的聚甲基丙烯酸酯；所述的 基礎(chǔ)油為生物油，其成分經(jīng)氣-質(zhì)聯(lián)用檢測(cè)的峰面積相對(duì)百分?jǐn)?shù)為：1-甲基-5-羰基-L-脯 氨酸甲酯4. 28 %，N- (3-甲基丁基）乙酰胺4. 28 %，2-哌啶酮9. 26 %，鄰苯二甲酸單乙基己 基酯-13C49. 17%，4-甲氧基-4-甲基-1,2-戊二烯 21. 09%，5, 6, 7, 7a-四氫-4, 4, 7a-三 甲基-2(4H)_苯并呋喃酮12. 38 %，4, 4-二甲基-1,3-環(huán)已烷二酮5.03 %，D-鳥氨酸 7. 18%，2_環(huán)丙基丁烷12. 68%，L-脯氨酸甲酯14. 65%。
[0010] 本發(fā)明環(huán)保潤(rùn)滑油的制備方法的特點(diǎn)是：由精制、脫水、混料分散等單元操作依次 構(gòu)成，具體為：精制是先將生物油中分別加入占生物油質(zhì)量1-4%的ZSM-5沸石分子篩和 占生物油質(zhì)量2-8%的白土，在70-80°C恒溫?cái)嚢?-4h，過濾除去油中固體顆粒；脫水是將 配比量的清凈分散劑加入精制后的生物油中，攪拌均勻后，再加入抗氧化劑，繼續(xù)攪拌均勻 后，將體系升溫至l〇5_115°C，保溫10_30min完成；混料分散是將脫水后的生物油溫度降至 50-70°C恒溫?cái)嚢瑁瑢⑴浔攘康臐?rùn)滑改進(jìn)劑、協(xié)同潤(rùn)滑劑、降解催化劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑依次 分別加入到生物油中，其中，每次加入一種添加劑都先用400-600rpm攪拌5-8min后，再加 下一種添加劑，全部添加劑加完后，繼續(xù)恒溫?cái)嚢?0-30min后降低至室溫即得。
[0011] 與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在：
[0012] 1、本發(fā)明的產(chǎn)品具有環(huán)保優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明的基礎(chǔ)油和添加劑均是對(duì)環(huán)境無毒無害的 環(huán)保型原料，且含有一種粒徑為50-80nm的二氧化鈦降解催化劑，該添加劑在潤(rùn)滑油使用 排放廢油后，在光照情況下能迅速催化降解潤(rùn)滑廢油中的成分，很快被環(huán)境吸收，不會(huì)造成 廢油污染環(huán)境。
[0013] 2、本發(fā)明的基礎(chǔ)油生物油具有可再生的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明所采用的生物油是由藻類生 物質(zhì)螺旋藻水熱液化所制備的生物質(zhì)原油經(jīng)過催化酯化后得到的，由于生物質(zhì)原料具有可 再生、生物量大、繁殖速度快等優(yōu)勢(shì)，所制備的生物油也是可再生的，這與傳統(tǒng)來自化石能 源的基礎(chǔ)油相比，具有明顯的維持人類可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)效益。
[0014] 3、本發(fā)明的基礎(chǔ)油與添加劑的相容性好、產(chǎn)品抗氧化安定性強(qiáng)、具有良好穩(wěn)定的 潤(rùn)滑性能。通過先將清凈分散劑與抗氧化劑添加在生物油中，對(duì)后面的添加劑起到原位修 飾與保護(hù)作用，可明顯增強(qiáng)添加劑在生物油中的分散性與抗氧化安定性能；此外，利用納米 無機(jī)類富勒烯二硫化鑰的"微滾珠效應(yīng)"、單層石墨烯與摩擦副基體吸附作用，可以起到協(xié) 同潤(rùn)滑效果，與目前市場(chǎng)上傳統(tǒng)潤(rùn)滑油相比，本發(fā)明的產(chǎn)品能顯著改善摩擦副的潤(rùn)滑狀態(tài)， 降低摩擦副之間的摩擦系數(shù)以及材料的磨損量。
[0015] 4、本發(fā)明的制備方法工藝簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明的制備方法由精制、脫 水、混料分散等三個(gè)基本的化工單元操作，一般的潤(rùn)滑油或相關(guān)化工材料類生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)有 的設(shè)備均能滿足相關(guān)的制備條件，無需另外新增設(shè)備投資或技術(shù)改造。 具體實(shí)施例
[0016] 為更好的理解本發(fā)明，通過以下具體實(shí)施例說明本發(fā)明，并不限制本發(fā)明；以下所 用的生物油，其成分經(jīng)氣-質(zhì)聯(lián)用檢測(cè)的峰面積相對(duì)百分?jǐn)?shù)為：1-甲基-5-羰基-L-脯氨酸 甲酯4.28%，N-(3-甲基丁基）乙酰胺4. 28%，2_哌啶酮9. 26%，鄰苯二甲酸單乙基己基 酯-13C49. 17%，4-甲氧基-4-甲基-1,2-戊二烯 21. 09%，5, 6, 7, 7a-四氫-4, 4, 7a-三甲 基-2 (4H)-苯并呋喃酮12. 38 %，4, 4-二甲基-1，3-環(huán)已烷二酮5. 03 %，D-鳥氨酸7. 18 %， 2-環(huán)丙基丁烷12. 68%，L-脯氨酸甲酯14. 65%。
[0017] 例1 :取88. 6g生物油，分別加入2. 0g ZSM-5沸石分子篩和4. 0g白土，在70°C恒 溫?cái)嚢?h，過濾除去油中固體顆粒，完成精制；將丁二酰亞胺與吐溫80質(zhì)量比為1:1的混 合物1. 2g加入精制后的生物油中，攪拌均勻后，再加入1. 6g 2, 5-二叔丁基對(duì)苯二酚，繼續(xù) 攪拌均勻后，將體系升溫至l〇5°C，保溫30min，完成脫水；將脫水后的生物油溫度降至55°C 恒溫?cái)嚢?，?. 4g粒徑為80-110nm的無機(jī)類富勒烯二硫化鑰、0. 6g單層石墨烯，0. lg粒徑 為50-80nm的二氧化鈦、5. 5g Z均分子量為6. 8萬的聚甲基丙烯酸酯依次分別加入到生物 油中，其中，每次加入一種添加劑都先用400rpm攪拌6min后，再加下一種添加劑，全部添加 劑加完后，繼續(xù)恒溫?cái)嚢?0min后降低至室溫即得。
[0018] 例2 :取92g生物油，分別加入2. 2g ZSM-5沸石分子篩和3. 6g白土，在75°C恒溫 攪拌3h，過濾除去油中固體顆粒，完成精制；將丁二酰亞胺與吐溫80質(zhì)量比為1:2的混合 物0. 6g加入精制后的生物油中，攪拌均勻后，再加入1. 2g 2, 5-二叔丁基-3-甲基對(duì)苯二 酚，繼續(xù)攪拌均勻后，將體系升溫至1 l〇°C，保溫25min，完成脫水；將脫水后的生物油溫度 降至50°C恒溫?cái)嚢?，?. 6g粒徑為50-70nm的無機(jī)類富勒烯二硫化鑰、1. 2g單層石墨烯， 0. 2g粒徑為50-80nm的二氧化鈦、3. 2g Z均分子量為6. 8萬的聚甲基丙烯酸酯依次分別加 入到生物油中，其中，每次加入一種添加劑都先用600rpm攪拌5min后，再加下一種添加劑， 全部添加劑加完后，繼續(xù)恒溫?cái)嚢?5min后降低至室溫即得。
[0019] 例3 :取86. 8g生物油，分別加入1. 0g ZSM-5沸石分子篩和5. 0g白土，在80°C恒 溫?cái)嚢?h，過濾除去油中固體顆粒，完成精制；將丁二酰亞胺與吐溫80質(zhì)量比為1:3的混 合物2. 8g加入精制后的生物油中，攪拌均勻后，再加入2. 6g 2, 5-二叔丁基對(duì)苯二酚，繼續(xù) 攪拌均勻后，將體系升溫至115°C，保溫15min，完成脫水；將脫水后的生物油溫度降至60°C 恒溫?cái)嚢瑁瑢?. 6g粒徑為200-300nm的無機(jī)類富勒烯二硫化鑰、2. 4g單層石墨烯，0. 3g粒 徑為50-80nm的二氧化鈦、1. 5g Z均分子量為6. 2萬的聚甲基丙烯酸酯依次分別加入到生 物油中，其中，每次加入一種添加劑都先用500rpm攪拌6min后，再加下一種添加劑，全部添 加劑加完后，繼續(xù)恒溫?cái)嚢?0min后降低至室溫即得。
[0020] 實(shí)施例中潤(rùn)滑油的性能如表1所示，從中可以看出，本發(fā)明的基礎(chǔ)油與添加劑的 相容性好；與目前市場(chǎng)較常用的傳統(tǒng)全配方潤(rùn)滑油產(chǎn)品CD SAE 15W-40相比，本發(fā)明的潤(rùn) 滑油抗氧化安定性較強(qiáng)，且摩擦副的摩擦系數(shù)和磨損量均顯著降低，表明本發(fā)明的潤(rùn)滑油 具有更好的潤(rùn)滑性能；此外，本產(chǎn)品還具有較短的廢油光照降解時(shí)間。
[0021] 表1:潤(rùn)滑油性能
[0022]

【權(quán)利要求】
1. 一種以生物油為基礎(chǔ)油的環(huán)保潤(rùn)滑油，由以下質(zhì)量百分比的原料組成： 獅分散劑 0.4-3.2% 抗試化劑 1.2-2.8% 潤(rùn)滑改進(jìn)劑 i-3.6% I辦M潤(rùn)消'劑 0.6-3.6% 降解催化劑 0,05-0,5% 粘度指數(shù)改進(jìn)劑 1-5.5% 油 86-95% 所述的清凈分散劑為丁二酰亞胺與吐溫80質(zhì)量比為1:1-3的混合物；所述的抗氧化劑 為2, 5-二叔丁基對(duì)苯二酚及其衍生物；所述的潤(rùn)滑改進(jìn)劑為粒徑為50-300nm的無機(jī)類富 勒烯二硫化鑰；所述的協(xié)同潤(rùn)滑劑為單層石墨烯；所述的降解催化劑粒徑為50-80nm的二 氧化鈦；所述的粘度指數(shù)改進(jìn)劑為Z均分子量為3萬-8萬的聚甲基丙烯酸酯；所述的基礎(chǔ) 油為生物油，其成分經(jīng)氣-質(zhì)聯(lián)用檢測(cè)的峰面積相對(duì)百分?jǐn)?shù)為：1-甲基-5-羰基-L-脯氨酸 甲酯4.28%，N-(3-甲基丁基）乙酰胺4. 28%，2_哌啶酮9. 26%，鄰苯二甲酸單乙基己基 酯-13C49. 17%，4-甲氧基-4-甲基-1,2-戊二烯21. 09%，5, 6, 7, 7a-四氫-4, 4, 7a-三甲 基-2 (4H)-苯并呋喃酮12. 38%，4, 4-二甲基-1，3-環(huán)已烷二酮5. 03%，D-鳥氨酸7. 18%， 2-環(huán)丙基丁烷12. 68%，L-脯氨酸甲酯14. 65%。
2. -種權(quán)利要求1所述的環(huán)保潤(rùn)滑油的制備方法，其特征在于，由精制、脫水、混料 分散等單元操作依次構(gòu)成，具體為：精制是先將生物油中分別加入占生物油質(zhì)量1-4 %的 ZSM-5沸石分子篩和占生物油質(zhì)量2-8%的白土，在70-80°C恒溫?cái)嚢?-4h，過濾除去油中 固體顆粒；脫水是將配比量的清凈分散劑加入精制后的生物油中，攪拌均勻后，再加入抗氧 化劑，繼續(xù)攪拌均勻后，將體系升溫至105-115°C，保溫10_30min完成；混料分散是將脫水 后的生物油溫度降至50-70°C恒溫?cái)嚢?，將配比量的?rùn)滑改進(jìn)劑、協(xié)同潤(rùn)滑劑、降解催化劑、 粘度指數(shù)改進(jìn)劑依次分別加入到生物油中，其中，每次加入一種添加劑都先用400-600rpm 攪拌5-8min后，再加下一種添加劑，全部添加劑加完后，繼續(xù)恒溫?cái)嚢?0-30min后降低至 室溫即得。
【文檔編號(hào)】C10M169/04GK104450069SQ201410650387
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】徐玉福, 彭玉斌, 鄭曉靜, 胡獻(xiàn)國(guó), 張斌 申請(qǐng)人:合肥工業(yè)大學(xué)