一种可生物降解的环保型润滑剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可生物降解的环保型润滑剂及其制备方法，该润滑剂包括以下组分：植物油、抗氧剂、乳化剂、碳酸钠、盐酸和离子液体；该润滑剂的制备方法为：植物油脂肪酸甲酯的制备；一次改性植物油的制备；环氧化一次改性植物油的制备；二次改性植物油的制备；将二次改性植物油、离子液体、抗氧剂、乳化剂、碳酸钠和盐酸依次加入反应器中，搅拌，得到润滑剂；植物油经过一次改性和二次改性后，既消除了植物油中的C=C双键，又替换掉了植物油分子中的甘油，从而得到氧化稳定性较好的改性植物油，实验结果表明，本发明专利技术所制得的润滑剂具有很好的生物降解性和润滑效果。

【技术实现步骤摘要】
一种可生物降解的环保型润滑剂及其制备方法
本专利技术涉及润滑剂
，具体是一种可生物降解的环保型润滑剂及其制备方法。
技术介绍
润滑剂在减小机械磨损、延长设备使用寿命等方面起着关键作用，润滑剂按其物质形态可分为液体润滑剂（矿物油、合成油、水基油、动植物油）、润滑脂、固体润滑剂（石墨、二硫化钼）和气体润滑剂（空气、氦气、氮气、氢气等），与其他润滑剂相比，液体润滑剂的应用较为广泛，它具有较宽的粘度范围，低噪声，高热导率等特点，可适用于多种工作条件下的摩擦副和运动部件，而且产品资源丰富，价格低廉，容易获得。19世纪末，矿物油已逐步成为润滑剂的主流，进入20世纪后，内燃机和汽车工业的发展，摩擦副需要长期工作在高温和高压的恶劣工况条件下，这就要求润滑油有较高的工作温度范围和性能稳定性，因而合成油得到了广泛的应用，其中，硅类油具有较宽的温度范围和高的粘度指数，在航空航天领域得到广泛应用，PAO（聚α烯烃）和聚酯等也应用于飞机制造业，这些合成润滑剂扩大了液体薄膜润滑的使用温度范围，从-70℃到300℃，但是在合成润滑油的使用过程中，发现其本身存在一些缺陷，例如较低的极性，边界润滑能力差和高温使用受限等，这就要求人们不断地努力探索高性能润滑剂。大量润滑油在生产、使用和排放过程中由于渗透、泄漏、溢出和处理不当，而造成的环境问题严重污染着土壤和水资源，破坏着生态环境和生态平衡，这些环境问题随着人们环境危机意识的日益增强而越来越受到重视，发展具有生物降解性的环保型润滑油是解决这一问题的有效途径，是未来润滑油行业的发展方向。植物油基润滑油具有良好的可持续生产性、可生物降解性能，挥发性低、高闪点受到人们的广泛关注，但现有技术中的植物油基润滑油氧化稳定性差，润滑效果还有待进一步提高，这些缺陷限制了植物油基润滑油的进一步发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可生物降解的环保型润滑剂及其制备方法，以解决现有技术中的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种可生物降解的环保型润滑剂，该润滑剂包括以下重量份数的组分：植物油30-50份、抗氧剂3-8份、乳化剂2-10份、碳酸钠1-3份和盐酸3-5份。作为优化，该新型润滑油还包括1-10重量份数的离子液体，离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体、1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体、季膦盐磷酸酯离子液体或1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体中的任意一种。当将该润滑剂用于机械设备时，该润滑剂中的离子液体易于在机械设备表面发生复杂的摩擦化学反应而生成一层摩擦反应膜，该摩擦反应膜有较低的剪切强度且相对平整光滑，从而使该新型润滑油具有很好的润滑效果。作为优化，植物油为改性植物油，改性植物油由植物油经过甲醇、三羟甲基乙烷、冰醋酸、过氧化氢和有机酸改性制得。本专利技术采用改性植物油作为基础油，具有良好的生物降解性，植物油经过一系列的改性之后，既消除了植物油中的C=C双键，又替换掉了植物油分子中的甘油，从而得到氧化稳定性较好的改性植物油。作为优化，植物油为亚麻油、棉籽油、米糠油、油茶籽油或椰子油中的任意一种。作为优化，抗氧剂为二烷基二硫代磷酸锌、硫代二丙酸双十八酯、十二烷基硒、2,6-二叔丁基对甲酚或二烷基二硫代氨基甲酸锌中的任意一种，乳化剂为木质素磺酸盐、缩甲基纤维素、双甘油聚丙二醇醚、油酸聚氧乙烯酯或脂肪酰胺聚氧乙烯醚中的任意一种。抗氧剂一方面可以抑制过氧化物，并分解过氧化物，另一方面，抗氧剂可以清除过氧自由基，抗氧剂与过氧自由基反应，能够阻止烃链氧化反应过程中过氧化物的生成和转移，使润滑剂具有很好的抗氧化效果；乳化剂能够增强离子液体、抗氧剂、碳酸钠和盐酸与改性植物油的相容性，有利于各组分均匀分散，并且该乳化剂容易生物降解，更加环保。一种可生物降解的环保型润滑剂的制备方法，该润滑剂的制备方法包括以下步骤：（1）植物油脂肪酸甲酯的制备；（2）一次改性植物油的制备；（3）环氧化一次改性植物油的制备；（4）二次改性植物油的制备；（5）将步骤（4）所得到的二次改性植物油、离子液体、抗氧剂、乳化剂、碳酸钠和盐酸依次加入反应器中，搅拌，得到润滑剂。作为优化，一种可生物降解的环保型润滑剂的制备方法，该润滑剂的制备方法包括以下步骤：（1）取植物油加入烧瓶中，在搅拌的条件下将甲醇和氢氧化钠加入烧瓶中，加热反应，冷却，分液，减压蒸馏，得到植物油脂肪酸甲酯；（2）将步骤（1）所得的植物油脂肪酸甲酯加入烧瓶中，在搅拌的条件下将三羟甲基乙烷加入烧瓶中，再迅速加入乙醇钠，加热反应，冷却，分液，减压蒸馏，得到一次改性植物油；（3）将步骤（2）所得的一次改性植物油加入烧瓶中，在搅拌的条件下，将冰醋酸、过氧化氢和浓硫酸分别同时滴加至烧瓶中，加热反应，冷却，分液，收集环氧化一次改性植物油；（4）将步骤（3）收集的环氧化一次改性植物油倒回烧瓶中，再向烧瓶中加入有机酸和浓硫酸，搅拌，加热反应，冷却，分液，减压蒸馏，得到二次改性植物油；（5）将步骤（4）所得到的二次改性植物油、离子液体、抗氧剂、乳化剂、碳酸钠和盐酸依次加入反应器中，加热，搅拌，得到润滑剂。作为优化，一种可生物降解的环保型润滑剂的制备方法，该润滑剂的制备方法包括以下步骤：（1）取植物油加入烧瓶中，加热至50-70℃后，在搅拌的条件下将甲醇和氢氧化钠加入烧瓶中，植物油与甲醇的物质的量之比为1:4-6，氢氧化钠的质量为植物油和甲醇总质量的0.5-1%，在50-70℃下反应60-90min，自然冷却至室温，将反应混合液转移至分液漏斗中，向分液漏斗中加入稀盐酸中和至中性，静置分层，先分出下层水相，将上层植物油脂肪酸甲酯溶液在真空度为0.01-0.03MPa、温度为30-40℃下进行减压蒸馏，得到植物油脂肪酸甲酯；本专利技术先将植物油与甲醇发生酯交换反应，以甲基取代长链脂肪酸上的甘油基，将甘油三酯断裂生成长链脂肪酸甲酯，从而减短碳链长度，但是这样会降低油料的粘度；（2）将步骤（1）所得的植物油脂肪酸甲酯加入烧瓶中，加热至60-80℃，在搅拌的条件下将三羟甲基乙烷加入烧瓶中，然后再迅速加入乙醇钠，植物油脂肪酸甲酯与三羟甲基乙烷的物质的量之比为3-5:1，乙醇钠的质量为植物油脂肪酸甲酯和三羟甲基乙烷总质量的0.8-1.2%，在60-80℃下反应1-2h，自然冷却至室温，将反应混合液转移至分液漏斗中，向分液漏斗中加入稀盐酸中和至中性，静置分层，先分出下层水相，将上层一次改性植物油混合溶液在真空度为0.01-0.03MPa、温度为60-80℃下进行减压蒸馏，得到一次改性植物油；本专利技术将步骤（1）经过酯交换反应后得到的植物油脂肪酸甲酯与三羟甲基乙烷再进行酯交换反应，得到一次改性植物油，从而用不含β-H的多元醇代替植物油分子中的甘油，使植物油的稳定性得到提高；（3）将步骤（2）所得的一次改性植物油加入烧瓶中，加热至40-60℃，在搅拌的条件下，将冰醋酸、过氧化氢和浓硫酸分别同时滴加至烧瓶中，滴加速度均为20-25滴/分钟，一次改性植物油、冰醋酸与过氧化氢的物质的量之比为1:4-5:4-5，浓硫酸的质量为一次改性植物油、冰醋酸和过氧化氢总质量的0.5-1%，滴加完毕后，在60-70℃下反应3-5h，自然冷却至室温，将反应混合液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可生物降解的环保型润滑剂，其特征在于，该润滑剂包括以下重量份数的组分：植物油30‑50份、抗氧剂3‑8份、乳化剂2‑10份、碳酸钠1‑3份和盐酸3‑5份。

【技术特征摘要】
1.一种可生物降解的环保型润滑剂，其特征在于，该润滑剂包括以下重量份数的组分：植物油30-50份、抗氧剂3-8份、乳化剂2-10份、碳酸钠1-3份和盐酸3-5份。2.根据权利要求1所述的一种可生物降解的环保型润滑剂，其特征在于：该新型润滑油还包括1-10重量份数的离子液体，所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体、1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体、季膦盐磷酸酯离子液体或1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体中的任意一种。3.根据权利要求1或2所述的一种可生物降解的环保型润滑剂，其特征在于：所述植物油为改性植物油，所述改性植物油由植物油经过甲醇、三羟甲基乙烷、冰醋酸、过氧化氢和有机酸改性制得。4.根据权利要求3所述的一种可生物降解的环保型润滑剂，其特征在于：所述植物油为亚麻油、棉籽油、米糠油、油茶籽油或椰子油中的任意一种。5.根据权利要求4所述的一种可生物降解的环保型润滑剂，其特征在于：所述抗氧剂为二烷基二硫代磷酸锌、硫代二丙酸双十八酯、十二烷基硒、2,6-二叔丁基对甲酚或二烷基二硫代氨基甲酸锌中的任意一种，所述乳化剂为木质素磺酸盐、缩甲基纤维素、双甘油聚丙二醇醚、油酸聚氧乙烯酯或脂肪酰胺聚氧乙烯醚中的任意一种。6.一种可生物降解的环保型润滑剂的制备方法，其特征在于，该润滑剂的制备方法包括以下步骤：（1）植物油脂肪酸甲酯的制备；（2）一次改性植物油的制备；（3）环氧化一次改性植物油的制备；（4）二次改性植物油的制备；（5）将步骤（4）所得到的二次改性植物油、离子液体、抗氧剂、乳化剂、碳酸钠和盐酸依次加入反应器中，搅拌，得到润滑剂。7.根据权利要求6所述的一种可生物降解的环保型润滑剂的制备方法，其特征在于，该润滑剂的制备方法包括以下步骤：（1）取植物油加入烧瓶中，在搅拌的条件下将甲醇和氢氧化钠加入烧瓶中，加热反应，冷却，分液，减压蒸馏，得到植物油脂肪酸甲酯；（2）将步骤（1）所得的植物油脂肪酸甲酯加入烧瓶中，在搅拌的条件下将三羟甲基乙烷加入烧瓶中，再迅速加入乙醇钠，加热反应，冷却，分液，减压蒸馏，得到一次改性植物油；（3）将步骤（2）所得的一次改性植物油加入烧瓶中，在搅拌的条件下，将冰醋酸、过氧化氢和浓硫酸分别同时滴加至烧瓶中，加热反应，冷却，分液，收集环氧化一次改性植物油；（4）将步骤（3）收集的环氧化一次改性植物油倒回烧瓶中，再向烧瓶中加入有机酸和浓硫酸，搅拌，加热反应，冷却，分液，减压蒸馏，得到二次改性植物油；（5）将步骤（4）所得到的二次改性植物油、离子液体、抗氧剂、乳化剂、碳酸钠和盐酸依次加入反应器中，加热，搅拌，得到润滑剂。8.根据权利要求7所述的一种可生物降解的环保型润滑剂的制备方法，其特征在于，该润滑剂的制备方法包括以下步骤：（1）取植物油加入烧瓶中，加热至50...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琰，
申请(专利权)人：王琰，
类型：发明
国别省市：江苏,32