一种改性石墨烯增效的生物降解乳化油及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种改性石墨烯增效的可生物降解乳化油及其制备方法，包括以下步骤：将乳化剂与基础油混合后搅拌均匀，再加入改性石墨烯和功能性添加剂后搅拌均匀制得；其中所述基础油包括环烷基础油30

【技术实现步骤摘要】
一种改性石墨烯增效的生物降解乳化油及其制备方法


[0001]本专利技术属于本专利技术属于润滑组合物领域，具体涉及一种改性石墨烯增效的生物降解乳化油及其制备方法

技术介绍

[0002]乳化油是由基础油加入适量的防锈剂、乳化剂而制得的一种产品，是一种集清洗、润滑、冷却、防锈等多种功效为一身的多功能性加工油，多用于金属加工行业，属于金属加工液的一种。
[0003]近年来，随着国内的金属加工产业的飞速发展，金属加工液的用量也逐年增加，而乳化型的金属加工液在其中占有很大的比例。由于乳化型的金属加工油多以矿物油成分为主，其生物降解能力差，在使用和回收处理的过程中会带来一系列的环境问题。随着国家环保法规的日益严格，环保型乳化油的开发应用，减少金属加工液对环境造成的不良影响，成为日前金属加工液发展的趋势。
[0004]乳化油被水稀释后成为乳化液应用于金属加工领域，在金属加工过程中，不仅要求乳化油有好的冷却、防锈功能，还要有好的润滑和抗极压能力，来有效降低切削、冲压、拉拔过程中对刀具及工件造成的损伤。传统配方中通常采用含硫、含磷、含氯的极压剂来提高金属加工液的抗极压能力，但这些添加剂的使用也会带来金属加工液防腐蚀能力的下降，因此在使用过程中要综合考虑金属材质和金属加工的类型。
[0005]中国专利文献CN108384613A披露了一种基于石墨烯的高效润滑型防锈乳化油，按重量份数计算，包括如下组分：基础油65
‑
85份，乳化稳定剂6
‑
12份，改性石墨粉10
‑
>15份，防锈剂4
‑
7份，缓蚀剂0.5
‑
1.5份，抗硬水剂0.2
‑
1份。其中，基础油为N7号机械油、N10号机械油、N15号机械油中的一种或几种的组合；乳化稳定剂为油酸三乙醇胺、十二烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠、OP
‑
10、吐温
‑
65、吐温
‑
85中的一种或几种的组合；改性石墨粉为1
‑
氨基
‑
5，6，7，8
‑
四氢化萘接枝的石墨粉；防锈剂为葡萄糖酸钠或三乙醇胺；缓蚀剂为苯并三氮唑或磷酸酯；抗硬水剂为乙二胺四乙酸四钠或羟乙基乙二胺三乙酸钠。该技术通过将四氢化萘结构接枝于石墨材料表面，赋予了石墨材料向切削过程中温度较高的工件及刀具表面移动的趋势，并且能较为稳定地附着于工件及刀具的表面，从而使乳化体系中更多的具有润滑功效的石墨材料能够作用于切削界面。
[0006]从该文献披露的金属加工用乳化油来看，使用的就是传统的机械润滑油作为基础油，尽管其对石墨粉进行了四氢化萘结构接枝，但其主要目的是为了使石墨材料充分作用于切削界面，对于乳化油的生物降解性和金属腐蚀性等方面完全未予考虑。
[0007]中国专利文献CN106957706A公开了一种含有改性氧化石墨烯的金属轧制油，按照重量份数包括：基础油85
‑
90重量份，含磷添加剂1
‑
5重量份，乳化剂2
‑
4重量份以及改性氧化石墨烯1
‑
5重量份；所述改性氧化石墨烯的表面接枝有C12
‑
C22烷基，所述改性氧化石墨烯与所述含磷添加剂在所述基础油中生成配位化合物。
[0008]该文献记载的基础油为新戊醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、天然棕榈油、脱脂猪油、
椰子油中一种或几种的均相组合物；乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或高分子聚合物类乳化剂中的至少一种；含磷添加剂选用有机磷酸酯或酸性磷酸铵盐中的至少一种；接枝的C12
‑
C22烷基有机物为油酸、蓖麻油或月桂醇酸。
[0009]该文献还披露所述金属轧制油中还含有抗氧剂1
‑
1.5重量份、含硫添加剂1
‑
5重量份、防锈剂1
‑
2重量份和助剂1
‑
2重量份。其中抗氧剂选用屏蔽酚型抗氧剂或胺型抗氧剂中的至少一种，含硫添加剂选用硫化烯烃、多硫化物或硫化油脂中的至少一种，防锈剂选用唑类防锈剂、羧酸类防锈剂或有机胺类防锈剂中的至少一种，助剂选用分子量大于等于400的醇类。
[0010]该文献披露的技术效果是：金属轧制油的润滑性能强，能保证在高速、高压高轧制力和多压下量下轧制的板带钢，具有光泽表面和高反射率，同时保证板带钢表面的防锈性能，还能够保证轧机的清洁性。
[0011]如前所述，尽管该专利文献披露的金属轧制用乳化油对基础油和石墨烯进行了一定的选择和改性，但根据该专利文献所述基础油为新戊醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、天然棕榈油、脱脂猪油、椰子油中一种或几种的均相组合物，其中新戊醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇均属于固体多元醇，熔点高，不适宜做基础油使用。该文献专利实施例中仅仅使用三羟甲基丙烷油酸酯和季戊四醇油酸酯作为主要基础油，而这两种基础油成本较高，且粘度较大对于乳化不利，其还添加了大量脱脂动物油或植物油作为基础油成分，其不饱和成分会影响乳化油的储存时间。而其使用的脂肪醇聚氧乙烯醚乳化剂的低温流动性稍差，不利于母液的低温保存和乳化液低温环境使用。另外，其使用常规的含磷添加剂和含硫添加剂，因此仍然不可避免带来金属加工液防腐蚀能力的下降，而且其中的部分成分并不能充分生物降解。

技术实现思路
：
[0012]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种改性石墨烯增效的生物降解乳化油的制备方法，该方法操作简单，经济实用，由该乳化油所配乳液除具有良好的润滑、清洗、防锈、冷却的性能外，在极压抗磨和抗氧防腐方面表现突出，同时具有高的生物降解性，可广泛应用于切屑、轧制及液压等用途。
[0013]为实现上述目的，本专利技术提供以下具体技术方案：
[0014]本专利技术提供了一种改性石墨烯增效的可生物降解乳化油的制备方法，包括以下步骤：将乳化剂与基础油混合后搅拌均匀，再加入改性石墨烯和功能性添加剂后搅拌均匀制得；其中所述基础油包括环烷基础油30
‑
60份、生物柴油5
‑
30份、油酸酯10
‑
40份和油酸1
‑
5份。
[0015]优选地，所述油酸酯选自1,4
‑
丁二醇油酸酯、三羟甲基丙烷油酸酯和季戊四醇油酸酯中的一种或多种。
[0016]进一步优选地，所述环烷基础油在40℃的运动粘度为15
‑
60mm2/s。
[0017]优选地，所述改性石墨烯为0.3
‑
1.0份的经丁醇或异辛醇酯化改性后的氧化石墨烯。
[0018]优选地，所述乳化剂为5
‑
15份的至少两种壬基酚聚氧乙烯醚类乳化剂的复合型乳化剂。
[0019]优选地，所述功能性添加剂包括1
‑
3份的防锈剂。
[0020]优选地，所述功能性添加剂包括0.1
‑
0.5份的缓蚀剂。
[0021]优选地，所述功能性添加剂包括0.01本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性石墨烯增效的可生物降解乳化油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将乳化剂与基础油混合后搅拌均匀，再加入改性石墨烯和功能性添加剂后搅拌均匀制得；其中所述基础油包括环烷基础油30
‑
60份、生物柴油5
‑
30份、油酸酯10
‑
40份和油酸1
‑
5份。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述油酸酯选自1,4
‑
丁二醇油酸酯、三羟甲基丙烷油酸酯和季戊四醇油酸酯中的一种或多种。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述环烷基础油在40℃的运动粘度为15
‑
60mm2/s。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述改性石墨烯为0.3
‑
1.0份的经丁醇或异辛醇酯化改性后的氧化石墨烯。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述乳化剂为5
‑
15份的至少两种壬基酚聚氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡国星，李柏亚，杨兵，杨秋红，
申请(专利权)人：重庆长寿绿色化工与新材料产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：