CN101892111A

CN101892111A - 一种润滑油基础油

Info

Publication number: CN101892111A
Application number: CN 201010230099
Authority: CN
Inventors: 邵弘; 曹凤芹; 陈克杰; 孙树坤; 刘晓洁; 富校轶; 赵英; 陈昊; 郑环宇; 姚磊; 李宏伟
Original assignee: Soybean Tech Development And Research Center Heilongjiang Prov
Current assignee: Soybean Tech Development And Research Center Heilongjiang Prov
Priority date: 2010-07-19
Filing date: 2010-07-19
Publication date: 2010-11-24

Abstract

本发明涉及一种润滑油基础油。本发明润滑油基础油是化学改性的大豆油，所述化学改性为氢化。本发明的润滑油基础油无毒，具有良好的润滑性能和抗氧化性能，能够生物降解，是具有广泛应用前景的绿色润滑油基础油。

Description

一种润滑油基础油

技术领域

本发明涉及一种绿色润滑油基础油，尤其涉及一种由大豆油氢化而得到的润滑油基础油。

背景技术

润滑油在各行各业得到广泛使用，对工业和经济的发展起着重要作用，在机械设备中除了能起到良好的润滑作用外，同时还起冷却、密封等作用。现在润滑油大多选用矿物油作为基础油，而矿物油生物降解性差，对环境有一定危害。随着人们环保意识的增强，润滑剂工业也向绿色环保型产品发展。植物油由于有较好的生物降解性能，越来越引起人们的高度关注，植物油的开发研究是环境允许型润滑剂研究的主要趋势。

此外，食品安全问题已经成为全球热点。食品安全问题涉及到经济、法律甚至国际间的贸易。由此可见，食品安全的重要性不容忽视。随着人类社会进步，绿色环保可再生资源的开发显得尤为重要。尤其在食品加工过程中，由于润滑油的飞溅、泄漏使食品安全受到了严重威胁。

植物油具有极好的生物降解性能，良好的润滑性能、粘温特性、无毒且可再生、价格比合成酯低。

目前为止，对植物油研制绿色润滑油基油的研究工作已经有了很大进展。绿色润滑油是指其在满足润滑油使用性能基础上，润滑油本身及耗损产物对生态环境不造成危害，或在一定程度上为环境所容许，并且自身是可再生资源。

利用植物油制取润滑油基油具有以下优点：植物油是可再生资源；具有极好的生物降解性；具有良好的润滑性能；无毒性，是一种清洁而丰富的原料。但由于其氧化稳定性较差，植物油一般不直接用作润滑油。

大豆油具有良好的润滑性能及高粘度指数和低挥发性，是一种新型可替代能源。大豆油脂中富含不饱和双键，亚油酸和亚麻酸的含量在50％-60％以上，所以大豆油不能直接用作润滑油基础油，需要进一步加工处理，以提高其氧化稳定性。提高植物油氧化稳定性可以通过化学方法来实现。如氢化、硫化、酯交换、异构化、酯化等化学方法来提高其氧化稳定性是可行的。化学改性后的大豆油抗氧化稳定性加强，用于食品加工机械中，可以对食品安全提供保障。

发明内容

本发明的目的在于提供一种润滑油基础油，该润滑油基础油是通过将大豆油进行化学改性而得到，从而提供一种可用于食品、机械等领域，具有良好的润滑性能和抗氧化性能，能够生物降解的绿色润滑油基础油。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种润滑油基础油，所述润滑油基础油是将大豆油化学改性而得到。

其中，所述化学改性是氢化。

所述氢化是大豆油与氢气在催化剂的存在下进行反应。

其中，所述催化剂的量按大豆油的重量为基础计为0.05-0.1％，优选0.07％。

所述催化剂为钯/碳。

所述氢化的温度为65-75℃，优选70℃。

所述氢化的压力为2-4MPa，优选2MPa。

所述氢化的反应时间为25-35min，优选25min。

本发明还提供了一种制备所述的润滑油基础油的方法，包括如下步骤：

a、在催化剂的存在下使大豆油与氢气进行氢化反应；

b、将反应混合物进行离心分离得到润滑油基础油。

所述催化剂为钯/碳。

所述氢化的温度为65-75℃，优选70℃。

所述氢化反应的压力为2-4MPa，优选2MPa。

本发明的润滑油基础油是通过将大豆油氢化而得到的，本发明的润滑油基础油无毒，具有良好的润滑性能和抗氧化性能，能够生物降解，是具有广泛应用前景的绿色润滑油基础油。

附图说明

图1为本发明润滑油基础油在不同温度下的POV值；

图2为原料大豆油在不同温度下的POV值；

图3为本发明润滑油基础油在不同温度下的AV值；

图4为原料大豆油在不同温度下的AV值；

图5为抗氧化剂对本发明润滑油基础油的抗氧化性的影响图；

图6为避光保存对本发明润滑油基础油的抗氧化性的影响图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，应该理解的是，这些实施例仅用于例证的目的，决不限制本发明的保护范围。

本发明实施例中所用的试剂及设备如下：

试剂：氢气(纯度＞99.9％)，购自哈尔滨黎明气体有限公司；

硫代硫酸钠，购自天津市天力化学试剂有限公司；

碘化钾，购自天津市永大化学试剂开发中心；

乙醚，购自天津市科密欧化学试剂开发中心；

95％乙醇，购自天津市东丽区天大化学试剂厂；

氢氧化钾，购自天津市东天正精细化学试剂厂；

TBHQ，购自天津市东丽区天大化学试剂厂；

可溶性淀粉，购自天津市光复精细化工研究所，以上试剂均为分析纯。

Pd/C(工业品)，购自上海迅凯化工科技有限公司。

设备：高压釜、恒温水浴锅，购自上海申生科技有限公司；

YHW1104远红外恒温干燥箱，购自天津北华仪器厂；

低速离心机，购自北京医用离心机厂；

电子分析天平，购自梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司。

原料及质量指标：

大豆三级油(九三粮油工业集团有限公司)：酸值(AV)：0.8mgKOH/g；过氧化值(POV)：5.5mmol/kg；水分及挥发物：0.07％；不溶性杂质：0.04％；溶剂残留量(mg/kg)：无。

实施例1

取90g大豆三级油和按大豆油的重量为基础计0.06％(54mg)的催化剂钯碳置于高压釜中，通入氢气，用水浴锅控制反应温度为65℃，反应压力为2MPa，反应25min后，停止反应，将反应混合物倒入离心机中进行离心分离，离心机的转数为3000r/min，离心10分钟，取出上层清液，即得到润滑油基础油样品75g。测得其过氧化值为5.6mmol/kg，粘度为23mPa·s。

实施例2

取100g大豆三级油和0.05％(54mg)的催化剂钯碳置于高压釜中，通入氢气，用水浴锅控制反应温度为70℃，反应压力为3MPa，反应30min后，停止反应，将反应混合物倒入离心机中进行离心分离，离心机的转数为3000r/min，离心10分钟，取出上层清液，即得到润滑油基础油样品85g。测得其过氧化值为19.8mmol/kg，粘度为30mPa·s。

实施例3

取60g大豆三级油和0.07％(42mg)的催化剂钯碳置于高压釜中，通入氢气，用水浴锅控制反应温度为75℃，反应压力为3MPa，反应25min后，停止反应，将反应混合物倒入离心机中进行离心分离，离心机的转数为3000r/min，离心10分钟，取出上层清液，即得到润滑油基础油样品40g。测得其过氧化值为28.3mmol/kg，粘度为26mPa·s。

实施例4

取120g大豆三级油和0.06％(72mg)的催化剂钯碳置于高压釜中，通入氢气，用水浴锅控制反应温度为70℃，反应压力为4MPa，反应25min后，停止反应，将反应混合物倒入离心机中进行离心分离，离心机的转数为3000r/min，离心10分钟，取出上层清液，即得到润滑油基础油样品100g。测得其过氧化值为20.7mmol/kg，粘度为24mPa·s。

实验例1本发明润滑油基础油指标的测定

润滑油基础油指标的测定方法具体如下：

取7个250ml烧杯各加入35g实施例1的润滑油基础油样品，分别置于常温和60℃、80℃、100℃的恒温干燥箱中，其余三个样品分别加入叔丁基对苯二酚(TBHQ)按样品的重量为基础计3％(1.05g)、6％(2.10g)和9％(3.15g)(用1ml无水乙醇溶解TBHQ后加入到样品中)，置于60℃恒温干燥箱中，每隔1周测定各样品的过氧化值以及测定没有添加TBHQ样品的酸值，共测6周。以原料大豆油做空白实验。

过氧化值(POV)的测定是按国家标准GB/T5538-95执行，测定结果表示为每千克油脂中过氧化物氧的毫摩尔数(mmol/kg)。

酸值(AV)的测定是按国家标准GB/T5530-98执行，结果表示为1g油脂消耗氢氧化钾的质量(mg)。

结果如图1、图2、图3、图4所示。

从图1、2、3和4中可知，在不同温度下，大豆油经化学改性后所得的润滑油基础油的抗氧化性比原料大豆油的要好。随着温度的升高，本发明润滑油基础油和大豆油的POV值和AV值都升高；温度越高，升高的趋势越快；在25℃时，样品油的酸值和抗氧化值升高的比较缓慢，所以样品油可以此温度下保存。

以上结果表明：在相同时间内，本发明的润滑油基础油和原料大豆油的POV值和AV值均与加热的温度有关。原因可能是由于温度高，所产生的热量越大，对油脂的稳定性影响越大。脂肪酸尤其是不饱和脂肪酸的分解断裂产生的小分子化合物进一步氧化产生有机酸的缘故。

实验例2抗氧化剂对本发明润滑油基础油的抗氧化性的影响

试验方法：在60℃下向实施例1的润滑油基础油中分别加入按润滑油基础油的重量为基础计3％、6％、9％的抗氧化剂TBHQ(叔丁基对苯二酚)，同时做空白试验，研究本发明润滑油基础油的抗氧化性。结果如图5所示。

从图5可以看出，添加抗氧化剂之后，润滑油基础油的抗氧化性显著提高，6％和9％添加量的润滑油基础油抗氧化性比添加3％的强；6％和9％添加量的两个润滑油基础油相对比，其POV值的变化差别不是很大。这可能是由于抗氧化剂的添加量达到一定量的时候，其抗氧化效果与其添加量已不成正比。因此，60℃时，向润滑油基础油中添加6％的抗氧化剂TBHQ较适宜。

实验例3避光保存对本发明润滑油基础油的抗氧化性的影响

实验条件为25℃，实验结果如图6所示。

从图6可以看出，25℃时避光保存本发明润滑油基础油的抗氧化性比自然放置的稍强一点，作用是十分明显的。这是因为润滑油基础油受光照的影响，发生了复杂的化学变化，导致了油的劣变。因此，润滑油基础油在常温避光下保存较为适宜，这样可延缓油的氧化速度。

本发明的润滑油基础油比化学改性前的大豆油的抗氧化性能好，本发明的润滑油基础油在25℃下避光保存较为适宜。在不同条件下润滑油基础油的POV值有明显差异，随着温度的升高，时间的延长，POV值和AV值都上升，抗氧化性能下降。在使用过程中，当温度为60℃时向润滑油基础油中添加按润滑油基础油的重量为基础计6％的抗氧化剂TBHQ，可以达到良好的抗氧化效果，而且保证了无毒性。使用周期预计为六个月。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims

1.一种润滑油基础油，其特征在于，所述润滑油基础油是化学改性的大豆油。

2.根据权利要求1所述的润滑油基础油，其特征在于，所述化学改性是氢化。

3.根据权利要求2所述的润滑油基础油，其特征在于，所述氢化是大豆油与氢气在催化剂的存在下进行反应。

4.根据权利要求3所述的润滑油基础油，其特征在于，所述催化剂的量按大豆油的重量为基础计为0.05-0.1％，优选0.07％；

所述催化剂为钯/碳；

所述氢化的温度为65-75℃，优选70℃；

所述氢化的压力为2-4MPa，优选2MPa；

所述氢化的反应时间为25-35min，优选25min。

5.一种制备权利要求1所述的润滑油基础油的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、在催化剂的存在下使大豆油与氢气进行氢化反应；

b、将反应混合物进行离心分离得到润滑油基础油。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述催化剂的量是按大豆油的重量为基础计0.05-0.1％，优选0.07％。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述催化剂为钯/碳。

8.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述氢化反应的温度为65-75℃，优选70℃。

9.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述氢化反应的压力为2-4MPa，优选2MPa。

10.权利要求1-4中任一项所述的润滑油基础油在食品、机械领域的应用。