CN102408939B - 可生物降解润滑油组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可生物降解润滑油组合物及其制备方法，该润滑油组合物包括质量比为30～50∶45～70∶0.3～3∶0.01～2∶1～5∶0.01～0.5的植物油、合成酯基础油、抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂和消泡剂。与现有技术相比，由于所述合成酯基础油具有良好的生物降解性、热稳定性和低温性能，并且，还具有粘度稳定的特性和调节粘度的作用，因此，本发明提供的润滑油组合物的生物降解性良好，同时粘度指数较高，低温性能良好。实验结果表明，本发明提供的润滑油组合物的粘度指数大于200，生物降解率为80％以上，倾点在零下20℃以下。

Description

可生物降解润滑油组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及润滑油技术领域，更具体地说，涉及一种可生物降解的润滑油组合物及其制备方法。

背景技术

在全世界使用的润滑剂中，除了一部分由机械正常消耗及部分回收再生利用和用作燃料外，其余都直接或间接地流入环境，严重污染着陆地、江河和湖泊，影响生态环境和生态平衡。近年来，润滑油造成的环境污染问题逐渐受到人们的普遍关注，因此，可生物降解的润滑油作为环境污染的控制措施受到了广泛的研究。

植物油品由于具有良好的可持续生产性、良好的润滑性能和可生物降解性能受到人们的关注。从20世纪90年代以来，以植物油为主要成分的“绿色”润滑剂已在西方发达国家的森林机械、水上机械和食品机械中获得了成功应用，并对西欧国家一些重要河流、湖泊的水污染控制和净化以及食品卫生状况的进一步改善起到了积极促进作用。此外，植物油还具有资源丰富，价格较低等优点。

目前，以植物油为基础油的可生物降解的润滑油包括以下方面的报道，例如，ARAL公司、Mobil公司、BP公司等相继推出了一系列环境可接受的液压油，该液态油以植物油为基础油。申请号为97194615.9的中国专利文献报道了一种可生物降解的源于甘油三酯和油溶性铜的润滑剂组合物，包括植物油甘油三酯润滑油和油溶性铜化合物。专利号为JP5-230490的日本专利文献公开了一种生物降解链条润滑油，其采用了80～98％的植物油作基础油，如菜籽油、大豆油、芝麻油、蓖麻油。并采用了2～20％的添加剂。申请号为01116061.6的中国专利文献报道了一种环保润滑油，含有植物油、动物油、清净分散剂、抗氧腐蚀剂、抗磨剂和粘度系数腐蚀剂，其中植物油为10～90重量份，动物油为0.5～80重量份，清净分散剂为0.5～2重量份，抗氧腐蚀剂为0.8～2.5重量份，抗磨剂为0.5～2.55重量份，粘度系数腐蚀剂为0.5～2.55重量份。

但是，上述报道的润滑油的粘度指数较低，且低温性能不佳，因而通用性较差。本发明人考虑提供一种具有较高的粘度指数、低温性能优异的可生物降解润滑油组合物。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种具有较高的粘度指数的可生物降解的润滑油组合物及其制备方法。

本发明提供一种可生物降解的润滑油组合物，包括重量比为30～50∶45～70∶0.3～3∶0.01～2∶1～5∶0.01～0.5的植物油、合成酯基础油、抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂和消泡剂。

优选的，所述植物油、合成酯基础油、抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂和消泡剂的重量比为35～45∶50～65∶0.5～2.5∶0.01～1∶1～3∶0.01～0.3。

优选的，所述植物油为蓖麻油、菜籽油、棕榈油、大豆油、椰子油、葵花籽油、棉籽油和芝麻油中的一种或几种。

优选的，所述合成酯基础油为三羟甲基丙烷脂肪酸酯、季戊四醇脂肪酸酯、双季戊四醇脂肪酸酯、新戊二醇脂肪酸酯、癸二酸脂肪醇酯、壬二酸脂肪醇酯、聚乙二醇脂肪酸酯、己二酸脂肪醇酯、二聚油酸脂肪醇酯、癸酸脂肪醇酯、油酸脂肪醇酯、硬脂酸脂肪醇酯、邻苯二甲酸脂肪醇酯、对苯二甲酸脂肪醇酯、聚甲基丙烯酸酯、三羟甲丙烷复合酯、季戊四醇复合酯、己二醇复合酯和丙三醇脂肪酯中的一种或几种。

优选的，所述抗氧剂为烷基酚衍生物和/或烷基胺衍生物。

优选的，所述防锈剂为磺酸盐化合物或烯基丁二酸衍生物。

优选的，所述磺酸盐化合物为石油磺酸钡、石油磺酸钠、合成磺酸钡或合成磺酸钠。

优选的，所述烯基丁二酸衍生物为十二烯基丁二酸、十二烯基丁二酸酯、十二烯基丁二酸半酯、高级脂肪酸、高级脂肪酸盐和/或噻二唑衍生物类化合物。

优选的，所述极压抗磨剂为磷酸酯类化合物、亚磷酸酯类化合物、硫磷复合剂或含硫极压剂。

本发明还提供一种可生物降解的润滑油组合物的制备方法，包括以下步骤：

将重量比为30～50∶45～70∶0.3～3∶0.01～2∶1～5∶0.01～0.5的植物油、合成酯基础油、抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂和消泡剂混合，加热至70～120℃，冷却，得到可生物降解的润滑油组合物。

本发明提供一种可生物降解的润滑油组合物及其制备方法，该润滑油组合物包括质量比为30～50∶45～70∶0.3～3∶0.01～2∶1～5∶0.01～0.5的植物油、合成酯基础油、抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂和消泡剂。与现有技术相比，由于所述合成酯基础油具有良好的生物降解性、热稳定性和低温性能，并且，还具有粘度稳定的特性和调节粘度的作用，因此，本发明提供的润滑油组合物的生物降解性良好，同时粘度指数较高，低温性能良好。实验结果表明，本发明提供的润滑油组合物的粘度指数大于200，生物降解率为80％以上，倾点在零下20℃以下。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种可生物降解的润滑油组合物，包括重量比为30～50∶‘45～70∶0.3～3∶0.01～2∶1～5∶0.01～0.5的植物油、合成酯基础油、抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂和消泡剂。

按照本发明，所述植物油、合成酯基础油、抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂和消泡剂的重量比优选为35～45∶50～65∶0.5～2.5∶0.01～1∶1～3∶0.01～0.3，更优选为38～42∶55～65∶1～2.5∶0.03～1∶1～3∶0.05～0.3，最优选为38～42∶60～65∶1.5～2.5∶0.05～1∶2～3∶0.1～0.3。

本发明中，植物油具有良好的润滑性、较好的粘度指数和较高的生物降解率，并且，植物油具有良好的可持续生产性，资源丰富，价格较低。所述植物油优选为蓖麻油、菜籽油、棕榈油、大豆油、椰子油、葵花籽油、棉籽油和芝麻油中的一种或几种。

合成酯基础油粘度稳定，具有调节粘度的作用，此外，合成酯基础油还具有良好的生物降解性、低温性能和热稳定性。所述合成酯基础油优选为三羟甲基丙烷脂肪酸酯、季戊四醇脂肪酸酯、双季戊四醇脂肪酸酯、新戊二醇脂肪酸酯、癸二酸脂肪醇酯、壬二酸脂肪醇酯、聚乙二醇脂肪酸酯、己二酸脂肪醇酯、二聚油酸脂肪醇酯、癸酸脂肪醇酯、油酸脂肪醇酯、硬脂酸脂肪醇酯、邻苯二甲酸脂肪醇酯、对苯二甲酸脂肪醇酯、聚甲基丙烯酸酯、三羟甲丙烷复合酯、季戊四醇复合酯、己二醇复合酯和丙三醇脂肪酯中的一种或几种。

对于链锯设备的润滑而言，单一的植物油的粘度较低，润滑性能不理想，因此，本发明将植物油和合成酯基础油组合，并复配各种功能性添加剂，得到该可生物降解的润滑油组合物。与现有技术相比，由于本发明采用了合成酯基础油，因此，该润滑油组合物不仅具有生物降解性，而且具有较高的粘度指数。该润滑油组合物在高温和低温下均性能良好，能有效润滑电动链锯，是一种性能优良的链锯润滑油组合物。

本发明中，所述抗氧剂为烷基酚衍生物和/或烷基胺衍生物。抗氧剂可延缓基础油在贮存和使用过程中的氧化，从而延长润滑油组合物的寿命。所述抗氧剂优选为T501抗氧剂、T521抗氧剂、成分为N-苯基-α-萘胺的T531抗氧剂等。

防锈剂可以防止润滑油组合物对设备的腐蚀，从而保护系统的金属部件。所述防锈剂优选为磺酸盐化合物或烯基丁二酸衍生物，所述磺酸盐化合物优选为石油磺酸钡、石油磺酸钠、合成磺酸钡或合成磺酸钠，所述烯基丁二酸衍生物优选为十二烯基丁二酸、十二烯基丁二酸酯、十二烯基丁二酸半酯、高级脂肪酸、高级脂肪酸盐和/或噻二唑衍生物类化合物。

本发明中，所述极压抗磨剂优选为磷酸酯类化合物、亚磷酸酯类化合物、硫磷复合剂或含硫极压剂。该极压抗磨剂可以增强该润滑油组合物的润滑性能，从而提高其抗压抗磨性能。

所述消泡剂优选为硅型或非硅型消泡剂，优选为10000号甲基硅油消泡剂、聚甲基丙烯酸酯非硅消泡剂、800号硅油消泡剂等。消泡剂可以有效抑制润滑油组合物的起泡倾向，并使已生成的泡沫迅速破灭，从而在润滑油组合物的工作过程中，防止使用该润滑油组合物的压缩机出现干摩擦和跑油现象。

此外，本发明还提供一种可生物降解的润滑油组合物的制备方法，包括以下步骤：

将重量比为30～50∶45～70∶0.3～3∶0.01～2∶1～5∶0.01～0.5的植物油、合成酯基础油、抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂和消泡剂混合，加热至70～120℃，冷却，得到可生物降解的润滑油组合物。

本发明对制备可生物降解的润滑油组合物的容器并无特别限制，优选在调配釜中进行。所述润滑油组合物的制备过程优选具体为：将植物油、合成酯基础油加入调配釜中，加热至70～90℃，然后加入抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂和消泡剂，加热至100～120℃，在-0.08±0.01MPa下脱水1～2小时，然后降温到80℃以下，得到可生物降解的润滑油组合物。此外，本发明还优选包括对上述润滑油组合物的精炼的过程，具体为：将所述润滑油组合物与助滤剂混合，搅拌均匀后循环过滤，通过上述过滤处理，去除制备的润滑油组合物中的杂质，提高润滑油组合物的纯度。上述制备过程中采用的助滤剂可以采用本领域技术人员熟知的助滤剂，优选为硅藻土等。

本发明制备的润滑油组合物以植物油和合成酯基础油为基础油，并加入各种功能性添加剂调配而成。该润滑油组合物具有粘度指数高、润滑性好、低温性能良好，使用温度范围广的特点，是一种性能良好的链锯润滑油组合物。此外，该润滑油组合物还具有无毒，不污染环境等优点，无须进行特殊处理和防护，在环境中生物降解性好。

为了进一步说明本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明实施例中采用的化学试剂均为市购，对采用的化学试剂的生产厂家并无限制。

实施例1

将40公斤棕榈油、41公斤牌号为1427的多元醇酯合成油和19公斤牌号为8310的聚甲基丙烯酸酯用齿轮泵送入调配釜中，抽至真空、搅拌、加热至90℃，然后加入0.5公斤T501抗氧剂(2，6-二叔丁基对甲酚)、0.01公斤石油磺酸钠防锈剂T705、1公斤极压抗磨剂T306(磷酸三甲酚酯)和0.01公斤10000号甲基硅油消泡剂，加热到120℃，在0.01MPa下脱水处理2小时，降温到80℃以下，搅拌，得到油品；

向上述油品中加入少量助滤剂硅藻土搅拌均匀，循环过滤，至油品清亮透明，无机械杂质，得到可生物降解的润滑油组合物。

实施例2

将60公斤菜籽油、44公斤油酸丙三醇酯和13公斤牌号为3986的三羟甲基丙烷复合酯用齿轮泵送入调配釜中，抽至真空、搅拌，加热至80℃，然后加入0.7公斤T501抗氧剂(2，6-二叔丁基对甲酚)、0.01公斤T746(十二烯基丁二酸)、0.5公斤T304(亚磷酸二丁酯)和0.01公斤10000号甲基硅油消泡剂，加热至110℃，在-0.08MPa下脱水处理2小时，降温到70℃，搅拌，得到油品；

向上述油品中加入少量助滤剂硅藻土搅拌均匀，循环过滤，至油品清亮透明，无机械杂质，得到可生物降解的润滑油组合物。

实施例3

将43公斤蓖麻油、50公斤硬酯酸甘油酯和7公斤牌号为3986的三羟甲基丙烷复合酯用齿轮泵送入调配釜中，抽至真空、搅拌，加热至80℃，然后加入1公斤T521(2，6二叔丁基α二甲氨基对甲酚)、0.5公斤T406(苯三唑脂肪酸胺盐)、1.5公斤ZDDP(二烷基二硫代磷酸锌和0.01公斤911消泡剂(丙烯酸酯与醚共聚物)，加热至110℃，在-0.05MPa下脱水处理2小时，然后降温到70℃，搅拌，得到油品；

向上述油品中加入少量助滤剂硅藻土搅拌均匀，循环过滤至油品清亮透明，无机械杂质，得到可生物降解的润滑油组合物。

实施例4

取50公斤大豆油、50公斤季四醇混合酸酯用齿轮泵送入调配釜中，抽至真空、搅拌，加热至80℃，加入0.5公斤T531(N-苯基-α-萘胺)、0.3公斤T702(石油磺酸钠)、1公斤T406(苯三唑十二胺)和0.005公斤901消泡剂(甲基硅油)，加热至110℃，在-0.05MPa下脱水处理2小时，然后降温到70℃，搅拌，得到油品；

向上述油品中加入少量助滤剂硅藻土搅拌均匀，循环过滤至油品清亮透明，无机械杂质，得到可生物降解的润滑油组合物。

实施例5

取50公斤棉籽油、42公斤邻苯二甲酸异十三醇酯和牌号为8310的聚甲基丙烯酸酯用齿轮泵送入调配釜中，抽至真空、搅拌，加热至80℃，加入0.6公斤L01(二异辛基二苯胺)、0.02公斤T747(十二烯基丁二酸单酯)、1公斤二烷基二硫代甲基磷酸酯和0.01公斤1000号甲基硅油消泡剂，继续升温到110℃，在-0.05MPa下脱水处理2小时，然后降温到70℃，搅拌，得到油品；

向上述油品中加入少量助滤剂硅藻土搅拌均匀，循环过滤至油品清亮透明，无机械杂质，得到可生物降解的润滑油组合物。

分别对上述实施例1～5制备的可生物降解的润滑油组合物进行性能测定，结果如表1所示。

表1实施例1～5制备的润滑油组合物的性能结果

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种润滑油组合物，包括重量比为30~50：45~70：0.3~3：0.01~2：

1~5：0.01~0.5的植物油、合成酯基础油、抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂和消泡剂；

所述防锈剂为磺酸盐化合物、十二烯基丁二酸、十二烯基丁二酸酯或十二烯基丁二酸半酯；所述极压抗磨剂为磷酸酯类化合物、亚磷酸酯类化合物、硫磷复合剂或含硫极压剂。

2.根据权利要求1所述的润滑油组合物，其特征在于，所述植物油、合成酯基础油、抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂和消泡剂的重量比为35~45：50~65：0.5~2.5：0.01~1：1~3：0.01~0.3。

3.根据权利要求1所述的润滑油组合物，其特征在于，所述植物油为蓖麻油、菜籽油、棕榈油、大豆油、椰子油、葵花籽油、棉籽油和芝麻油中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的润滑油组合物，其特征在于，所述合成酯基础油为三羟甲基丙烷脂肪酸酯、季戊四醇脂肪酸酯、双季戊四醇脂肪酸酯、新戊二醇脂肪酸酯、癸二酸脂肪醇酯、壬二酸脂肪醇酯、聚乙二醇脂肪酸酯、已二酸脂肪醇酯、二聚油酸脂肪醇酯、癸酸脂肪醇酯、油酸脂肪醇酯、硬脂酸脂肪醇酯、邻苯二甲酸脂肪醇酯、对苯二甲酸脂肪醇酯、聚甲基丙烯酸酯、三羟甲丙烷复合酯、季戊四醇复合酯、已二醇复合酯和丙三醇脂肪酯中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的润滑油组合物，其特征在于，所述磺酸盐化合物为石油磺酸钡、石油磺酸钠、合成磺酸钡或合成磺酸钠。

6.一种如权利要求1所述的润滑油组合物的制备方法，包括以下步骤：

将重量比为30~50：45~70：0.3~3：0.01~2：1~5：0.01~0.5的植物油、合成酯基础油、抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂和消泡剂混合，加热至70~120℃，冷却，得到润滑油组合物；

所述防锈剂为磺酸盐化合物、十二烯基丁二酸、十二烯基丁二酸酯或十二烯基丁二酸半酯；所述极压抗磨剂为磷酸酯类化合物、亚磷酸酯类化合物、硫磷复合剂或含硫极压剂。