CN103773575B - 一种可生物降解的螺杆式空气压缩机油 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可生物降解的螺杆式空气压缩机油的制备方法，其制备步骤为：1）合成基础油A；2）合成基础油B：3）制备组合基础油A1；4）制备组合基础油B1；5）制备组合基础油C1；6）将组合基础油A1、组合基础油B1或组合基础油C1，加入调和釜中，再加入其它试剂，混合全部溶解，得降解的螺杆式空气压缩机油。通过优化配比制备了具有良好的氧化安定性、粘温性能、抗磨耐磨、防锈性能及消泡性能，无毒且可以生物降解的优良润滑油产品，环境友好，其性能指标达到46号压缩机油标准，适用于螺杆式空气压缩机设备等。

Description

一种可生物降解的螺杆式空气压缩机油

技术领域

本发明属于润滑油技术领域，具体涉及一种可生物降解的螺杆式空气压缩机油。

背景技术

空气压缩机油主要用于压缩机汽缸运动部件及排气阀的润滑，并起防锈、防腐、密封和冷却作用。由于压缩机一直处于高压、高温及有冷凝水存在(对空压机)的环境中，因此空压机油应具有优良的高温氧化安定性、低的积炭倾向性、适宜的粘度和粘温性能及良好的油水分离性、防锈防腐性等。粘度过低的润滑油不易形成足够强的油膜，会加速磨损，缩短机件的使用寿命。反之，润滑油粘度过高，会加大内摩擦力，使压缩机的比功率增大，以致增大功耗和油耗，也易在活塞环槽内、气阀上、排气通道内等处形成沉积物。压缩机油在运行中易产生乳化现象，造成油气分离不清，油耗增大，同时油被乳化而使油膜破坏，会引起磨损增大。

基础油无疑是空压机油润滑效果的决定性因素，尤其是生物降解润滑油的基础油需要满足以下标准:对添加剂有良好的分散溶解性能，良好的低温性能，充分的生物降解性，良好的润滑性能，高闪点。用于环境友好润滑油的基础油主要有植物油、合成酯、环氧化物聚合物、聚醚或异构烃等。

植物油基于自然界中植物提炼，如油菜籽油、葵花籽油、大豆油等，分子结构主要由甘油三酸酯和其他脂肪酸酯化了的酯构成，粘度指数高、粘温性能好、抗磨性好、高闪点、低挥发性、无毒、易生物降解、对环境没有不良影响。植物油作为生物降解润滑剂的基础油具有很多优势，但热氧化稳定性、低温流动性差，提高植物油的氧化稳定性和低温性能，是其用作空气压缩机油基础油的关键。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种具有优良的抗氧化安定性、抗乳化性、抗腐防锈性、极好的消泡性和优异的粘温性能，可降解的螺杆式空气压缩机油的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种可生物降解的螺杆式空气压缩机油的制备方法，原料以质量份数配制，其制备步骤为：

1）合成基础油A:将46-48份植物菜籽油与46-48份异丙醇氯甲酸酯置于反应釜内，加入0.8-4份Et₂Al₂Cl₃，于50-65℃回流反应4-6小时，反应结束后分离，得基础油A（脂肪酸三甘油酯的衍生物）；该产物具有低倾点、高稳定性、高粘度指数、高闪点和很高的生物降解率（＞95%）的特点；

2）合成基础油B：将75-95份植物菜籽油与15-20份甲醇混合，加入0.5-2份NaOH于55-70℃回流反应3-4小时，通过酯交换反应，得植物油酸甲酯；再加入0.8-4份Et₂Al₂Cl₃，于50-65℃与30～42份异丙醇氯甲酸酯回流，傅-克反应（Friedel—Crafts）4-6小时，反应结束后分离，得基础油B（植物油酸甲酯的衍生物）；具有低倾点、高稳定性、高粘度指数、较低粘度和很高的生物降解率（＞95%）的特点；

3）组合基础油A1：将46-49份基础油A和46-49份PAG聚醚（聚烷撑乙二醇或聚醚合成油）混合，得组合基础油A1；

4）组合基础油B1：将46-49份基础油B和46-49份PAG聚醚混合，得组合基础油B1；

5）组合基础油C1：将30-33份基础油A、30-33份基础油B和30-32份PAG聚醚混合，得组合基础油C1；

6）将92-98份组合基础油A1、组合基础油B1或组合基础油C1，分别加入到带搅拌器的不锈钢调和釜中，调整釜温为50-70℃，搅拌2-3小时，再依次加入0.6-4份烷基化二苯胺，0.3-2份硼酸酯类抗氧剂，0.5-2.2份高温无灰抗磨剂，0.6-1.8份山梨糖醇脂肪酸脂，0.001-0.01份丙烯酸酯和醚的共聚物，调整釜温为70-80℃，搅拌至混合物全部溶解（通常为2-4小时），得降解的螺杆式空气压缩机油。

有益效果：首先对植物油进行化学改性，减少植物油的双键含量，提高其氧化稳定性。然后采用改性后的植物油酯与聚醚类化合物制备成组合基础油，采用胺类及硼酸酯类化合物作为抗氧剂，高温无灰抗磨剂作为抗磨剂，山梨糖醇脂肪酸脂作为防锈剂，丙烯酸酯和醚的共聚物作为抗泡剂。通过优化配比制备了具有良好的氧化安定性、粘温性能、抗磨耐磨、防锈性能及消泡性能，无毒且可以生物降解的优良润滑油产品，环境友好，其性能指标达到46号压缩机油标准，适用于螺杆式空气压缩机设备等。

具体实施方式

实施例1

取46份基础油A，51.64份PAG聚醚类基础油加入到带搅拌器的不锈钢调和釜内，维持釜温在60℃，连续搅拌0.5小时；依次将0.5份烷基化二苯胺、0.9份硼酸酯类抗氧抗磨剂、0.4份高温无灰抗磨剂；0.5份山梨糖醇脂肪酸脂；0.05份苯并三氮唑衍生物；0.01份丙烯酸酯和醚的共聚物加入到调和釜内，维持釜温65℃，连续搅拌1小时，至混合物全部溶解，并呈均匀状，得成品油。

实施例2

取48.3份基础油B，48.79份聚醚类基础油加入到带搅拌器的不锈钢调和釜内反应，维持釜温在60℃，连续搅拌0.5小时；依次将0.4份烷基化二苯胺、0.6份硼酸酯类抗氧剂、0.6份高温无灰抗磨剂；0.8份山梨糖醇脂肪酸脂；0.5份聚α烯烃降凝剂；0.01份丙烯酸酯和醚的共聚物加入到调和釜内，维持釜温65℃，连续搅拌1小时，至混合物全部溶解，并呈均匀状，得成品油。

实施例3

取28.5份基础油A，36份基础油B、31.99份PAG聚醚类基础油加入到带搅拌器的不锈钢调和釜内反应，维持釜温在60℃，连续搅拌0.5小时；依次将0.5份烷基化二苯胺、0.75份硼酸酯类抗氧剂、0.8份高温无灰抗磨剂；0.95份山梨糖醇脂肪酸脂；0.5份聚α烯烃降凝剂；0.01份丙烯酸酯和醚的共聚物加入到调和釜内，维持釜温60℃，连续搅拌1小时，至混合物全部溶解，并呈均匀状，得成品油。

本方法制备而成的可生物降解螺杆式空气压缩机润滑油，经测试结果列于下表。

上表数据得知：该压缩机油具有优良的粘温性能、氧化安定性能、高低温性能。表明植物油进行改性处理可用作高性能润滑油基础油，与适量聚醚类化合物混合制备成组合基础油，与环境友好添加剂混合调配后，能够获得高质量的环保空气压缩机油。

本发明选用的异戊醇、季戊四醇和二乙基己醇由广州市中业化工有限公司提供；

植物油：菜籽油由广州市中业化工有限公司提供；

聚醚基础油由江苏省海安石油化工厂提供；

抗氧剂：烷基化二苯胺由北京市津同乐泰化工产品有限公司提供，硼酸酯类化合物抗氧剂由常州市腾扬化工有限公司提供；

极压抗磨剂：高温无灰抗磨剂由上海派奇奥工贸有限公司提供；

防锈剂：山梨糖醇脂肪酸脂由广州共桦有限公司提供；

消泡剂：丙烯酸酯和醚共聚物由深圳市三合聚合物技术有限公司提供；本发明选用的不锈钢反应釜（10立方），由无锡市政海石化设备有限公司提供。

Claims (1)

1. 一种可生物降解的螺杆式空气压缩机油的制备方法，原料以质量份数配制，其制备步骤为：

1）合成基础油A：植物菜籽油与异丙醇氯甲酸酯，在Et₂Al₂Cl₃存在下，回流反应得基础油A；

2）合成基础油B：植物菜籽油与甲醇、NaOH回流反应，得植物油酸甲酯；植物油酸甲酯再与Et₂Al₂Cl₃，异丙醇氯甲酸酯经傅-克反应得基础油B；

3）组合基础油A1：将46-49份基础油A和46-49份PAG聚醚混合，得组合基础油A1；

4）组合基础油B1：将46-49份基础油B和46-49份PAG聚醚混合，得组合基础油B1；

5）组合基础油C1：将30-33份基础油A、30-33份基础油B和30-32份PAG聚醚混合，得组合基础油C1；

6）将92-98份组合基础油A1、组合基础油B1或组合基础油C1，加入调和釜中，调整釜温为50-70℃，搅拌2-3小时，再依次加入0.6-4份烷基化二苯胺，0.3-2份硼酸酯类抗氧剂，0.5-2.2份高温无灰抗磨剂，0.6-1.8份山梨糖醇脂肪酸脂，0.001-0.01份丙烯酸酯和醚的共聚物，调整釜温为70-80℃，搅拌至混合物全部溶解，得降解的螺杆式空气压缩机油；

步骤1）中，按质量份数计，反应原料配比为：植物菜籽油46-48份，异丙醇氯甲酸酯46-48份，Et₂Al₂Cl₃0.8-4份；

步骤1）中，反应温度为50-65℃，反应4-6小时；

步骤2）中，按质量份数计，反应原料配比为： 植物菜籽油75-95份，甲醇15-20份，NaOH0.5-2份，Et₂Al₂Cl₃0.8-4份， 异丙醇氯甲酸酯30~42份；

步骤2）中，植物油酸甲酯制备过程中，反应温度为55-70℃，反应时间为3-4小时；

步骤2）中，傅-克反应温度为50-65℃，反应时间为4-6小时。