CN105623814B - 一种环保易降解型高级针织机油及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保易降解型高级针织机油及其制备方法，该针织机油包括基础油65‑90％、乳化剂5‑20％、极压抗磨剂0.01‑10％、抗氧剂0.01‑1％、抗静电剂0.1‑5％以及防锈剂0.1‑3％；其制备方法包括将多羟基脂肪酸酯、乳化剂、极压抗磨剂、抗氧剂、抗静电剂以及防锈剂混合升温搅拌，在50‑60℃条件下保温，待澄清液透明后加入矿物油，搅拌，在30‑40℃条件下过滤后，即制得该针织机油。优点为本发明制备的针织机油不仅环保，而且保持了良好的应用性能的同时具有极高的可降解性，其生物降解率大于90％；此外，本发明的制备方法简单，可操作性强，无需复杂的合成设备。

Description

一种环保易降解型高级针织机油及其制备方法
技术领域
本发明属于机油领域，尤其涉及一种环保易降解型高级针织机油及其制备方法。
背景技术
针织机油主要用于纺织机械的织针、沉降片、三角针、内外槽、锭子等部位的润滑。由于针织机油的基础油均采用矿物油，其使用过程中所排放的各类废油和气体严重危害人类的健康，且一般针织机油使用后的废油无法降解，或者降解缓慢，因此，研究开发绿色的、可生物降解的针织机油或促进针织机油降解的产品成为近来研究的热点。
中国作为纺织业大国，对针织业润滑油如针织机油需求量日益增大，而对废油的回收处理却非常滞后，因此研究可降解的针织机油已经成为不得不面对的课题。目前，市面上的适用于高速针织机织针润滑的油品较多，其使用原料大多是将矿物油和各种功能添加剂进行复配，使之具有抗磨性、润滑性、抗锈蚀、抗静电以及易清洗等特性，然而大多数针织机油都存在使用后废油难降解问题，主要是由于一般纺织机油均采用很难被生物降解的矿物基础油，同时采取的各种添加剂对环境微生物繁殖和生物活性具有抑制作用，因此一般针织机油的降解率均低于40％。
发明内容
发明目的：本发明的第一目的是提供一种环保、且能够使生物降解率大于90％，同时保持良好应用性能的高级针织机油；本发明的第二目的是提供该针织机油的制备方法。
技术方案：本发明的环保易降解型高级针织机油包括如下组分：基础油65-90％、乳化剂5-20％、极压抗磨剂0.01-10％、抗氧剂0.01-1％、抗静电剂0.1-5％以及防锈剂0.1-3％；其中，所述基础油包括多羟基脂肪酸酯和矿物油，其质量比为1:0.5-4，乳化剂包括脂肪酸酯和聚氧乙烯醚，其质量比为0.5-7:0.5-17，极压抗磨剂为含氮、磷元素的亚磷酸酯胺盐，抗氧剂包括磷酸酯和胺，其质量比为0.5-2:1；优选的，基础油可为80-90％、乳化剂可为5-15％、极压抗磨剂可为0.01-3％、抗氧剂可为0.01-0.8％、抗静电剂可为0.1-3％以及防锈剂可为0.1-1％。
本发明采用多羟基脂肪酸酯和矿物油作为基础油，可使污水中微生物体内的生物降解酶组分被诱导和驯化，从而提高微生物对难降解矿物油的降解速率，多羟基脂肪酸酯和矿物油的质量比为1:0.5-4，该质量比能够使组合基础油40℃粘度范围在12-26mm2/s，优选的，多羟基脂肪酸酯可为季戊四醇四C8-10酸酯或三羟甲基三C8-10酸酯，矿物油可为白油7号、白油15号、白油26号、白矿油70N、白矿油100N或白矿油150N。
本发明采用脂肪酸酯和聚氧乙烯醚作为乳化剂，其为可降解的组合物，能够提高针织机油的降解率，优选的，脂肪酸酯可为LAE-4和S-80，聚氧乙烯醚可为AEO-3、AEO-7以及TX-4，其中，LAE-4、S-80、AEO-3、AEO-7以及TX-4的质量比为0.5～5:0.5～2:2～8:0.5～4:0.5～5。
本发明采用含氮、磷元素的亚磷酸酯胺盐作为极压抗磨剂，能够加快被多羟基脂肪酸酯驯化的微生物体的繁殖，增强微生物的活性，促进微生物体对矿物基础油的降解，提高降解性能，进一步说，亚磷酸酯胺盐可为亚磷酸二正丁酯乙醇胺、二辛基亚磷酸酯乙醇胺、二苯基亚磷酸酯乙醇胺或丁基异辛基磷酸十二胺，优选为亚磷酸二正丁酯乙醇胺。
本发明同样采用含氮、磷元素的磷酸酯和胺类作为抗氧剂，能够提高针织机油的生物降解率。
在纺织加工过程中，由于纺织纤维相互间的摩擦或与针织机部位摩擦时会产生静电，因此在针织机油中加入一定量的抗静电剂，可以较好地防止和消除针织机和织物上产生的静电，进一步说，本发明的抗静电剂可为C12-14醇聚氧乙烯-3-醚磷酸钾、壬基酚聚氧乙烯-10-醚磷酸钾或十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐，优选可为C12-14醇聚氧乙烯-3-醚磷酸钾；进一步说，本发明的防锈剂可为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、油酸基咪唑啉或十二烯基丁二酸半酯，优选可为苯并三氮唑。
本发明制备针织机油的方法包括如下步骤：按质量百分数将多羟基脂肪酸酯、乳化剂、极压抗磨剂、抗氧剂、抗静电剂以及防锈剂混合升温搅拌，在50-60℃条件下保温，待澄清液透明后加入矿物油，搅拌，在30-40℃条件下过滤后，即制得该针织机油。
有益效果：与现有技术相比，其显著优点为本发明制备的高级针织机油不仅环保，而且保持了良好的应用性能的同时具有极高的可降解性，其生物降解率大于90％；此外，本发明的制备方法简单，可操作性强，无需复杂的合成设备。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
首先向不锈钢调合釜中加入下列质量的原料：称量200g季戊四醇四C8-10酸酯、4gLAE-4、4gS80、36gAEO-3、9gAEO-7、6gTX-4、4g亚磷酸二正丁酯乙醇胺、1g抗氧剂626、2gT531、6gAEO-3PK、1gT-706投入调合釜后，开始升温搅拌，待温度升至50～60℃，开始保温，保温约30min后观察体系外观，澄清透明后向调合釜加入400g70N白矿油，继续搅拌，搅拌均匀后在30～40℃条件下进行过滤，去除可能存在的机械杂质，即制得该环保易降解型高级针织机油，其中LAE-4为月桂酸聚氧乙烯(4)酯；S-80为失水山梨醇单油酸酯；AEO-3为C12-14醇聚氧乙烯(3)醚；AEO-7为C12-14醇聚氧乙烯(7)醚；TX-4为壬基酚聚氧乙烯(4)醚；抗氧剂626为双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯，T-531为N-苯基-a-萘胺；AEO-3PK为C12-14醇聚氧乙烯-3-醚磷酸钾；对该针织机油进行取样检测，其测试结果如表1所示。
表1实施例1制得的针织机油的技术指标表
从表1数据可知，实施例1制得的针织机油各项应用指标均达到行业内一般标准，从性能数据可以得出针织机油具有较高的润滑性能，粘度指数，同时具有较优的乳化性能，可提高针织机换油期清洗性能；从降解指数可知，此类针织机油具有较优越的降解性能，主要是由于在难降解的矿物油中加入易降解的季戊四醇四C8-10酸酯物质，使污水中微生物体内的生物降解酶组分被诱导和驯化，从而提高微生物对难降解矿物油的降解速率。
实施例2
基本步骤与实施例1相同，所不同的是季戊四醇四C8-10酯投料量为100g，70N矿物油的质量为500g。
实施例3
基本步骤实施例1相同，所不同的是季戊四醇四C8-10酯投料量修改为400g，70N矿物油修改为200g。
实施例4
基本步骤与实施例1相同，所不同的是采用15号白油代替70N矿物油。
实施例5
基本步骤与实施例1相同，所不同的是亚磷酸二正丁酯乙醇胺的加入量为8g。
对实施例2-5制得的针织机油进行检测，所获的检测结果如表2所示。
表2实施例2-5制得的针织机油的技术指标表
从表2数据可以得出，在实施例3和5中，添加易降解的季戊四醇四C8-10酯物质和增加含有氮、磷元素的极压抗磨剂添加剂，均可以促进微生物对难降解矿物油的降解。
实施例6
设计对比实验，基本步骤与实施例1相同，所不同的是只采用矿物油作为基础油，获得的结果如表3所示。
表3采用不同的基础油制得的针织机油的性能对照表
由表3可知，采用易生物降解的多羟基脂肪酸酯和降解速度慢的矿物油组合物作为基础油制得的针织机油的生物降解率远高于只采用矿物油作为基础油制得的针织机油的生物降解率，这是由于通常微生物为了降解某种有机物，其体内必须含有与某种具有特定结构的有机物相对应的酶组分，对于生物难降解的矿物油，由于菌种内部能降解这些矿物油的酶组分较少，菌种在短时间内未能适应和降解该类物质，因此难降解的矿物油就会抑制了微生物的生长，而在矿物油中加入易降解的多羟基脂肪酸酯后，污水中微生物体内的生物降解酶组分被诱导和驯化，在微生物体内产生与驯化结构相适应的生物降解酶组分，从而提高微生物对难降解矿物油的降解速率。
实施例7
设计对比实验，基本步骤与实施例1相同，所不同的是极压抗磨剂采用不含N、P元素的硫化异丁烯，获得的结果如表4所示。
表4采用不同的极压抗磨剂制得的针织机油的性能对照表
由表4可知，采用含N、P元素的磷酸酯铵盐作为极压抗磨剂制得的针织机油的生物降解率远高于不含N、P元素的极压抗磨剂制得的针织机油的生物降解率，这是由于在氮磷化合物存在的条件下，可以加快被多羟基脂肪酸酯驯化的微生物体的繁殖、增强微生物的活性、促进微生物体对矿物基础油的降解以及提高降解性能；同时具有良好的清洗性能、润滑性能、抗氧性能以及防锈性能。
实施例8
基本步骤与实施例1相同，不同之处在于：基础油采用三羟甲基三C8-10酸酯与白油7号的组合物，极压抗磨剂为二辛基亚磷酸酯乙醇胺，抗静电剂为壬基酚聚氧乙烯-10-醚磷酸钾，防锈剂为甲基苯并三氮唑，原料组分的含量如下：基础油65％、乳化剂20％、极压抗磨剂10％、抗氧剂1％、抗静电剂1％、以及防锈剂3％；其中，三羟甲基三C8-10酸酯与白油7号的质量比为1:0.5，抗氧剂双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯与N-苯基-a-萘胺的质量比为0.5:1；LAE-4、S-80、AEO-3、AEO-7以及TX-4的质量比为0.5:0.5:2:0.5:0.5。
实施例9
基本步骤与实施例1相同，不同之处在于：基础油采用季戊四醇四C8-10酸酯与白油26号的组合物，极压抗磨剂为二苯基亚磷酸酯乙醇胺，抗静电剂为十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐，防锈剂为油酸基咪唑啉，原料组分的含量如下：基础油89％、乳化剂5.88％、极压抗磨剂0.01％、抗氧剂0.01％、抗静电剂5％、以及防锈剂0.1％；其中，季戊四醇四C8-10酸酯与白油26号的质量比为1:4，抗氧剂双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯与N-苯基-a-萘胺的质量比为2:1；LAE-4、S-80、AEO-3、AEO-7以及TX-4的质量比为5:2:8:4:5。
实施例10
基本步骤与实施例1相同，不同之处在于：基础油采用季戊四醇四C8-10酸酯与白矿油100N的组合物，极压抗磨剂为丁基异辛基磷酸十二胺，抗静电剂为十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐，防锈剂为十二烯基丁二酸半酯，原料组分的含量如下：基础油80％、乳化剂15％、极压抗磨剂0.99％、抗氧剂0.01％、抗静电剂3％、以及防锈剂1％。
实施例11
基本步骤与实施例1相同，不同之处在于：基础油采用季戊四醇四C8-10酸酯与白矿油150N的组合物，原料组分的含量如下：基础油90％、乳化剂5％、极压抗磨剂3％、抗氧剂0.8％、抗静电剂0.2％、以及防锈剂1％。
实施例12
基本步骤与实施例1相同，不同之处在于：原料组分的含量如下：基础油85.1％、乳化剂10％、极压抗磨剂3％、抗氧剂0.8％、抗静电剂0.1％、以及防锈剂1％。
实施例13
基本步骤与实施例1相同，不同之处在于：原料组分的含量如下：基础油60％、乳化剂30％、极压抗磨剂0.005％、抗氧剂2.99％、抗静电剂7％、以及防锈剂0.005％。
实施例14
基本步骤与实施例1相同，不同之处在于：原料组分的含量如下：基础油91％、乳化剂1％、极压抗磨剂0.005％、抗氧剂1.5％、抗静电剂6％、以及防锈剂0.495％。
将实施例8-14制得的针织机油进行检测，由检测结果可知制得的针织机油各项应用指标均达到行业内一般标准，且具有优越的降解性能。

Claims (4)

1.一种环保易降解型高级针织机油，其特征在于按质量百分数包括下述组分：基础油65-90％、乳化剂5-20％、极压抗磨剂0.01-10％、抗氧剂0.01-1％、抗静电剂0.1-5％以及防锈剂0.1-3％；其中，所述基础油包括多羟基脂肪酸酯和矿物油，其质量比为1:0.5-4，所述多羟基脂肪酸酯为季戊四醇四C8-10酸酯或三羟甲基三C8-10酸酯，矿物油为白油7号、白油15号、白油26号、白矿油70N、白矿油100N或白矿油150N，乳化剂包括脂肪酸酯和聚氧乙烯醚，脂肪酸酯包括LAE-4和S-80，聚氧乙烯醚包括AEO-3、AEO-7和TX-4，其中，LAE-4、S-80、AEO-3、AEO-7及TX-4的质量比为0.5～5:0.5～2:2～8:0.5～4:0.5～5，极压抗磨剂为亚磷酸二正丁酯乙醇胺、二辛基亚磷酸酯乙醇胺、二苯基亚磷酸酯乙醇胺或丁基异辛基磷酸十二胺，抗氧剂包括磷酸酯和胺，其质量比为0.5-2:1，防锈剂为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、油酸基咪唑啉或十二烯基丁二酸半酯。
2.根据权利要求1所述的环保易降解型高级针织机油，其特征在于：所述基础油80-90％、乳化剂5-15％、极压抗磨剂0.01-3％、抗氧剂0.01-0.8％、抗静电剂0.1-3％以及防锈剂0.1-1％。
3.根据权利要求1所述的环保易降解型高级针织机油，其特征在于：所述抗静电剂为C12-14醇聚氧乙烯-3-醚磷酸钾、壬基酚聚氧乙烯-10-醚磷酸钾或十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐。
4.一种制备权利要求1所述的环保易降解型高级针织机油的方法，其特征在于包括如下步骤：按质量百分数将多羟基脂肪酸酯、乳化剂、极压抗磨剂、抗氧剂、抗静电剂以及防锈剂混合升温搅拌，在50-60℃条件下保温，待澄清液透明后加入矿物油，搅拌，在30-40℃条件下过滤后，即制得该针织机油。
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