CN106367158B - 一种利用植物油改性制备绿色润滑油基础油的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用植物油改性制备绿色润滑油基础油的方法，属于润滑油基础油技术领域。本发明自制的山羊饲料对山羊进行喂养，改变山羊瘤胃中的微生物结构，再将其提取接种至筛选培养基，筛选培养，使用无菌水淋洗，得微生物改性液，再将改性液与大豆油混合进行生物改性，提高其氧化安定性及降低双氧含量，将所得的绿色润滑油基础油粗液进行催化，于反应釜中反应后再蒸发除水、离心制得绿色润滑油基础油。经实例证明，所制得的绿色润滑油基础油显著提高了润滑油基础油的生物降解性，还解决了传统润滑油基础油生态毒性累积强得问题，原料绿色环保，易于获取，具有较佳的生产价值。

Description

一种利用植物油改性制备绿色润滑油基础油的方法
技术领域
本发明公开了一种利用植物油改性制备绿色润滑油基础油的方法，属于润滑油基础油技术领域。
背景技术
在相对运动的两个接触表面之间加入润滑剂，从而使两摩擦之间形成润滑膜，将直接接触的两表面分隔开来，变干摩擦为润滑剂分子间的内摩擦，达到减少摩擦、降低磨损，延长机械设备使用寿命的目的，即谓之润滑。而用以降低摩擦表面的摩擦阻力、减缓其磨损的润滑介质就是润滑油。润滑油是加入到两相对运动表面之间以减少摩擦、降低磨损的油料，它包括矿物油、合成油、动植物油和含水液等基础油液。据专家资料介绍，摩擦消耗了世界上一次性能源的1/3以上，而磨损是材料与机械设备失效的3种主要形式之一，润滑则是减少摩擦，降低或避免磨损的最有效手段，在中国，每年因摩擦导致的机械磨损所损耗的材料高达几百亿元，因此润滑油在国民经济各部门中有着广泛的应用, 是任何机械运转时不可缺的化学品。润滑油是用在各种类型机械上以减少摩擦，保护机械及加工件的液体润滑剂，主要起润滑、冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等着作用，广泛用于机械加工、交通运输、冶金、煤炭、航空、汽车、建筑、轻工等生产生活领域。有资料表明，80%的机械故障是由摩擦、磨损引起。据估计，在中国，每年因摩擦导致的机械磨损所损耗的材料高达几百亿元。天然植物油因具备可再生性、生物降解性，而且价格低、设备方便，备受研究者的关注和青睐。传统植物油的抗磨性能、承载能力较差，尤其是植物油中含有大量的双键，致使其氧化稳定性较差。需要采用适当的方法来改善植物油的性能，以满足使用要求。
因此，控制摩擦、减少磨损，改善设备润滑已经称其为节约原料、改善运行状态、改进设计、提高质量、减少污染、提高和延长设备使用寿命、节约资源、降低成本的重要技术举措。但是目前的矿物润滑油基础油是含有多种化学成分的混合物，存在生物降解性差、生态毒性累积性强对环境造成大量的污染等缺陷。
发明内容
本发明主要解决的技术问题：针对传统润滑油基础油生物降解性差，生态毒性累积较强的缺陷，提供了一种利用植物油改性制备绿色润滑油基础油的方法。本发明自制的山羊饲料对山羊进行喂养，改变山羊瘤胃中的微生物结构，再将其提取接种至筛选培养基，筛选培养，使用无菌水淋洗，得微生物改性液，再将改性液与大豆油混合进行生物改性，提高其氧化安定性及降低双氧含量，将所得的绿色润滑油基础油粗液进行催化，于反应釜中反应后再蒸发除水、离心制得绿色润滑油基础油。经实例证明，所制得的绿色润滑油基础油显著提高了润滑油基础油的生物降解性，还解决了传统润滑油基础油生态毒性累积强得问题，原料绿色环保，易于获取，具有较佳的生产价值。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）按重量份数计，取45～50份玉米、26～32份麦麸、18～22份青干草、16～20份花生粕、4～6份大豆油及0.8～1.2份300目二氧化硅，搅拌均匀，得山羊饲料，按每只山羊日饲喂量为每只山羊体重1.6～2.0％，使用山羊饲料喂养山羊4～6天；
（2）取上述喂养后山羊的瘤胃液放入离心机中，以3000r/min离心10～15min，收集上清液，按重量份数计，取43～46份蛋白胨、24～32份琼脂、15～18份草木灰、2～4份尿素、1～2份二氧化硅及0.6～0.8份秋水仙碱，搅拌均匀，并杀菌消毒，得筛选培养基，按接种量12～16％，将上清液接种至筛选培养基；
（3）将上述接种后的筛选培养基置于恒温培养箱中，设定温度为26～32℃，培养20～25h，随后将筛选培养基取出，使用无菌水淋洗筛选培养基表面直至其表面无菌丝，收集淋洗液，得微生物改性液；
（4）按体积比1:5～1:3，将上述微生物改性液与大豆油混合均匀，放入玻璃发酵罐中，设定温度为28～32℃，以160r/min搅拌发酵2～3天，随后使用波长为454nm，辐照强度为260～280W/m2的激光，照射玻璃发酵罐30～40s，随后将发酵混合物进行过滤，收集过滤液，放入旋转蒸发仪中，在100℃下去除水，得绿色润滑油基础油粗液；
（5）按重量份数计，取70～80份上述绿色润滑油基础油粗液、22～24份质量分数为25％双氧水及1～2份钯炭催化剂，放入反应釜中，使用氢气保护，升温至110～120℃，搅拌反应3～4h，随后冷却至室温，出料并将出料物旋转蒸发去除水，再放入离心机中，以2000r/min离心5min，收集上清液，即可得绿色润滑油基础油。
本发明制得的绿色润滑油基础油密度为950～970kg/m3，生物降解性达80～90%，，剪切稳定较佳，倾点为-20～10℃，与矿物油的相容性较好，氧化安定性、水解稳定性较传统润滑油基础油优良。
本发明的有益效果是：
（1）本发明制得的润滑油基础油降低了生物降解率，倾点较低，与矿物油的相容性较好；
（2）本发明是润滑油抗磨性能提高显著提高，金属轴承间的磨斑直径平均降至原来的20～22%，抗氧化性较佳，旋转氧弹值较未改性植物油增加了190～200min；
（3）本发明利用植物油改性，原料易得，且植物油易于回收，节约了大量资源浪费。
具体实施方式
首先按重量份数计，取45～50份玉米、26～32份麦麸、18～22份青干草、16～20份花生粕、4～6份大豆油及0.8～1.2份300目二氧化硅，搅拌均匀，得山羊饲料，按每只山羊日饲喂量为每只山羊体重1.6～2.0％，使用山羊饲料喂养山羊4～6天；取上述喂养后山羊的瘤胃液放入离心机中，以3000r/min离心10～15min，收集上清液，按重量份数计，取43～46份蛋白胨、24～32份琼脂、15～18份草木灰、2～4份尿素、1～2份二氧化硅及0.6～0.8份秋水仙碱，搅拌均匀，并杀菌消毒，得筛选培养基，按接种量12～16％，将上清液接种至筛选培养基；将上述接种后的筛选培养基置于恒温培养箱中，设定温度为26～32℃，培养20～25h，随后将筛选培养基取出，使用无菌水淋洗筛选培养基表面直至其表面无菌丝，收集淋洗液，得微生物改性液；按体积比1:5～1:3，将上述微生物改性液与大豆油混合均匀，放入玻璃发酵罐中，设定温度为28～32℃，以160r/min搅拌发酵2～3天，随后使用波长为454nm，辐照强度为260～280W/m2的激光，照射玻璃发酵罐30～40s，随后将发酵混合物进行过滤，收集过滤液，放入旋转蒸发仪中，在100℃下去除水，得绿色润滑油基础油粗液；按重量份数计，取70～80份上述绿色润滑油基础油粗液、22～24份质量分数为25％双氧水及1～2份钯炭催化剂，放入反应釜中，使用氢气保护，升温至110～120℃，搅拌反应3～4h，随后冷却至室温，出料并将出料物旋转蒸发去除水，再放入离心机中，以2000r/min离心5min，收集上清液，即可得绿色润滑油基础油。
实例1
首先按重量份数计，取45份玉米、26份麦麸、18份青干草、16份花生粕、4份大豆油及0.8份300目二氧化硅，搅拌均匀，得山羊饲料，按每只山羊日饲喂量为每只山羊体重1.6％，使用山羊饲料喂养山羊4天；取上述喂养后山羊的瘤胃液放入离心机中，以3000r/min离心10min，收集上清液，按重量份数计，取43份蛋白胨、24份琼脂、15份草木灰、2份尿素、1份二氧化硅及0.6份秋水仙碱，搅拌均匀，并杀菌消毒，得筛选培养基，按接种量12％，将上清液接种至筛选培养基；将上述接种后的筛选培养基置于恒温培养箱中，设定温度为26℃，培养20h，随后将筛选培养基取出，使用无菌水淋洗筛选培养基表面直至其表面无菌丝，收集淋洗液，得微生物改性液；按体积比1:5，将上述微生物改性液与大豆油混合均匀，放入玻璃发酵罐中，设定温度为28℃，以160r/min搅拌发酵2天，随后使用波长为454nm，辐照强度为260W/m2的激光，照射玻璃发酵罐30s，随后将发酵混合物进行过滤，收集过滤液，放入旋转蒸发仪中，在100℃下去除水，得绿色润滑油基础油粗液；按重量份数计，取70份上述绿色润滑油基础油粗液、22份质量分数为25％双氧水及1份钯炭催化剂，放入反应釜中，使用氢气保护，升温至110℃，搅拌反应3h，随后冷却至室温，出料并将出料物旋转蒸发去除水，再放入离心机中，以2000r/min离心5min，收集上清液，即可得绿色润滑油基础油。
本发明制得的绿色润滑油基础油密度为950kg/m3，生物降解性达80%，剪切稳定较佳，倾点为-20℃，与矿物油的相容性较好，氧化安定性、水解稳定性较传统润滑油基础油优良。
实例2
首先按重量份数计，取47份玉米、29份麦麸、20份青干草、18份花生粕、5份大豆油及1.0份300目二氧化硅，搅拌均匀，得山羊饲料，按每只山羊日饲喂量为每只山羊体重1.8％，使用山羊饲料喂养山羊5天；取上述喂养后山羊的瘤胃液放入离心机中，以3000r/min离心13min，收集上清液，按重量份数计，取45份蛋白胨、28份琼脂、17份草木灰、3份尿素、1.5份二氧化硅及0.7份秋水仙碱，搅拌均匀，并杀菌消毒，得筛选培养基，按接种量14％，将上清液接种至筛选培养基；将上述接种后的筛选培养基置于恒温培养箱中，设定温度为28℃，培养23h，随后将筛选培养基取出，使用无菌水淋洗筛选培养基表面直至其表面无菌丝，收集淋洗液，得微生物改性液；按体积比1:4，将上述微生物改性液与大豆油混合均匀，放入玻璃发酵罐中，设定温度为30℃，以160r/min搅拌发酵2.5天，随后使用波长为454nm，辐照强度为270W/m2的激光，照射玻璃发酵罐35s，随后将发酵混合物进行过滤，收集过滤液，放入旋转蒸发仪中，在100℃下去除水，得绿色润滑油基础油粗液；按重量份数计，取75份上述绿色润滑油基础油粗液、23份质量分数为25％双氧水及1.5份钯炭催化剂，放入反应釜中，使用氢气保护，升温至115℃，搅拌反应3.5h，随后冷却至室温，出料并将出料物旋转蒸发去除水，再放入离心机中，以2000r/min离心5min，收集上清液，即可得绿色润滑油基础油。
本发明制得的绿色润滑油基础油密度为960kg/m3，生物降解性达85%，剪切稳定较佳，倾点为0℃，与矿物油的相容性较好，氧化安定性、水解稳定性较传统润滑油基础油优良。
实例3
首先按重量份数计，取50份玉米、32份麦麸、22份青干草、20份花生粕、6份大豆油及1.2份300目二氧化硅，搅拌均匀，得山羊饲料，按每只山羊日饲喂量为每只山羊体重2.0％，使用山羊饲料喂养山羊6天；取上述喂养后山羊的瘤胃液放入离心机中，以3000r/min离心15min，收集上清液，按重量份数计，取46份蛋白胨、24份琼脂、18份草木灰、4份尿素、2份二氧化硅及0.8份秋水仙碱，搅拌均匀，并杀菌消毒，得筛选培养基，按接种量16％，将上清液接种至筛选培养基；将上述接种后的筛选培养基置于恒温培养箱中，设定温度为32℃，培养25h，随后将筛选培养基取出，使用无菌水淋洗筛选培养基表面直至其表面无菌丝，收集淋洗液，得微生物改性液；按体积比1:3，将上述微生物改性液与大豆油混合均匀，放入玻璃发酵罐中，设定温度为32℃，以160r/min搅拌发酵3天，随后使用波长为454nm，辐照强度为280W/m2的激光，照射玻璃发酵罐40s，随后将发酵混合物进行过滤，收集过滤液，放入旋转蒸发仪中，在100℃下去除水，得绿色润滑油基础油粗液；按重量份数计，取80份上述绿色润滑油基础油粗液、24份质量分数为25％双氧水及2份钯炭催化剂，放入反应釜中，使用氢气保护，升温至120℃，搅拌反应4h，随后冷却至室温，出料并将出料物旋转蒸发去除水，再放入离心机中，以2000r/min离心5min，收集上清液，即可得绿色润滑油基础油。
本发明制得的绿色润滑油基础油密度为970kg/m3，生物降解性达90%，剪切稳定较佳，倾点为10℃，与矿物油的相容性较好，氧化安定性、水解稳定性较传统润滑油基础油优良。

Claims (1)

1.一种利用植物油改性制备绿色润滑油基础油的方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）按重量份数计，取45～50份玉米、26～32份麦麸、18～22份青干草、16～20份花生粕、4～6份大豆油及0.8～1.2份300目二氧化硅，搅拌均匀，得山羊饲料，按每只山羊日饲喂量为每只山羊体重1.6～2.0％，使用山羊饲料喂养山羊4～6天；
（2）取上述喂养后山羊的瘤胃液放入离心机中，以3000r/min离心10～15min，收集上清液，按重量份数计，取43～46份蛋白胨、24～32份琼脂、15～18份草木灰、2～4份尿素、1～2份二氧化硅及0.6～0.8份秋水仙碱，搅拌均匀，并杀菌消毒，得筛选培养基，按接种量12～16％，将上清液接种至筛选培养基；
（3）将上述接种后的筛选培养基置于恒温培养箱中，设定温度为26～32℃，培养20～25h，随后将筛选培养基取出，使用无菌水淋洗筛选培养基表面直至其表面无菌丝，收集淋洗液，得微生物改性液；
（4）按体积比1:5～1:3，将上述微生物改性液与大豆油混合均匀，放入玻璃发酵罐中，设定温度为28～32℃，以160r/min搅拌发酵2～3天，随后使用波长为454nm，辐照强度为260～280W/m2的激光，照射玻璃发酵罐30～40s，随后将发酵混合物进行过滤，收集过滤液，放入旋转蒸发仪中，在100℃下去除水，得绿色润滑油基础油粗液；
（5）按重量份数计，取70～80份上述绿色润滑油基础油粗液、22～24份质量分数为25％双氧水及1～2份钯炭催化剂，放入反应釜中，使用氢气保护，升温至110～120℃，搅拌反应3～4h，随后冷却至室温，出料并将出料物旋转蒸发去除水，再放入离心机中，以2000r/min离心5min，收集上清液，即可得绿色润滑油基础油。
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