CN108587754B - 一种环保型油脂组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保型油脂组合物及其制备方法，属于油脂技术领域。该组合物由以下重量份的原料制成：基础油N32 100份、基础油350SN 20‑35份、多元醇脂5‑15份、羊毛脂钙皂2‑5份、亚硝酸盐0.5‑2.0份、氢氧化锌1‑4份、聚异丁烯0.2‑0.6份、2,6‑二叔丁基对甲酚0.5‑1.5份、聚α烯烃0.4‑1.0份、硅油抗泡剂0.05‑0.2份、烷基化苯三唑0.01‑0.1份、酚醛树脂0.5‑2.0份、石蜡0.5‑2.0份和二丁酸二辛酯磺酸钠1.5‑3.0份。该组合物具有较高的湿热试验时间（1200h以上）、盐雾试验时间（820h以上）和生物降解率（90.5%以上），对铸铁的防锈效果优异。

Description

一种环保型油脂组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及油脂技术领域，具体涉及一种环保型油脂组合物及其制备方法。该油脂可用作防锈油和润滑剂，尤其可用作铸铁件的防锈剂。
背景技术
防锈油通常由油溶性缓蚀剂、基础油和辅助添加剂等组成。根据性能和用途，除锈油可分为指纹除去型防锈油、水稀释型防锈油、溶剂稀释型防锈油、防锈润滑两用油、封存防锈油、置换型防锈油、薄层油、防锈脂和气相防锈油等。防锈油中常用的缓蚀剂有脂肪酸或环烷酸的碱土金属盐、环烷酸铅、环烷酸锌、石油磺酸钠、石油磺酸钡、石油磺酸钙、三油酸牛脂二胺、松香胺等。
如申请号为CN 201710220742.9的专利公开了一种可生物降解的金属防锈剂，其原料包括苯丙乳液、改性填料、改性增强剂、改性防锈增强剂、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、过硫酸铵、苯乙烯、丙烯酸羟乙酯、环氧树脂、环氧丙烯酸树脂、苯并三氮唑、二烷基二硫代磷酸锌、三聚磷酸钠、环烷基基础油、二乙二醇丙醚、十八胺、烷基磺酸钠、氨基磺酸、六亚甲基四胺、石油磺酸钡、硫代脂肪酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、丙烯醇胺、羧甲基淀粉钠、阿拉伯胶、马丙共聚物、硫酸二氢钾和钼酸钠。
但是申请人发现常规的防锈剂存在以下三个问题：
(1)对铸铁等易生锈金属的防锈效果不好，铸铁是指碳含量在2.0-6.6%之间的铁碳合金。由于铸铁件的含碳量较高，极易在环境中产生电化学等腐蚀，且腐蚀速度极快。普通防锈油难以满足此类金属工件长期封存防锈应用需求，特别是盐雾、潮湿大气环境中。针对此类零件的特点需要防锈效果更好的防锈油。
(2)防锈剂降解效果不好，生物降解率通常在85%左右。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种环保型油脂组合物，该组合物具有较高的湿热试验时间（1200h以上）、盐雾试验时间（820h以上）和生物降解率（90.5%以上）。本发明的目的之二在于提供了前述环保型油脂组合物的制备方法，该方法得到的组合物颜色较浅，加工过程不易变色，外观透明，过滤杂质较少。其技术方案如下：
一方面，本发明提供了一种环保型油脂组合物，其主要用作防锈剂，也可用作对性能要求不高的润滑剂，其由以下重量份的原料制成：基础油N32 100份、基础油350SN 20-35份、多元醇脂 5-15份、羊毛脂钙皂2-5份、亚硝酸盐0.5-2.0份、氢氧化锌1-4份、聚异丁烯0.2-0.6份、2,6-二叔丁基对甲酚0.5-1.5份、聚α烯烃0.4-1.0份、硅油抗泡剂0.05-0.2份、烷基化苯三唑0.01-0.1份、酚醛树脂0.5-2.0份、石蜡0.5-2.0份和二丁酸二辛酯磺酸钠1.5-3.0份。
其中，基础油N32、基础油350SN和多元醇脂均为基础油。
具体地，基础油N32为聚α-烯烃加氢一线油和25号变压器油的混合油，其具有倾点低、粘度指数高（超过120）、与其它油脂的相容性好和杂质少等优点。
具体地，基础油350SN为加氢基础油，粘度指数95左右，具有较高的粘度指数和氧化安定性，较低的杂质含量。
具体地，多元醇脂具有一定的增溶作用，粘度指数60-190，具有较好的氧化稳定性和热稳定性，使用温度范围宽。
以上三种基础油按特定的比例混合，具有较优的粘度（55-60mm2.s-1）、闪点值（180-220℃），足够小的成焦板值（16mg左右），较高的生物降解率（90-91%）。
其中，羊毛脂钙皂、亚硝酸盐和氢氧化锌均为防锈剂。
具体地，羊毛脂钙皂为混合型及吸附膜型防锈剂，具有良好的抗潮湿、抗盐雾和抗盐水浸渍性能，同时具有一定的成膜性。
具体地，亚硝酸盐为阳极型防锈剂同时对金属有一定的钝化作用，抑制金属阴极极化作用并在金属表面形成致密的保护膜。
具体地，氢氧化锌为阴极型防锈剂，抑制金属阴极极化作用，配合亚硝酸盐在本油脂组合物中防锈效果好。
其中，聚异丁烯为粘度调整剂，具有较好的油溶性、热稳定性和良好的机械剪切能力。
其中，2,6-二叔丁基对甲酚为链终止型抗氧化剂。
其中，聚α烯烃为降凝剂，作用有两个：一是避免油脂低温凝固，二是防止石蜡低温结晶。
其中，硅油抗泡剂用于降低泡沫表面膜的稳定性，缩短泡沫存在时间。
其中，烷基化苯三唑为金属钝化剂。
其中，酚醛树脂和石蜡均为成膜剂。
具体地，酚醛树脂作为成膜剂时具有较好的防水性，宽的使用温度。
具体地，石蜡作为成膜剂时能提高膜的均匀性和膜的强度，能稍微促进降解菌活性。
其中，二丁酸二辛酯磺酸钠为表面活性剂，提高各组分的相容性，并减少起沫，同时能稍微加快油脂的降解速度。
其中，多元醇脂为由季戊四醇与碳数4-15的一元脂肪酸合成的酯，通过特性的脂使产品的闪电、倾点和粘度等指标在特定值内，同时可促进与土壤胶体的作用。其通常为多种醇脂的混合物。
其中，亚硝酸盐包括亚硝酸钙或亚硝酸锌等，优选为亚硝酸钙。
其中，硅油抗泡剂包括8000号硅油或10000号甲基硅油等，优选为8000号硅油。
其中，石蜡为58号石蜡。
其中，酚醛树脂为212型酚醛树脂，当然其他牌号的酚醛树脂也行。
优选地，本发明提供的环保型油脂组合物由以下重量份的原料制成：基础油N32100份、基础油350SN 30份、多元醇脂 10份、羊毛脂钙皂4份、亚硝酸钙1份、氢氧化锌2份、聚异丁烯0.5份、2,6-二叔丁基对甲酚1份、聚α烯烃1份、8000号硅油0.1份、烷基化苯三唑0.05份、212型酚醛树脂2份、58号石蜡1份、二丁酸二辛酯磺酸钠2份。
另一方面，本发明提供了一种环保型油脂组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将硅油抗泡剂、亚硝酸盐、氢氧化锌、二丁酸二辛酯磺酸钠、石蜡、羊毛脂钙皂和基础油350SN混合，于105-115℃条件下进行搅拌脱水。该步骤主要用于脱除各种含水较高组分中的水分，并使部分特定功能的物料预混合。
(2)脱水完成后，于110-115℃条件下搅拌并加入基础油N32和脂肪酸多元醇脂，混合均匀后降温。该步骤主要用于将各种基础油全部混合。
(3)搅拌降温至70-75℃后加入2,6-二叔丁基对甲酚、聚α烯烃和烷基化苯三唑，混合均匀后降温。该步骤主要用于将各种添加剂加入基础油中并发生部分物化反应。
(4)缓慢搅拌降温至55-60℃并加入聚异丁烯（根据实际粘度调整添加量）和酚醛树脂，降温至40-45℃时停止搅拌。该步骤主要用于加入高温易变色的酚醛树脂和调整产品的粘度。
(5)过滤、密封封装得到环保型油脂组合物。
其中，在步骤(1)- (3)中搅拌速度为300r/min以上，在步骤(4)中搅拌速度为100-180r/min。
本发明具有以下优点：该组合物具有较高的湿热试验时间（1200h以上）、盐雾试验时间（820h以上）、生物降解率（90.5%以上）和良好的稳定性并对铸铁具有优异的防锈效果。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
实施例1提供了一种环保型油脂组合物，包括以下步骤：
(1)将硅油抗泡剂1kg、亚硝酸盐10kg、氢氧化锌20kg、二丁酸二辛酯磺酸钠20kg、石蜡10kg、羊毛脂钙皂40kg和基础油350SN 300kg加入反应釜中混合，于110℃条件下进行搅拌脱水。
(2)脱水完成后，于115℃条件下搅拌并加入基础油N32 1000kg和脂肪酸多元醇脂100kg，混合均匀后降温。
(3)搅拌降温至73℃后加入2,6-二叔丁基对甲酚10kg、聚α烯烃10kg和烷基化苯三唑0.5kg，混合均匀后降温。
(4)缓慢搅拌降温至60℃后加入聚异丁烯5kg和酚醛树脂20kg，降温至44℃时停止搅拌。
(5)过滤、密封封装得到环保型油脂组合物。
对上述组合物进行检测，采用的标准为：闪点GB/T3536、粘度GB/T265、湿热GB/T2361、盐雾SH/T0081、生物降解率CEC-L-33-A-93；其结果如表1和2所示：
表1
项目 质量指标 实测值
闪点℃ ≥120 194
运动粘度mm<sup>2</sup>.s<sup>-1</sup> 40-70 61
湿热h ≥720 1431
盐雾h ≥336 843
生物降解率% ≥80 91.2
成焦板mg — 16
表2
项目 油品30-55℃外观 60h稳定性 120h稳定性 180h稳定性 油膜外观
实施例1 始终澄清 透明 透明 有少量结晶 均匀
常规防锈剂 30℃浑浊，50℃澄清 透明 有少量絮状沉淀 较多沉淀 较均匀
其中，表1为组合物的理化指标，表2为组合物的稳定性和外观指标，从表1和2可以看出，其防锈性能和稳定性均较好，且其还具有较高的生物降解率。
实施例2-4
其制备方法与实施例1一样，不同之处在于：各原料的配比不同，其配比如表2所示：
表3
原料 实施例2 实施例3 实施例4
基础油N32（kg） 100 90 100
基础油350SN（kg） 30 25 22
多元醇脂（kg） 10 12 5
羊毛脂钙皂（kg） 2.5 5 4
亚硝酸盐（kg） 2 1.5 0.6
氢氧化锌（kg） 2 3 1
聚异丁烯（kg） 0.5 0.3 0.6
2,6-二叔丁基对甲酚（kg） 0.8 1 1.4
聚α烯烃（kg） 1 0.5 0.8
硅油抗泡剂（kg） 0.1 0.15 0.08
烷基化苯三唑（kg） 0.02 0.1 0.05
酚醛树脂（kg） 1.4 0.6 2
石蜡（kg） 1.2 1 0.8
二丁酸二辛酯磺酸钠（kg） 2 2.5 2.5
对比例1
其制备方法与实施例1基本一致，不同之处在于：仅有基础油脂。
对比例2
常规防锈剂。
室外暴露试验：采用铸铁钢片，大小60mm*20mm*5mm，含碳量3.6%，采用砂纸将表面打磨粗糙后表面涂油并在室内挂放24h后，移至室外露天挂放，每天检查钢片并记录钢片的腐蚀情况及表面油膜情况。测试地点：武汉 武汉理工大学校园内；测试时间：2017年7-8月，实测平均气温33.7℃，从第3开始有下雨，下雨天数共9天。其结果如表4所示：
表4
试样 测试结果
实施例1的油脂组合物 第34天时试片边缘出现腐蚀；第39天认定发锈，油膜轻微发黄
实施例2的油脂组合物 第31天时试片边缘出现腐蚀；第38天认定发锈，油膜发黄
对比例1的基础油组合物 第9天试片发锈，油膜轻微发黄
对比例2的防锈剂 第17天试片发锈，油膜发黄
从表4可以看出，本发明提供的油脂组合物对铸铁有很好的防锈效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种环保型油脂组合物，其特征在于，其由以下重量份的原料制成：
基础油N32 100份、基础油350SN 20-35份、多元醇脂 5-15份、羊毛脂钙皂2-5份、亚硝酸盐0.5-2.0份、氢氧化锌1-4份、聚异丁烯0.2-0.6份、2,6-二叔丁基对甲酚0.5-1.5份、聚α烯烃0.4-1.0份、硅油抗泡剂0.05-0.2份、烷基化苯三唑0.01-0.1份、酚醛树脂0.5-2.0份、石蜡0.5-2.0份和二丁酸二辛酯磺酸钠1.5-3.0份；
所述多元醇脂为由季戊四醇与碳数4-15的一元脂肪酸合成的酯；
所述亚硝酸盐包括亚硝酸钙或亚硝酸锌；
所述硅油抗泡剂包括8000号硅油或10000号甲基硅油；
所述石蜡为58号石蜡；
所述酚醛树脂为212型酚醛树脂。
2.根据权利要求1所述的环保型油脂组合物，其特征在于，其由以下重量份的原料制成：
基础油N32 100份、基础油350SN 30份、多元醇脂 10份、羊毛脂钙皂4份、亚硝酸钙1份、氢氧化锌2份、聚异丁烯0.5份、2,6-二叔丁基对甲酚1份、聚α烯烃1份、8000号硅油0.1份、烷基化苯三唑0.05份、212型酚醛树脂2份、58号石蜡1份、二丁酸二辛酯磺酸钠2份。
3.如权利要求1所述的环保型油脂组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将硅油抗泡剂、亚硝酸盐、氢氧化锌、二丁酸二辛酯磺酸钠、石蜡、羊毛脂钙皂和基础油350SN混合，于105-115℃条件下进行搅拌脱水；
(2)脱水完成后，于110-115℃条件下搅拌并加入基础油N32和多元醇脂，混合均匀后降温；
(3)搅拌降温至70-75℃后加入2,6-二叔丁基对甲酚、聚α烯烃和烷基化苯三唑，混合均匀后降温；
(4)缓慢搅拌降温至55-60℃后加入聚异丁烯和酚醛树脂，降温至40-45℃时停止搅拌；
(5)过滤得到环保型油脂组合物。
4.根据权利要求3所述的环保型油脂组合物的制备方法，其特征在于，在步骤(1)- (3)中搅拌速度300r/min以上，在步骤(4)中搅拌速度100-180r/min。
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