CN109777571A - 一种可生物降解环保型发动机润滑油及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可生物降解环保型发动机润滑油，包括合成油PAO、酯类油、烷基萘、聚亚烷撑基乙二醇，润滑油复合剂、降凝剂、消泡剂、抗氧剂、粘度指数改进剂，清净剂和有机钼，酯类油由多元醇酯A和多元醇酯B混合而成。本发明还公开了一种可生物降解环保型发动机润滑油的制备方法，包括以下步骤：将合成油PAO和烷基萘混合，升温，搅拌，然后依次加入粘度指数改进剂、降凝剂、润滑油复合剂、消泡剂、抗氧剂以及清净剂，搅拌后制得物质A；加入酯类油，升温后加入有机钼，搅拌后制得物质B；将物质A与物质B混合后搅拌。本发明的优点是制得的可生物降解环保型发动机润滑油，解决了现有用于发动机润滑油不能被降解而污染环境的问题。

Description

一种可生物降解环保型发动机润滑油及其制备方法

技术领域

本发明涉及润滑油技术领域，更具体地说，它涉及一种可生物降解环保型发动机润滑油及其制备方法。

背景技术

随着国家的发展，车辆快速的增长，我国汽车工业从20世纪50年代发展至今，已成汽车生产和消费大国，据预测，到2020年我国汽车保有量将达到1.3亿，有望成为全球第一大汽车市场。但是在汽车使用过程中产生大量的废机油，而废机油又很难得到处理，这类润滑油使用传统矿物油加添加剂生产，这样的油品需要很大的粘度才能满足发动机的需求，而高粘度油品有很高的摩擦系数更大的阻力，造成燃料浪费和机件的损坏，因此对于可生物降解环保型润滑油的研究已经是润滑油行业内迫切需要研究的课题。

虽然现在对于可生物降解的润滑油已经有了一定的研究，如授权公告号为CN103781888B的中国专利公开了一种生物降解性润滑油组合物，其是配混(A)使直链饱和脂肪族羧酸与直链脂肪族二元羧酸与多元醇反应而得到的酯、(B)使直链饱和脂肪族羧酸与多元醇反应而得到的酯、以及(C)使酸性磷酸酯与烷基胺反应而得到的磷酸酯胺盐而成的，前述(A)成分中的直链饱和脂肪族羧酸由碳原子数为8的直链饱和脂肪族羧酸和碳原子数为10的直链饱和脂肪族羧酸形成，碳原子数为8的直链饱和脂肪族羧酸的摩尔量多于碳原子数为10的直链饱和脂肪族羧酸的摩尔量。

但是上述专利文献中可生物降解润滑油是用于风力发电用的增速器，目前对于汽车上的可生物降解环保型发动机润滑油相关研究以及报道较少，故对于可生物降解环保型发动机润滑油的研究对于汽车行业和润滑油行业具有重要的意义。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种可生物降解环保型发动机润滑油，解决了现有用于发动机润滑油不能被降解而污染环境的问题。

本发明的第二个目的在于提供一种可生物降解环保型发动机润滑油的制备方法，其生产出了一种生物可降解的用于发动机的润滑油，解决了现有用于发动机润滑油不能被降解而污染环境的问题。

为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种可生物降解环保型发动机润滑油，由以下重量份的原料制成：

合成油PAO 10～20份、酯类油50～80份、烷基萘5～20份、聚亚烷撑基乙二醇5～15份、润滑油复合剂6～10份、降凝剂0.1～1份、消泡剂0.1～2.5份、抗氧剂0.5～2.5份、粘度指数改进剂3～5份，清净剂0.1～3份和有机钼0.5～2.5份；

其中，所述酯类油由多元醇酯A和多元醇酯B以1:0.5～4质量比混合而成，所述多元醇酯A由植物菜籽油经氢化反应制得，所述多元醇酯B由三羟甲基丙烷和动物油油酸经酯化反应制得。

通过采用上述技术方案，植物油具有优良的润滑性、黏温特性和可降解性，但是植物油中含有大量的双键，致使其氧化稳定性较差，本发明中使用菜籽油经氢化反应制得的多元醇降低植物油中的双键，提高其热稳定性等使用性能的同时还具有可降解性能。三羟甲基丙烷和动物油油酸酯化反应后制得三羟甲基丙烷油酸脂具有生物可降解性，本发明中使用上述两种多元醇酯以及其他组分，生产出生物可降解的用于发动机的润滑油，解决了现有用于发动机润滑油不能被降解而污染环境的问题，而且该润滑油低粘度低摩擦系数，且有着更高的抗魔性和抗氧性能，满足现在车辆的严格要求的同时还可以节能环保。

本发明进一步设置为：该可生物降解环保型发动机润滑油由以下重量份的原料制成：合成油PAO 12～18份、酯类油55～80份、烷基萘5～15份、聚亚氧烷基乙二醇8～12份、润滑油复合剂6～10份、降凝剂0.1～0.7份、消泡剂0.5～1.5份、抗氧剂0.5～1.4份、粘度指数改进剂3～5份，清净剂0.5～1.5份和有机钼0.7～1.8份。

本发明进一步设置为：该可生物降解环保型发动机润滑油由以下重量份的原料制成：合成油PAO 15份、酯类油65份、烷基萘8份、聚亚烷撑基乙二醇10份、润滑油复合剂8份、降凝剂0.5份、消泡剂1份、抗氧剂1份、粘度指数改进剂3份，清净剂1份和有机钼1份。

本发明进一步设置为：所述清净剂为镁盐清净剂。

本发明进一步设置为：所述有机钼为二烷基二硫代氨基甲酸钼。

本发明进一步设置为：所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。本发明进一步设置为：

所述消泡剂为聚硅氧烷型消泡剂；

所述降凝剂为聚甲基丙烯酸酯型降凝剂。

本发明进一步设置为：所述粘度指数改进剂的制备包括以下步骤：

在氮气氛围下对80～90重量份的150SN基础油加热搅拌，直至加热至90±5℃，此时，加入10～20重量份粉碎好的氢化苯乙烯异戊二烯共聚物，升温至120℃±5℃，然后在120℃±5℃下搅拌18h，然后经过剪切、过滤制得所述粘度指数改进剂。

为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种可生物降解环保型发动机润滑油的制备方法，包括以下步骤：

在一个容器中按照配比将合成油PAO和烷基萘混合，升温至75～85℃，搅拌30～50min，然后依次加入粘度指数改进剂、降凝剂、润滑油复合剂、消泡剂、抗氧剂以及清净剂，过程中保持搅拌，且在70±5℃的温度下搅拌60～80min后制得物质A；

在另一个容器中加入酯类油和聚亚烷撑基乙二醇，升温至75～85℃后加入有机钼，并在此温度下搅拌100～130min后制得物质B；

将物质A与物质B混合后搅拌50～70min，即制得可生物降解环保型发动机润滑油。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、该润滑油通过采用两种多元醇酯以及其它助剂的复配，制得的润滑油可生物降解，而且还可以用于车用发动机，解决了现有用于发动机润滑油不能被降解而污染环境的问题，节能环保；

2、且该润滑油低粘度低摩擦系数，且有着更高的抗磨性和抗氧性能，满足现在车辆对于润滑油的严格要求。

具体实施方式

以下实施例以及制备例中所用到的原料均通过市售可得。

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

以下为度指数改进剂的制备例1～3

制备例1

粘度指数改进剂的制备，包括以下步骤：

在氮气氛围下对80重量份的150SN基础油加热搅拌，直至加热至85℃，此时，加入10重量份粉碎好的氢化苯乙烯异戊二烯共聚物，升温至115℃，然后在115℃下搅拌18h，然后经过剪切、过滤制得所述粘度指数改进剂。

其中，150SN基础油购自东莞市中祥精细油品有限公司，氢化苯乙烯异戊二烯共聚物购自美国科腾公司，型号为G1765。

制备例2

粘度指数改进剂的制备，按照制备例1中方法进行，不同之处在于，在氮气氛围下对85重量份的矿物油加热搅拌，直至加热至90℃，此时，加入15重量份粉碎好的氢化苯乙烯异戊二烯共聚物，升温至120℃，然后在120℃下搅拌18h，然后经过剪切、过滤制得所述粘度指数改进剂。

制备例3

粘度指数改进剂的制备，按照制备例1中方法进行，不同之处在于，在氮气氛围下对90重量份的矿物油加热搅拌，直至加热至95℃，此时，加入20重量份粉碎好的氢化苯乙烯异戊二烯共聚物，升温至125℃，然后在125℃下搅拌18h，然后经过剪切、过滤制得所述粘度指数改进剂。

实施例

以下实施例中除粘度指数改进剂之外的所有原料均可市售得到。

一种可生物降解环保型发动机润滑油，由以下重量份的原料制成：

合成油PAO 10～20份、酯类油50～80份、烷基萘5～20份、聚亚烷撑基乙二醇5～15份、润滑油复合剂6～10份、降凝剂0.1～1份、消泡剂0.1～2.5份、抗氧剂0.5～2.5份、粘度指数改进剂3～5份，清净剂0.1～3份和有机钼0.5～2.5份；

其中，合成油PAO为聚α烯烃合成油PAO，优选情况下，合成油PAO的100℃粘度为7.5～8mm²/s；

酯类油由多元醇酯A和多元醇酯B以1:0.5～4质量比混合而成，多元醇酯A由植物菜籽油经氢化反应制得，多元醇酯B由三羟甲基丙烷和动物油油酸经酯化反应制得，优选情况下多元醇酯A的100℃粘度为4～5mm²/s，多元醇酯B的100℃粘度为4.5～5mm²/s；

烷基萘为烷基化芳烃，优选情况下，烷基萘的100℃粘度为4.5～5mm²/s；

降凝剂为聚甲基丙烯酸酯型降凝剂，消泡剂为聚硅氧烷型消泡剂，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，清净剂为镁盐清净剂，有机钼为二烷基二硫代氨基甲酸钼。

以下实施例中，合成油PAO购自埃克森美孚公司，品牌为ExxonMobil Chemical，型号为Spectrasyn 8；

多元醇酯A购自英国禾大公司，该多元醇酯A由植物菜籽油经氢化反应制得，通过CEC-L-33-A-93方法对该多元醇酯A的生物可降解性检测，测得该多元醇酯A的降解率为96，除此之外，该多元醇酯A的闪点≥240℃，倾点在-50℃以下；

多元醇酯B购自杭州优米公司，该多元醇酯B由三羟甲基丙烷和动物油油酸经酯化反应制得，通过GB/T21801-2008方法对该多元醇脂B的生物可降解性进行检测，测得该多元醇酯B的降解率为85，除此之外，该多元醇酯A的闪点≥240℃，倾点在-38℃以下；

烷基萘购自埃克森美孚公司，品牌为美孚PAO，型号为SYnesstic AN5，闪点≥255℃，倾点在-30℃以下；

聚亚烷撑基乙二醇购自美国德固赛公司，型号为CET6；

聚甲基丙烯酸酯型降凝剂购自德国罗曼克斯公司，型号为SCR-168A；

聚硅氧烷型消泡剂购自德丰消泡剂，型号为DF-678；

受阻酚类抗氧剂购自河北川普化工有限公司，型号为抗氧剂1010；

粘度指数改进剂为制备例1～3中制得的粘度指数改进剂；

镁盐清净剂购自雪佛龙公司，型号为OLOA 1829；

二烷基二硫代氨基甲酸钼购自聊城市开发区诚斯达润滑剂有限公司，型号为TM-08A；

润滑油复合剂购自润英联公司，对该润滑油复合剂检测，该润滑油复合剂的总碱值为55，以质量百分比计，包含以下各成分，0.64％锌、0.55％磷、0.9％氮。

实施例1

一种可生物降解环保型发动机润滑油的制备方法，各个原料以重量份数计，包括以下步骤：

制备物质A：将15份合成油PAO和8份烷基萘注入容器1中，升温至80℃，搅拌40min后，按照顺序依次加入3份制备例2中制得的粘度指数改进剂、0.5份降凝剂、8份润滑油复合剂、1份消泡剂、1份抗氧剂以及1份清净剂，在加料过程中保持搅拌，然后调节温度至70℃并在此温度下搅拌70min后，即可制得物质A；

制备物质B：将65份酯类油和10份聚亚烷撑基乙二醇注入容器2，其中，酯类油由多元醇酯A和多元醇酯B以1：2质量比混合而成，升温至80℃后加入1份有机钼，并在80℃的温度下搅拌2h后，此时，制得的液体为清澈透明液体且无悬浮物，即制得物质B；

将容器1中的物质A和容器2中的物质B混合然后搅拌60min，即制得目标产物发动机油。

实施例2

一种可生物降解环保型发动机润滑油的制备方法，各个原料以重量份数计，包括以下步骤：

制备物质A：将12份合成油PAO和5份烷基萘注入容器1中，升温至80℃，搅拌40min后，按照顺序依次加入3份制备例2中制得的粘度指数改进剂、0.1份降凝剂、6份润滑油复合剂、0.5份消泡剂、0.5份抗氧剂以及0.5份清净剂，在加料过程中保持搅拌，然后调节温度至70℃并在此温度下搅拌70min后，即可制得物质A；

制备物质B：将55份酯类油和8份聚亚烷撑基乙二醇注入容器2，其中，酯类油由多元醇酯A和多元醇酯B以1:0.5质量比混合而成，升温至80℃后加入0.7份有机钼，并在80℃的温度下搅拌2h后，此时，制得的液体为清澈透明液体且无悬浮物，即制得物质B；

将容器1中的物质A和容器2中的物质B混合然后搅拌60min，即制得目标产物发动机油。

实施例3

一种可生物降解环保型发动机润滑油的制备方法，各个原料以重量份数计，包括以下步骤：

制备物质A：将18份合成油PAO和15份烷基萘注入容器1中，升温至80℃，搅拌40min后，按照顺序依次加入5份制备例2中制得的粘度指数改进剂、0.7份降凝剂、10份润滑油复合剂、1.5份消泡剂、1.4份抗氧剂以及1.5份清净剂，在加料过程中保持搅拌，然后调节温度至70℃并在此温度下搅拌70min后，即可制得物质A；

制备物质B：将80份酯类油和12份聚亚烷撑基乙二醇注入容器2，其中，酯类油由多元醇酯A和多元醇酯B以1:4质量比混合而成，升温至80℃后加入1.8份有机钼，并在80℃的温度下搅拌2h后，此时，制得的液体为清澈透明液体且无悬浮物，即制得物质B；

将容器1中的物质A和容器2中的物质B混合然后搅拌60min，即制得目标产物发动机油。

实施例4

一种可生物降解环保型发动机润滑油的制备方法，各个原料以重量份数计，包括以下步骤：

制备物质A：将10份合成油PAO和5份烷基萘注入容器1中，升温至80℃，搅拌40min后，按照顺序依次加入3份制备例2中制得的粘度指数改进剂、0.1份降凝剂、6份润滑油复合剂、0.1份消泡剂、0.5份抗氧剂以及0.1份清净剂，在加料过程中保持搅拌，然后调节温度至70℃并在此温度下搅拌70min后，即可制得物质A；

制备物质B：将50份酯类油和5份聚亚烷撑基乙二醇注入容器2，其中，酯类油由多元醇酯A和多元醇酯B以1:2质量比混合而成，升温至80℃后加入0.5份有机钼，并在80℃的温度下搅拌2h后，此时，制得的液体为清澈透明液体且无悬浮物，即制得物质B；

将容器1中的物质A和容器2中的物质B混合然后搅拌60min，即制得目标产物发动机油。

实施例5

一种可生物降解环保型发动机润滑油的制备方法，各个原料以重量份数计，包括以下步骤：

制备物质A：将20份合成油PAO和20份烷基萘注入容器1中，升温至80℃，搅拌40min后，按照顺序依次加入5份制备例2中制得的粘度指数改进剂、1份降凝剂、10份润滑油复合剂、2.5份消泡剂、2.5份抗氧剂以及3份清净剂，在加料过程中保持搅拌，然后调节温度至70℃并在此温度下搅拌70min后，即可制得物质A；

制备物质B：将80份酯类油和15份聚亚烷撑基乙二醇注入容器2，其中，酯类油由多元醇酯A和多元醇酯B以1:4质量比混合而成，升温至80℃后加入2.5份有机钼，并在80℃的温度下搅拌2h后，此时，制得的液体为清澈透明液体且无悬浮物，即制得物质B；

将容器1中的物质A和容器2中的物质B混合然后搅拌60min，即制得目标产物发动机油。

实施例6

一种可生物降解环保型发动机润滑油的制备方法，按照实施例1中方法进行，不同之处在于，本实施例中粘度指数改进剂为制备例1中制得的粘度指数改进剂。

实施例7

一种可生物降解环保型发动机润滑油的制备方法，按照实施例1中方法进行，不同之处在于，本实施例中粘度指数改进剂为制备例3中制得的粘度指数改进剂。

实施例8

一种可生物降解环保型发动机润滑油的制备方法，各个原料以重量份数计，包括以下步骤：

制备物质A：将15份合成油PAO和8份烷基萘注入容器1中，升温至75℃，搅拌30min后，按照顺序依次加入3份制备例2中制得的粘度指数改进剂、0.5份降凝剂、8份润滑油复合剂、1份消泡剂、1份抗氧剂以及1份清净剂，在加料过程中保持搅拌，然后调节温度至70℃并在此温度下搅拌60min后，即可制得物质A；

制备物质B：将65份酯类油和10份聚亚烷撑基乙二醇注入容器2，其中，酯类油由多元醇酯A和多元醇酯B以1：2质量比混合而成，升温至80℃后加入1份有机钼，并在75℃的温度下搅拌100min后，此时，制得的液体为清澈透明液体且无悬浮物，即制得物质B；

将容器1中的物质A和容器2中的物质B混合然后搅拌50min，即制得目标产物发动机油。

实施例9

一种可生物降解环保型发动机润滑油的制备方法，各个原料以重量份数计，包括以下步骤：

制备物质A：将15份合成油PAO和8份烷基萘注入容器1中，升温至85℃，搅拌50min后，按照顺序依次加入3份制备例2中制得的粘度指数改进剂、0.5份降凝剂、8份润滑油复合剂、1份消泡剂、1份抗氧剂以及1份清净剂，在加料过程中保持搅拌，然后调节温度至75℃并在此温度下搅拌60min后，即可制得物质A；

制备物质B：将65份酯类油和10份聚亚烷撑基乙二醇注入容器2，其中，酯类油由多元醇酯A和多元醇酯B以1：2质量比混合而成，升温至80℃后加入1份有机钼，并在85℃的温度下搅拌130min后，此时，制得的液体为清澈透明液体且无悬浮物，即制得物质B；

将容器1中的物质A和容器2中的物质B混合然后搅拌70min，即制得目标产物发动机油。

对比例

对比例1

一种可生物降解环保型发动机润滑油的制备方法，按照实施例1中方法进行，不同之处在于，酯类油为多元醇酯A。

对比例2

一种可生物降解环保型发动机润滑油的制备方法，按照实施例1中方法进行，不同之处在于，酯类油为多元醇酯B。

对比例3

一种可生物降解环保型发动机润滑油的制备方法，按照实施例1中方法进行，不同之处在于，酯类油由多元醇酯A和多元醇酯B以1：0.4质量比混合而成。

对比例4

一种可生物降解环保型发动机润滑油的制备方法，按照实施例1中方法进行，不同之处在于，酯类油由多元醇酯A和多元醇酯B以1：5质量比混合而成。

性能检测试验

氧化诱导期考察油品的抗氧化性，时间越长，表示油品的抗氧化性能越好；磨斑直径考察油品的抗磨性，磨斑直径越小，表明油品抗磨性能越好。

将上述各个实施例和对比例中制得的可生物降解环保型发动机润滑油进行性能测试，结果如下表1所示。

表1：

综上，本发明中采用多元醇酯A和多元醇酯B以及其他组分，生产出生物可降解的润滑油，该润滑油低粘度低摩擦系数，且有着更高的抗魔性和抗氧性能，满足现在车辆的严格要求的同时还可以节能环保。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种可生物降解环保型发动机润滑油，其特征在于，由以下重量份的原料制成：

合成油PAO 10～20份、酯类油50～80份、烷基萘5～20份、聚亚烷撑基乙二醇5~15份、润滑油复合剂6～10份、降凝剂0.1～1份、消泡剂0.1～2.5份、抗氧剂0.5～2.5份、粘度指数改进剂3～5份，清净剂0.1～3份和有机钼0.5～2.5份；

其中，所述酯类油由多元醇酯A和多元醇酯B以1:0.5~4质量比混合而成，所述多元醇酯A由植物菜籽油经氢化反应制得，所述多元醇酯B由三羟甲基丙烷和动物油油酸经酯化反应制得。

2.根据权利要求1所述的一种可生物降解环保型发动机润滑油，其特征在于，该可生物降解环保型发动机润滑油由以下重量份的原料制成：

合成油PAO 12～18份、酯类油55～70份、烷基萘5～15份、聚亚氧烷基乙二醇8~12份、润滑油复合剂6～10份、降凝剂0.1～0.7份、消泡剂0.5～1.5份、抗氧剂0.5～1.4份、粘度指数改进剂3～5份，清净剂0.5～1.5份和有机钼0.7～1.8份。

3.根据权利要求1所述的一种可生物降解环保型发动机润滑油，其特征在于，该可生物降解环保型发动机润滑油由以下重量份的原料制成：

合成油PAO 15份、酯类油65份、烷基萘8份、聚亚烷撑基乙二醇10份、润滑油复合剂8份、降凝剂0.5份、消泡剂1份、抗氧剂1份、粘度指数改进剂3份，清净剂1份和有机钼1份。

4.根据权利要求1所述的一种可生物降解环保型发动机润滑油，其特征在于，所述清净剂为镁盐清净剂。

5.根据权利要求1所述的一种可生物降解环保型发动机润滑油，其特征在于，所述有机钼为二烷基二硫代氨基甲酸钼。

6.根据权利要求1所述的一种可生物降解环保型发动机润滑油，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。

7.根据权利要求1所述的一种可生物降解环保型发动机润滑油，其特征在于，所述消泡剂为聚硅氧烷型消泡剂；

所述降凝剂为聚甲基丙烯酸酯型降凝剂。

8.根据权利要求1所述的一种可生物降解环保型发动机润滑油，其特征在于，所述粘度指数改进剂的制备包括以下步骤：

在氮气氛围下对80～90重量份的150SN基础油加热搅拌，直至加热至90±5℃，此时，加入10～20重量份粉碎好的氢化苯乙烯异戊二烯共聚物，升温至120℃±5℃，然后在120℃±5℃下搅拌18h，然后经过剪切、过滤制得所述粘度指数改进剂。

9.一种如权利要求1～8任一所述的可生物降解环保型发动机润滑油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在一个容器中按照配比将合成油PAO和烷基萘混合，升温至75～85℃，搅拌30～50min，然后依次加入粘度指数改进剂、降凝剂、润滑油复合剂、消泡剂、抗氧剂以及清净剂，过程中保持搅拌，且在70±5℃的温度下搅拌60～80min后制得物质A；

在另一个容器中加入酯类油和聚亚烷撑基乙二醇，升温至75～85℃后加入有机钼，并在此温度下搅拌100～130min后制得物质B；

将物质A与物质B混合后搅拌50～70min，即制得可生物降解环保型发动机润滑油。