CN109913299A - 一种节能环保车用润滑油及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种节能环保车用润滑油及其制备方法。节能环保车用润滑油包括以下重量份的组分:67‑80份基础油、8‑12份三羟甲基丙烷酯、8‑10份复合剂、0.3‑0.6份降凝剂、2‑2.5份抗磨剂、1.5‑2份高温抗氧化剂、0.1‑0.5份消泡剂、1.5‑3份清净分散剂;其制备方法为:(1)混合基础油;(2)添加助剂。本发明的节能环保车用润滑油具有节能环保、使用寿命长,容易降解,节能效果明显,低温流动性好,热氧化安定性好,低挥发性的优点;本发明的制备方法具有操作简单,易于实施的优点。
Description
技术领域
本发明涉及润滑油技术领域,更具体地说,它涉及一种节能环保车用润滑油及其制备方法。
背景技术
发动机润滑油的主要作用是润滑,它对发动机的工作状况起着重要作用,如果润滑油失去作用,发动机就会受到严重损害。随着我国汽车保有量的激增,节能减排任务日益艰巨。因此,市场上对润滑油也提出了更高的要求,现有的汽车发动机润滑油是由基础油和润滑油添加剂组成。
现有技术中申请号为CN201610761747.8的中国发明专利申请文件中公开了一种车用驱动桥齿轮润滑油及其制备方法,由矿物基础油22-27份、合成基础油10-13份、降凝剂10-12份、清洁分散剂1-4份、抗磨剂3-8份、抗泡剂3-6份、氢离子捕捉剂2-6份、抗氧剂5-8份、防锈剂3-6份、抗乳化剂3-9份、以及去离子水40-55制备而成。
现有的这种车用驱动桥齿轮润滑油虽不易沉降,润滑性能好,能够有效降低摩擦,但是矿物基础油难以降解,几乎长期留在环境中,严重污染土壤和水资源,破坏生态环境。且其节能减排效果较差,使用寿命短,汽车行驶5000~10000公里就会失去作用,已不能满足市场的需求。
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节能环保车用润滑油,其具有节能环保、使用寿命长,容易降解的优点。
本发明的第二个目的在于提供一种节能环保车用润滑油,其具有操作简单,易于实施的优点。
为实现上述第一个目的,本发明提供了如下技术方案:一种节能环保车用润滑油,包括以下重量份的组分:67-80份基础油、8-12份三羟甲基丙烷酯、8-10份复合剂、0.3-0.6份降凝剂、2-2.5份抗磨剂、1.5-2份高温抗氧化剂、0.1-0.5份消泡剂、1.5-3份清净分散剂、40-50份植物基合成油。
通过采用上述技术方案,基础油为润滑油中的主要油混合物,对润滑油的性能起到决定性作用,三羟甲基丙烷酯是一种高品质的多元醇酯,可与基础油复合,使润滑油具有良好的高低温性能,植物基合成油可在自然状态下进行降解,有效避免废弃润滑油对环境造成污染,高温抗氧化剂的作用是提供氢原子给烷氧自由基、碳自由基和过氧化自由基,防止活泼的自由基经氧化作用生成醇、醛、酮或酸中间产物,进一步氧化成羟基酸和脂类化合物,氧化产物分子量不断增大,会形成胶质或沉淀,影响润滑性能,清净分散剂可以吸附氧化物,使发动机内部不溶性物质呈胶体悬浮状态,不至于进一步形成积炭、漆膜或油泥,提高润滑油的使用寿命,提高换油周期,提高润滑油的利用率,消泡剂能够使气泡迅速溢出油面,失去稳定性并易于破裂,从而缩短气泡存在的时间。
进一步地,所述基础油包括50-57份PAO和8-10份多元醇酯。
通过采用上述技术方案,由于多元醇酯由于其支链长度,空间构象对抗氧化性能、热稳定性和倾点的影响都非常大,因此合理控制多元醇酯和PAO的比例,可准确调节润滑油的黏度制度、倾点、高温稳定性,从而使发动机在高压运行或发热的情况下,润滑需求能够得到更好的满足,不会造成汽车机油耗损或者发动机润滑性能变差,提高润滑油的有效利用率,延长使用寿命,提高换油周期,且多元醇酯分子结构中有极化性较强的羰基,赋予分子较强的极性,使其在金属表面能够形成稳定的吸附油,提高油品在高温润滑过程中与金属表面的亲和力,从而提高润滑效果;PAO是聚α烯烃,属于合成基础油,具有很好的高、低温性能,工作温度范围发,闪点高,使用安全,使用寿命长,粘度指数高,抗乳化和抗泡性能好。
进一步地,所述PAO包括30-37份PAO4和18-22份PAO6。
通过采用上述技术方案,PAO4和PAO6均为低粘度聚α烯烃,通过合理控制PAO4和PAO6的含量,可调节润滑油的粘度、倾点、高温稳定性,使润滑油的利用率较高,寿命增长。
进一步地,所述抗磨剂为质量比为1:0.5-0.8:1.2-1.5的二烷基二硫代磷酸锌、磷酸酯、苯三唑脂肪胺盐。
通过采用上述技术方案,二烷基二硫代磷酸锌具有良好的抗氧抗腐蚀性,以及一定的抗磨性和极压性,能有效阻止油品的高温氧化及活塞、轴承的腐蚀;磷酸酯对热和碱具有稳定性,耐高温,同时生物降解性好,具有抗静电性、平滑性、润湿性、缓蚀性;苯三唑脂肪铵盐具有抗氧、防腐、防锈等性能,对有色金属防锈效果较佳,与二烷基二硫代磷酸锌和磷酸酯复合使用,具有明显的增效作用。
进一步地,所述清洁分散剂为质量比为1:2-3的烷基水杨酸盐和硼化丁二酰亚胺。
通过采用上述技术方案,烷基水杨酸盐具有优良的高温清净性,较强的酸中和能力,且兼具一定的抗氧抗腐蚀能力,硼化丁二酰亚胺具有优异的清净分散性,可抑制发动机活塞上积炭和漆膜的生成,还具有抗氧化和抗磨性,并可改性油品与氟橡胶密封件的相容性,产品不含氟,复合环保的发展要求,与烷基水杨酸盐复合使用,能很好的解决发动机的低温油泥,减少发动机高温部件漆膜和积炭的沉积。
进一步地,所述植物基合成油由以下重量份的组分组成:20-25份鱼肝油、5-10份棉籽油、10-15份氢氧化钙、2-5份有机酸、5-8份鳞片石墨。
通过采用上述技术方案,使用鱼肝油和棉籽油作为制备植物基合成油的主要原料,可使润滑油的生物降解率增大,同时加入氢氧化钙和鳞片石墨,提高润滑油的耐磨性能和耐高温氧化性能。
进一步地,所述植物基合成油由以下方法制成:将鱼肝油和棉籽油放入反应釜中,加热至110-120℃,搅拌20-40min,加入有机酸,降温至80-90℃,将反应釜压力维持在3-5MPa,搅拌30-50min,加入氢氧化钙和鳞片石墨,搅拌5-10min。
通过采用上述技术方案,先将鱼肝油和棉籽油在高温下搅拌,去除鱼肝油和棉籽油中的水分,防止水分对机械造成锈蚀,制备过程简单,植物基合成油混合均匀,有利于提高润滑油的润滑效果。
进一步地,所述高温抗氧化剂为质量比为1:1.1-1.5的酚类抗氧化剂和胺类抗氧化剂。
为实现上述第二个目的,本发明提供了如下技术方案:一种节能环保车用润滑油的制备方法,包括以下步骤:
(1)混合基础油:向基础油中加入植物基合成油,加热至80-90℃,搅拌40-50min;
(2)添加助剂:向步骤(1)中的混合基础油中加入三羟甲基丙烷酯、复合剂、降凝剂、抗磨剂、抗高温氧化剂、消泡剂和清净分散剂,边搅拌边降温至55-60℃,继续搅拌40-45min,冷却至常温即得到节能环保车用润滑油。
通过采用上述技术方案,将基础油和植物基合成油相互混合,再加入三羟甲基丙烷酯和各类添加剂,使润滑油中各组分混合均匀,提高润滑效果,制备方法简答,易于操作。
进一步地,所述步骤(1)中基础油由PAO和多元醇酯搅拌混合,在40-50℃的温度下搅拌20-30min制得。
综上所述,本发明具有以下有益效果:
第一、由于本发明采用植物基合成油与基础油相互配合,并加入三羟甲基丙烷酯,三者与各类添加剂协同作用,使粒子在润滑油中稳定性增强,不易沉降,润滑性能好,降低摩擦,热氧化安定性好和低温流动性好,提高润滑油的有效利用率,使用过程中不产生油垢、漆膜和积炭,从而达到环保节能,使用寿命长,易降解的目的。
第二、本发明中优选采用鱼肝油和棉籽油制备植物基合成油,由于鱼肝油和棉籽油容易被生物降解,可以分解为简单的二氧化碳和水,被环境吸收而无危害,从而提高润滑油的生物降解率,减少环境污染,提高环保效果;向植物基合成油中添加氢氧化钙和鳞片石墨,可提高润滑油的耐磨性能和耐高温性能,提高润滑油的高温稳定性。
第三、使用二烷基二硫代磷酸锌、磷酸酯、苯三唑脂肪胺盐作为抗磨剂,因为二烷基二硫代磷酸锌和磷酸酯的抗氧化和抗腐蚀性能较好,且耐高温性能和生物降解性好,苯三唑脂肪铵盐对金属的防锈效果较佳,三者相互配合,可具有良好的协同效果,从而提高润滑油的润滑性、抗氧化性、抗腐蚀性、耐磨性和生物降解率。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
植物基合成油的制备例1-3
制备例1-3中鱼肝油选自郑州澳冉化工产品有限公司出售的货号为111的鱼肝油,棉籽油选自江西宝林天然香料有限公司出售的货号为BL-07J,乙酸选自郑州福之源化工原料有限公司出售的货号为0317的乙酸,硼酸选自淄博弘贵东化工有限公司出售的货号为H1-01的硼酸,苯甲酸选自上海高鸣化工有限公司出售的货号为52369的苯甲酸,鳞片石墨选自灵寿县金源矿业加工厂出售的货号为023的鳞片石墨,氢氧化钙选自灵寿县恒川矿产品加工厂出售的货号为220的氢氧化钙。
制备例1:按照表1中的配比,将20kg鱼肝油和5kg棉籽油放入反应釜中,加热至110℃,搅拌20min,加入2kg有机酸,降温至80℃,将反应釜压力维持在3MPa,搅拌30min,加入10kg氢氧化钙和5kg鳞片石墨,搅拌5min,有机酸为乙酸。
表1制备例1-3中植物基合成油的原料配比
制备例2:按照表1中的配比,将23kg鱼肝油和8kg棉籽油放入反应釜中,加热至115℃,搅拌30min,加入3kg有机酸,降温至85℃,将反应釜压力维持在4MPa,搅拌40min,加入13kg氢氧化钙和6.5kg鳞片石墨,搅拌8min,有机酸为硼酸。
制备例3:按照表1中的配比,将25kg鱼肝油和10kg棉籽油放入反应釜中,加热至120℃,搅拌40min,加入5kg有机酸,降温至90℃,将反应釜压力维持在5MPa,搅拌50min,加入15kg氢氧化钙和8kg鳞片石墨,搅拌10min,有机酸为苯甲酸。
实施例
实施例1-3中PAO4选自广州乘峰化工有限公司出售的货号为10980273的PAO4,PAO6选自汕头市勋诺化工科技有限公司出售的货号为DA0027的,POE-150选自北京晶科达锐制冷设备有限公司出售的型号为Solest150的POE-150、三羟甲基丙烷酯选自营口星火化工有限公司出售的TMP108A型三羟甲基丙烷酯、复合剂选自锦州百特化工有限公司出售的型号为BT3080的复合剂、降凝剂选自锦州百特化工有限公司出售的BT158的降凝剂、二烷基二硫代磷酸锌选自沈阳北方石油集团石油添加剂有限公司出售的型号为T202二烷基二硫代磷酸锌、苯三唑脂肪铵盐选自锦州圣大化学品有限公司出售的型号为T406的苯三唑脂肪铵盐、磷酸酯选自江苏省海安石油化工厂出售的型号为MOA-9P的磷酸酯、烷基水杨酸盐选自锦州圣大化学品有限公司出售的型号为T-109的烷基水杨酸钙、硼化丁二酰亚胺选自无锡南方石油添加剂有限公司出售的型号为T154B的硼化丁二酰亚胺、酚类抗氧化剂选自石家庄锐拓化工科技有限公司出售的型号为AP-50的受阻酚类抗氧剂、胺类抗氧化剂选自广州黎昕贸易有限公司出售的型号为KY-405的胺类抗氧化剂、消泡剂选自广东天峰消泡剂有限公司出售的型号为F-2208的消泡剂。
实施例1:一种节能环保车用润滑油的制备方法,包括以下步骤:
(1)混合基础油:按照表2中的配比,向67kg基础油中加入40kg植物基合成油,加热至80℃,搅拌40min;基础油由50kgPAO和10kg多元醇酯搅拌混合,在40℃的温度下搅拌20min制得,PAO包括30kgPAO4和20kgPAO6,植物基合成油由制备例1制备而成,多元醇酯为POE-150;
(2)添加助剂:向步骤(1)中的混合基础油中加入8kg三羟甲基丙烷酯、8kg复合剂、0.3kg降凝剂、2kg抗磨剂、1.5kg高温抗氧化剂、0.1kg消泡剂和1.5kg清净分散剂,边搅拌边降温至55℃,继续搅拌40min,冷却至常温即得到节能环保车用润滑油;
其中抗磨剂为质量比为1:0.5:1.2的二烷基二硫代磷酸锌、磷酸酯、苯三唑脂肪胺盐,清洁分散剂为质量比为1:2的烷基水杨酸盐和硼化丁二酰亚胺,高温抗氧化剂为质量比为1:1.1的酚类抗氧化剂和胺类抗氧化剂。
表2实施例1-3中节能环保车用润滑油的原料配比
实施例2:一种节能环保车用润滑油的制备方法,包括以下步骤:
(1)混合基础油:按照表2中的配比,向73kg基础油中加入45kg植物基合成油,加热至85℃,搅拌45min;基础油由55kgPAO和8kg多元醇酯搅拌混合,在45℃的温度下搅拌25min制得,PAO包括34kgPAO4和18kgPAO6,植物基合成油由制备例2制备而成,多元醇酯为POE-150;
(2)添加助剂:向步骤(1)中的混合基础油中加入10kg三羟甲基丙烷酯、9kg复合剂、0.5kg降凝剂、2.3kg抗磨剂、1.8kg高温抗氧化剂、0.3kg消泡剂和2kg清净分散剂,边搅拌边降温至58℃,继续搅拌43min,冷却至常温即得到节能环保车用润滑油;
其中抗磨剂为质量比为1:0.7:1.3的二烷基二硫代磷酸锌、磷酸酯、苯三唑脂肪胺盐,清洁分散剂为质量比为1:2.5的烷基水杨酸盐和硼化丁二酰亚胺,高温抗氧化剂为质量比为1:1.3的酚类抗氧化剂和胺类抗氧化剂。
实施例3:一种节能环保车用润滑油的制备方法,包括以下步骤:
(1)混合基础油:按照表2中的配比,向80kg基础油中加入50kg植物基合成油,加热至90℃,搅拌50min;基础油由57kgPAO和9kg多元醇酯搅拌混合,在50℃的温度下搅拌30min制得,PAO包括37kgPAO4和22kgPAO6,植物基合成油由制备例3制备而成,多元醇酯为POE-150;
(2)添加助剂:向步骤(1)中的混合基础油中加入12kg三羟甲基丙烷酯、10kg复合剂、0.6kg降凝剂、2.5kg抗磨剂、2kg高温抗氧化剂、0.5kg消泡剂和3kg清净分散剂,边搅拌边降温至60℃,继续搅拌45min,冷却至常温即得到节能环保车用润滑油;
其中抗磨剂为质量比为1:0.8:1.5的二烷基二硫代磷酸锌、磷酸酯、苯三唑脂肪胺盐,清洁分散剂为质量比为1:3的烷基水杨酸盐和硼化丁二酰亚胺,高温抗氧化剂为质量比为1:1.5的酚类抗氧化剂和胺类抗氧化剂。
对比例
对比例1:一种节能环保车用润滑油的制备方法,与实施例1的区别在于,节能环保车用润滑油的原料中未添加植物基合成油。
对比例2:一种节能环保车用润滑油的制备方法,与实施例1的区别在于,未添加三羟甲基丙烷酯。
对比例3:以申请号为CN201410313549.6的中国发明专利文件中的实施例1作为对照,一种车用润滑油,按照重量份数包括以下组分制成:改性纳米金刚石30份、基础油50份、有机钼混合物20份、防腐剂10份、清净剂15份、分散剂10份、抗磨剂5份、摩擦改进剂5份、抗氧化剂2份。改性纳米金刚石是通过CTM1和CTM2改性后得到。基础油为粘度指数在120的基础油。有机钼混合物为二烷基二硫代磷酸氧钼。防腐剂为ZDDP。分散剂为脂肪酸聚乙二醇酯。清净剂为氯化钙,抗磨剂为硫化钠,抗氧化剂为ZDDP。改性纳米金刚石粒径为5nm。
车用润滑油的制备方法,包括以下步骤:将基础油、有机钼混合物、防腐剂、改性纳米金刚石、分散剂、清净剂、抗磨剂、摩擦改进剂和抗氧化剂,按上述重量份数加入溶解釜中,并用导热油加热升温至155℃,使得上述原料完全溶解,继续恒温搅拌,同时溶解釜的物料用泵循环并高速流经管道剪切器剪切1h,控制降解温度在50℃可得到所需黏度的耐磨车用润滑油。
性能检测试验
按照实施例1-3中的方法制备节能环保车用润滑油,并对车用润滑油进行抽样检查,每个实施例或对比例取三份相同质量的试样,检测方法按照以下标准进行,每个实施例或对比例的检测结果取平均值,检测结果如表3所示:
1、运动粘度(100℃):按照GB/T265-1988《石油产品运动粘度测定法以及动力粘度计算法》进行测试;
2、运动粘度(-35℃):按照GB/T6538-2010《发动机游标粘度的测定(冷启动模拟机法)》进行测试;
3、倾点:按照GB/T3535-2006《石油产品倾点测定标准》进行检测;
4、闪点:按照GB/T3536-2008《石油产品闪点和燃点的测定克利夫兰开口杯法》进行测试;
5、粘度指数:按照GB/T1995-1988《石油产品粘度指数计算法标准》进行检测;
6、生物降解性:根据欧共体的CECL-33-A-93的试验方法进行测试,以德国“蓝色天使”环保标志规定的润滑油为标准。
表3各实施例和各对比例制得的润滑油性能测试结果
由表3中数据可以看出,按照实施例1-3制得的节能环保润滑油的运动粘度为12.7-14.2mm2/s(100℃),低温运动粘度为6200-6800mPa·s(-35℃),倾点最低为-35℃,闪点为230-240℃,粘度指数为165-174,生物降解率为97-99%,适用于新车和温差较大的地区,低温性能优异,高温热氧化安定性好,具有极低蒸发损失,不必频繁更换机油,又不会导致功率过大损耗,更节能。
对比例1因未使用植物基合成油,润滑油的高温运动粘度较大,会造成功率过多的损耗,不利于节能,且粘度过大的润滑油,对发动机损伤较大,生物降解率低。
对比例2因未使用三羟甲基丙烷酯,虽然运动粘度与实施例1相差不大,但倾点较高,生物降解率小,使用温度范围较窄,低温适用性能较差。
对比例3为现有技术制备的润滑油,100℃运动粘度较大,粘度稳定性不够好,低温适用性较差,生物降解率较小。
应用例
将实施例1-3和对比例1-3制备的节能环保车用润滑油在别克SGM7200上进行性能对比试验,样车基本参数值如表4所示,按照以下检测标准对润滑油进行检测,实施例1-3制得的润滑油的检测结果分别记录于表5-7,对比例1-3制得的润滑油的检测结果分别记录于表8-10:
1、检测环境为14-18℃,湿度为34-36%,大气压力为101kPa;
2、检测项目:在同等路面条件下汽车共行驶600公里后的每100公里油耗量;
3、检测方法:同等条件下,车辆不加装实施例1-3制得的润滑油,汽车分别行驶100公里测量三次百公里耗油量,再在该车加装实施例1-3制得的润滑油,分别行驶100公里,测量三次百公里耗油量。
表4样车基本参数值
表5使用实施例1制备的润滑油的汽车性能测试
由表5中数据可以看出,按照实施例1制备的车用润滑油具有良好的节能效果,使用寿命长,可提高换油周期。
表6使用实施例2制备的润滑油的汽车性能测试
由表6中数据可以看出,按照实施例2制备的车用润滑油的节能效果较好,使用寿命长,节油率较高。
表7使用实施例3制备的润滑油的汽车性能检测
由表7中数据可以看出,按照实施例3制备的车用润滑油的节油量大,节油率高,具有较好的换油周期,寿命较长。
表8使用对比例1制备的润滑油的汽车性能检测
由表8中数据可以看出,按照对比例1制得的车用润滑油的节油量与实施例1-3相比明显增大,节油率提高,换油周期变短,润滑油使用寿命缩短。
表9使用对比例2制备的润滑油的汽车性能检测
由表9中数据可以看出,使用对比例2制得的润滑油的耗油量与未使用之前的耗油量差别不大,节油量较小,节油率与实施例1-3相比明显变小,润滑油的更换周期变短,寿命缩短。
表10使用对比例3制备的润滑油的汽车性能检测
由表10中数据可以看出,使用对比例3制得的润滑油的车辆,节油量较小,节油率与实施例1-3相比明显减少,换油周期变短,润滑油使用寿命缩短。
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 (10)
1.一种节能环保车用润滑油,其特征在于,包括以下重量份的组分:67-80份基础油、8-12份三羟甲基丙烷酯、8-10份复合剂、0.3-0.6份降凝剂、2-2.5份抗磨剂、1.5-2份高温抗氧化剂、0.1-0.5份消泡剂、1.5-3份清净分散剂、40-50份植物基合成油。
2.根据权利要求1所述的节能环保车用润滑油,其特征在于,所述基础油包括50-57份PAO和8-10份多元醇酯。
3.根据权利要求2所述的节能环保车用润滑油,其特征在于,所述PAO包括30-37份PAO4和18-22份PAO6。
4.根据权利要求1所述的节能环保车用润滑油,其特征在于,所述抗磨剂为质量比为1:0.5-0.8:1.2-1.5的二烷基二硫代磷酸锌、磷酸酯、苯三唑脂肪胺盐。
5.根据权利要求1所述的节能环保车用润滑油,其特征在于,所述清洁分散剂为质量比为1:2-3的烷基水杨酸盐和硼化丁二酰亚胺。
6.根据权利要求1所述的节能环保车用润滑油,其特征在于,所述植物基合成油由以下重量份的组分组成:20-25份鱼肝油、5-10份棉籽油、10-15份氢氧化钙、2-5份有机酸、5-8份鳞片石墨。
7.根据权利要求6所述的节能环保车用润滑油,其特征在于,所述植物基合成油由以下方法制成:将鱼肝油和棉籽油放入反应釜中,加热至110-120℃,搅拌20-40min,加入有机酸,降温至80-90℃,将反应釜压力维持在3-5MPa,搅拌30-50min,加入氢氧化钙和鳞片石墨,搅拌5-10min。
8.根据权利要求1所述的节能环保车用润滑油,其特征在于,所述高温抗氧化剂为质量比为1:1.1-1.5的酚类抗氧化剂和胺类抗氧化剂。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的节能环保车用润滑油的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)混合基础油:向基础油中加入植物基合成油,加热至80-90℃,搅拌40-50min;
(2)添加助剂:向步骤(1)中的混合基础油中加入三羟甲基丙烷酯、复合剂、降凝剂、抗磨剂、抗高温氧化剂、消泡剂和清净分散剂,边搅拌边降温至55-60℃,继续搅拌40-45min,冷却至常温即得到节能环保车用润滑油。
10.根据权利要求9所述的节能环保车用润滑油的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中基础油由PAO和多元醇酯搅拌混合,在40-50℃的温度下搅拌20-30min制得。
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