CN111205902A - 一种可生物降解植物基润滑油及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及润滑油技术领域，具体涉及到一种可生物降解植物基润滑油及其制备方法与应用。所述可生物降解植物基润滑油，包括质量百分比为45‑60％的植物基混合油和余量的合成油；所述植物基混合油包括两种或者两种以上的植物油。该可生物降解植物基润滑油具有很好的抗氧化性能、耐摩擦、耐磨损和清净性能，其最大无卡咬负荷PB值大于等于71kg，具有良好的润滑性。

Description

一种可生物降解植物基润滑油及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于润滑油技术领域，更具体地，本发明涉及一种可生物降解植物基润滑油及其制备方法与应用。
背景技术
目前，全球每年消耗润滑油为3600-4000万吨，其中1000万吨左右的润滑油由于泄漏、飞溅、油气蒸发、包装用品的残留、不当抛弃等原因直接进入人类居住的生态环境，严重污染土壤和水资源，破坏生态环境，随着人们环保意识的逐渐增强，润滑油的污染问题也日益引起政府的关注。
传统润滑油绝大多数是矿物基润滑油，它在过去的工业领域发挥了很大作用，但矿物油难以生物降解，几乎长期存留于环境中，留存于环境中的润滑油必然对环境造成严重污染。从发展的趋势来看，具有生物降解性的环保型润滑油将取代现有的润滑油。
植物油天然的可再生和可生物降解性能使它和传统润滑油相比提供明显的环境和经济可持续发展的好处。除了这些好处，植物油也比传统矿物基础油的具有其中包括低挥发性低、高闪点、高粘度指数、以及优异的润滑性等优势，以植物油为来源的生物基润滑油就成为了环保润滑油的主要力量。但是，单一的植物油的氧化稳定性较差，植物油中除含有C＝C双键使其易受氧化外，其甘油分子中的β-H是叔氢，也导致其容易发生热分解反应和消去反应，造成使用寿命不长。植物油属三甘油油酯类物质，脂肪酸链的类型和含量不同，对油脂的各种性能有较大影响。如最早进入市场的是德国用菜籽油合成的润滑油。但菜籽油凝点较高，低温时容易凝固，酯化后低温性能不理想，而且，菜籽油的氧化稳定性较差，在高温时容易形成油泥和沉淀物，无法满足生产中对润滑油的要求。因此，急需研究一种具有良好的抗氧化性能、耐摩擦、耐磨损及清净性能且可生物降解的润滑油来替代矿物基润滑油。
发明内容
为了解决上述问题，本发明第一个方面提供了可生物降解植物基润滑油，包括质量百分比为45-60％的植物基混合油和余量的合成油；所述植物基混合油包括两种或者两种以上的植物油。
作为一种优选的技术方案，所述植物油选自菜籽油、玉米胚芽油、大豆油、花生油、葵花籽油、油酸、妥尔油、蓖麻油、棕榈油中的至少一种。
作为一种优选的技术方案，所述植物基混合油包括油酸、妥尔油、蓖麻油；所述油酸、妥尔油、蓖麻油的质量比为(0.8-5)：1：(2-10)。
作为一种优选的技术方案，所述油酸、妥尔油、蓖麻油的质量比为(1-4)：1：(3-9)。
作为一种优选的技术方案，所述合成油选自三羟基甲基丙烷油酸酯、三异丙醇胺、三羟甲基丙烷椰子油酸酯、新戊基多元醇酯、季戊四醇油酸酯、新戊二醇二油酸酯、甲基二乙醇胺、甘油三酯中的至少一种。
作为一种优选的技术方案，所述合成油包括三异丙醇胺、甲基二乙醇胺；所述三异丙醇胺、甲基二乙醇胺的质量比为1：(1-5)。
作为一种优选的技术方案，所述三异丙醇胺、甲基二乙醇胺的质量比为1：(2-4)。
本发明第二个方面提供了一种可生物降解植物基润滑油的制备方法，包括以下步骤：
a、将上述植物油混合，室温下搅拌20-40min，得植物基混合油；
b、在植物基混合油中加入合成油，得混合物；
c、将混合物在80-120℃、真空条件下混合搅拌40-80min，随后冷却至室温，即得。
本发明第三个方面提供了一种可生物降解植物基润滑油在化妆品或金属加工中的应用。
本发明第四个方面提供了一种包含所述可生物降解植物基润滑油的化妆品或润滑油。
有益效果：本发明所述的可生物降解植物基润滑油，通过将不溶水的天然植物油和合成油混合转变成为可溶水的复配植物基酰胺，使之具备可生物降解性能，对生态环境和人类健康的副作用较小，降低了对环境的污染，同时也具有很好的抗氧化性能、耐摩擦、耐磨损、清洁性能和润滑性能。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
如本文所用术语“由…制备”与“包括”同义。本文中所用的术语“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包括所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包括除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能性的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
针对上述技术问题，本发明第一个方面提供了可生物降解植物基润滑油，包括质量百分比为45-60％的植物基混合油和余量的合成油；所述植物基混合油包括两种或者两种以上的植物油。
在一种优选的实施方式中，本发明第一个方面提供了可生物降解植物基润滑油，包括质量百分比为50-58％的植物基混合油和余量的合成油；所述植物基混合油包括两种或者两种以上的植物油。
植物基混合油
本发明所述植物基混合油是由两种或者两种以上的植物油按照一定的比例混合得到。
在一种优选的实施方式中，所述植物油选自菜籽油、玉米胚芽油、大豆油、花生油、葵花籽油、油酸、妥尔油、蓖麻油、棕榈油中的至少一种。
在一种优选的实施方式中，所述植物基混合油包括油酸、妥尔油、蓖麻油；所述油酸、妥尔油、蓖麻油的质量比为(0.8-5)：1：(2-10)。
在一种更优选的实施方式中，所述油酸、妥尔油、蓖麻油的质量比为(1-4)：1：(3-9)。
在一种最优选的实施方式中，所述油酸、妥尔油、蓖麻油的质量比为(1.2-3.2)：1：(3.7-8.7)。
合成油
本发明所述合成油是通过化学合成或精炼加工的方法获得的，其工艺复杂，炼制成本高昂，拥有矿物油不可比拟的优势。
在一种实施方式中，所述合成油选自三羟基甲基丙烷油酸酯、三异丙醇胺、三羟甲基丙烷椰子油酸酯、新戊基多元醇酯、季戊四醇油酸酯、新戊二醇二油酸酯、甲基二乙醇胺、甘油三酯中的至少一种。
在一种优选的实施方式中，所述合成油包括三异丙醇胺、甲基二乙醇胺；所述三异丙醇胺、甲基二乙醇胺的质量比为1：(1-5)。
在一种更优选的实施方式中，所述三异丙醇胺、甲基二乙醇胺的质量比为1：(2-4)。
在一种最优选的实施方式中，所述三异丙醇胺、甲基二乙醇胺的质量比为1：(2.6-3.8)。
本发明人经过长期研究发现，在上述植物基混合油中添加合成油，可以增强可生物降解植物基润滑油的抗氧化性和润滑性，同时本发明人也意外发现，上述组合得到的可生物降解植物基润滑油还具有清洁功能。可能的原因是，油酸、妥尔油、蓖麻油按上述比例混合后再加入三异丙醇胺和甲基二乙醇胺的混合物，新体系下不仅减少C＝C双键发生氧化反应的几率，而且可以提高植物基润滑油的吸附性能，从而表现出良好的润滑性、抗氧化性和清洁功能。
本发明第二个方面提供了一种可生物降解植物基润滑油的制备方法，包括以下步骤：
a、将上述植物油混合，室温下搅拌20-40min，得植物基混合油；
b、在植物基混合油中加入合成油，得混合物；
c、将混合物在80-120℃、真空条件下混合搅拌40-80min，随后冷却至室温，即得。
本发明第三个方面提供了一种可生物降解植物基润滑油在化妆品或金属加工中的应用。
本发明第四个方面提供了一种包含所述可生物降解植物基润滑油的化妆品或润滑油。
实施例
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。
实施例1
实施例1提供了一种可生物降解植物基润滑油，其特征在于，包括质量百分比为53％的植物基混合油和余量的合成油；所述植物基混合油包括三种植物油。
所述植物基混合油包括油酸、妥尔油、蓖麻油；所述油酸、妥尔油、蓖麻油的质量比为1.2：1：4.3。
所述合成油包括三异丙醇胺、甲基二乙醇胺；所述三异丙醇胺、甲基二乙醇胺的质量比为1：2.6。
上述可生物降解植物基润滑油的制备方法，包括以下步骤：
a、将上述油酸、妥尔油、蓖麻油混合，室温下搅拌30min，得植物基混合油；
b、在植物基混合油中加入合成油，在120r/min的转速下搅拌得混合物；
c、将混合物在100℃、真空条件下混合搅拌60min，随后冷却至室温，即得。
实施例2
实施例2提供一种可生物降解植物基润滑油，其特征在于，包括质量百分比为52％的植物基混合油和余量的合成油；所述植物基混合油包括三种植物油。
所述植物基混合油包括油酸、妥尔油、蓖麻油；所述油酸、妥尔油、蓖麻油的质量比为3.2：1：8.7。
所述合成油包括三异丙醇胺、甲基二乙醇胺；所述三异丙醇胺、甲基二乙醇胺的质量比为1：2.6。
上述可生物降解植物基润滑油的制备方法，包括以下步骤：
a、将上述油酸、妥尔油、蓖麻油混合，室温下搅拌30min，得植物基混合油；
b、在植物基混合油中加入合成油，在120r/min的转速下搅拌得混合物；
c、将混合物在100℃、真空条件下混合搅拌60min，随后冷却至室温，即得。
实施例3
实施例3提供一种可生物降解植物基润滑油，其特征在于，包括质量百分比为52％的植物基混合油和余量的合成油；所述植物基混合油包括三种植物油。
所述植物基混合油包括油酸、妥尔油、蓖麻油；所述油酸、妥尔油、蓖麻油的质量比为1.7：1：4.7。
所述合成油包括三异丙醇胺、甲基二乙醇胺；所述三异丙醇胺、甲基二乙醇胺的质量比为1：3.8。
上述可生物降解植物基润滑油的制备方法，包括以下步骤：
a、将上述油酸、妥尔油、蓖麻油混合，室温下搅拌30min，得植物基混合油；
b、在植物基混合油中加入合成油，在120r/min的转速下搅拌得混合物；
c、将混合物在100℃、真空条件下混合搅拌60min，随后冷却至室温，即得。
实施例4
实施例4提供一种可生物降解植物基润滑油，其特征在于，包括质量百分比为51％的植物基混合油和余量的合成油；所述植物基混合油包括三种植物油。
所述植物基混合油包括油酸、妥尔油、蓖麻油；所述油酸、妥尔油、蓖麻油的质量比为1.7：1：3.7。
所述合成油包括三异丙醇胺、甲基二乙醇胺；所述三异丙醇胺、甲基二乙醇胺的质量比为1：2.6。
上述可生物降解植物基润滑油的制备方法，包括以下步骤：
a、将上述油酸、妥尔油、蓖麻油混合，室温下搅拌30min，得植物基混合油；
b、在植物基混合油中加入合成油，在120r/min的转速下搅拌得混合物；
c、将混合物在100℃、真空条件下混合搅拌60min，随后冷却至室温，即得。
实施例5
实施例5提供一种可生物降解植物基润滑油，其特征在于，包括质量百分比为56％的植物基混合油和余量的合成油；所述植物基混合油包括三种植物油。
所述植物基混合油包括油酸、妥尔油、蓖麻油；所述油酸、妥尔油、蓖麻油的质量比为1.7：1：4.3。
所述合成油包括三异丙醇胺、甲基二乙醇胺；所述三异丙醇胺、甲基二乙醇胺的质量比为1：2.6。
上述可生物降解植物基润滑油的制备方法，包括以下步骤：
a、将上述油酸、妥尔油、蓖麻油混合，室温下搅拌30min，得植物基混合油；
b、在植物基混合油中加入合成油，在120r/min的转速下搅拌得混合物；
c、将混合物在100℃、真空条件下混合搅拌60min，随后冷却至室温，即得。
对比例1
对比例1为22#环烷基基础油。
性能评价
将实施例1-5所得可生物降解植物基润滑油和对比例1中的22#环烷基基础油进行性能测试和最大无卡咬负荷(PB值)测试。其中最大无卡咬负荷(PB值)的测试方法采用BG/T3142，所得结果如下表所示：
表1：实施例1-5所得可生物降解植物基润滑油和对比例1中的22#环烷基基础油的性能数据
Figure BDA0002391242100000081
Figure BDA0002391242100000091
PB值反应了润滑油的承载能力和润滑极压性能，通过上述比对可以看出，按照本发明的组分和制备方法所得的可生物降解植物基润滑油，其最大无卡咬负荷PB值大于等于71kg，具有良好的润滑性。
前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (10)

1.一种可生物降解植物基润滑油，其特征在于，包括质量百分比为45-60％的植物基混合油和余量的合成油；所述植物基混合油包括两种或者两种以上的植物油。
2.根据权利要求1所述可生物降解植物基润滑油，其特征在于，所述植物油选自菜籽油、玉米胚芽油、大豆油、花生油、葵花籽油、油酸、妥尔油、蓖麻油、棕榈油中的至少一种。
3.根据权利要求1或2任一项所述可生物降解植物基润滑油，其特征在于，所述植物基混合油包括油酸、妥尔油、蓖麻油；所述油酸、妥尔油、蓖麻油的质量比为(0.8-5)：1：(2-10)。
4.根据权利要求3所述可生物降解植物基润滑油，其特征在于，所述油酸、妥尔油、蓖麻油的质量比为(1-4)：1：(3-9)。
5.根据权利要求1所述可生物降解植物基润滑油，其特征在于，所述合成油选自三羟基甲基丙烷油酸酯、三异丙醇胺、三羟甲基丙烷椰子油酸酯、新戊基多元醇酯、季戊四醇油酸酯、新戊二醇二油酸酯、甲基二乙醇胺、甘油三酯中的至少一种。
6.根据权利要求5所述可生物降解植物基润滑油，所述合成油包括三异丙醇胺、甲基二乙醇胺；所述三异丙醇胺、甲基二乙醇胺的质量比为1：(1-5)。
7.根据权利要求6所述可生物降解植物基润滑油，所述三异丙醇胺、甲基二乙醇胺的质量比为1：(2-4)。
8.一种根据权利要求1-7任一项所述可生物降解植物基润滑油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将上述植物油混合，室温下搅拌20-40min，得植物基混合油；
b、在植物基混合油中加入合成油，得混合物；
c、将混合物在80-120℃、真空条件下混合搅拌40-80min，随后冷却至室温，即得。
9.一种根据权利要求1-7任一项所述可生物降解植物基润滑油在化妆品或金属加工中的应用。
10.一种包含权利要求1-7任一项所述可生物降解植物基润滑油的化妆品或润滑油。
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