CN112662454A - 一种生物降解型润滑脂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及润滑脂技术领域，具体公开了一种生物降解型润滑脂及其制备方法。生物降解型润滑脂由包含以下重量份的原料制成：基础油90‑95份、十二羟基硬脂酸7.5‑8份、氢氧化锂0.3‑0.8份、防锈剂0.01‑0.03份、二硫化铝0.01‑0.02份；基础油包括质量比为2‑3:7‑8的矿物油和植物油；制备方法为：S1、将植物油和矿物油混合，加热至150‑180℃，搅拌40‑50min，形成基础油；S2、将基础油的温度降温至60‑80℃，加入十二羟基硬脂酸、氢氧化锂、防锈剂和二硫化铝，混合30‑60min，冷却至常温。本申请的生物降解型润滑脂具有能生物降解，且降解率和耐热性高、热氧化安定性好的优点。

Description

一种生物降解型润滑脂及其制备方法

技术领域

本申请涉及润滑材料技术领域，更具体地说，它涉及一种生物降解型润滑脂及其制备方法。

背景技术

盾构掘进机是一种既能支撑地底土层压力，又能有效保证正常掘进的施工工具，目前在国内外隧道施工中占有举足轻重的地位。在盾构机设备中，主轴承的寿命决定了盾构机的施工寿命以及工程施工劳动强度，因此从设计和维护角度，必须要对主轴承做好必要的安全防护。

盾构机主轴承用润滑脂在主轴承运行中肩负耐极压、抗磨损、抗氧化、防腐蚀、经受高低温的润滑需要，目前国内市场上使用的主轴承润滑脂90％以上为矿物油润滑脂，难以生物降解，甚至还有一定的毒性，流入环境，必然造成对环境的污染。

针对上述中的相关技术，发明人认为盾构机主轴承用润滑脂不可生物降解，易对环境造成污染。

发明内容

为了使润滑脂具有可生物降解性，降低润滑脂对环境的污染，本申请提供一种可生物降解型润滑脂及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种生物降解型润滑脂，采用如下的技术方案：

一种生物降解型润滑脂，由包含以下重量份的原料制成：基础油90-95份、十二羟基硬脂酸7.5-8份、氢氧化锂0.3-0.8份、防锈剂0.01-0.03份、二硫化铝0.01-0.02份；

所述基础油包括质量比为2-3:7-8的矿物油和植物油。

通过采用上述技术方案，由于采用矿物油和植物油复合形成的基础油，矿物油的润滑作用好，热稳定性能优良，植物油的主要成分是直链高级脂肪酸和甘油生成的酯，脂肪酸除软脂酸、硬脂酸和油酸外，还含有多种不饱和酸，如芥酸、桶油酸、蓖麻油酸等，植物油具有天然的可再生和可降解性，对环境友好，来源丰富，植物油分子含极性基团，可在金属表面形成吸附膜，其中的脂肪酸可以与金属表面反应形成金属皂的单层膜，两者均可起到抗磨减摩作用，使用植物油具有良好的润滑性能。以十二羟基硬脂酸作为稠化剂，以氢氧化锂作为皂化碱，以二硫化铝作为极压剂，氢氧化锂与十二羟基硬脂酸与植物油反应后，能生成皂结构体系，矿物油能增强皂结构体系的稳定性，防止润滑脂在润滑部位受到热及空气的影响而被破坏，失去润滑作用，由此可见，本申请制备的润滑脂具有较好可生物降解性，对环境污染小，且润滑效果好。

优选的，所述矿物油经过以下预处理：(1)将海藻酸钠、牛油果核粉末和仙人掌粉混合，加入N-油酸酰基丝氨酸和浓度为5-10％的枯草芽孢杆菌M4溶液，混合均匀后，在-10℃下冷冻16-20h，常温解冻后，再置于10℃下冷冻16-20h，常温解冻，在硫酸钠溶液中放置15-20h，取出后用无菌水浸泡20-24h；

(2)将矿物油、葡萄糖和尿素与步骤(1)所得物混合，在28-30℃下以140-200r/min的转速搅拌30-30min，得到预处理的矿物油。

通过采用上述技术方案，N-油酸酰基丝氨酸能提高矿物基础油的减摩抗磨能力，并显著提高矿物油的生物降解性能，枯草芽孢杆菌M4能分解矿物油，加速矿物油的降解，因海藻酸钠、牛油果核粉和仙人掌粉均具有较好的生物降解性，海藻酸钠具有较好的成膜性，在氯化钙中钙离子的作用下，海藻酸钠的凝胶强度高，将海藻酸钠与牛油果核粉和仙人掌粉混合，海藻酸钠的成膜特性能将N-油酸酰基丝氨酸和枯草芽孢杆菌进行包裹，随着牛油果核粉末和仙人掌粉的降解，海藻酸钠凝胶膜逐渐破裂，内部包裹的N-油酸酰基丝氨酸和枯草芽孢杆菌被释放，N-油酸酰基丝氨酸与矿物油接触，从而起到对矿物油的降解作用，而枯草芽孢杆菌将矿物油作为唯一碳源，并以葡萄糖为作为第二碳源，尿素作为有机氮源，对矿物油起到降解效果。

优选的，所述预处理矿物油时，以10重量份矿物油计，各原料的重量份为：1-2份海藻酸钠、0.6-0.8份牛油果核粉末、0.3-0.5份仙人掌粉、0.05-0.5份N-油酸酰基丝氨酸、0.1-0.5份枯草芽孢杆菌M4溶液、1-3份葡萄糖、0.5-2份尿素。

通过采用上述技术方案，合理控制预处理矿物油时，N-油酸酰基丝氨酸、枯草芽孢杆菌M4溶液以及葡萄糖、尿素等原料的使用量，能加速矿物油的降解，并不影响其使用性能。

优选的，所述植物油包括以下重量份的组分：3-5份棕榈油、4-6份蓖麻油、2-4份松香树脂、3-6份亚油酸、0.1-0.3份硬脂酸和0.8-1份季戊四醇硬脂酸酯。

通过采用上述技术方案，因为植物油虽然对环境友好，但氧化温度行较差，在高温时易形成油泥和沉淀物，季戊四醇硬脂酸酯在高温下具有良好的热稳定性和流动性，起到塑解和润滑作用，在较高温度和热稳定性要求高的条件下使用，能改善植物油在高温下的流动状态，增加植物油的氧化稳定性。

优选的，所述防锈剂为T106型石油磺酸钙。

通过采用上述技术方案，由于T106型石油磺酸钙为高碱值石油磺酸钙，高碱值石油磺酸钙以重烷基苯磺酸为主要原料，通过中和及高碱化反应制得，具有优异的防锈性能，能长期有效的保护主轴承，避免主轴承被腐蚀，延长其使用周期。

优选的，所述基础油中脂肪酸多元醇酯和亚乙基双硬脂酸酰胺，基础油、脂肪酸多元醇酯和亚乙基双硬脂酸酰胺的质量比为1:0.1-0.2:0.2-0.3。

通过采用上述技术方案，因植物油的凝固点和粘度指数低，热稳定性差，肪酸多元醇酯具有优异的氧化安定性、热稳定性、润滑性和极压性能，且水解稳定性好和低温流动性好，粘度指数高，生物可降解性好，作为基础油使用，能改善润滑脂的氧化安定性、热稳定性和耐低温性能，亚乙基双硬脂酸酰胺能调节植物油的粘度，改善植物油在高温和低温下的流动性，增加润滑脂的耐高低温性能和热氧化性能。

优选的，原料还包括改性纳米二硫化钼，所述改性纳米二硫化钼的用量为5-8重量份；所述改性纳米二硫化钼的制备方法如下：(1)将0.1-0.3重量份二硫化钼加入80-100重量份去离子水中，加入0.1-0.2份羟丙基壳聚糖，在50-60℃下水浴加热2-2.5h，然后超声处理5-5.5h，以6000-6500r/min的转速离心5-10min，将所得产物用去离子水洗涤3-5次，冷冻干燥10-12h，制得二硫化钼/羟丙基壳聚糖复合物；(2)将0.8-0.9重量份聚乙烯醇溶于80-100重量份水中，与0.1-0.2二硫化钼/羟丙基壳聚糖复合物混合均匀，在80-90℃下真空干燥20-24h。

通过采用上述技术方案，盾构机的主轴承在工作时本身温度高达200℃以上，加上使用环境中的水分、杂质等作用，使润滑脂很容易被氧化，产生氧化物或油泥，促使润滑脂的变硬、发干，粘度下降，使润滑油很难渗透到轴和轴套的内部，这样就不能润滑轴和轴套，造成润滑不良，增大机械部件摩擦力，增大机械动力消耗；另外，氧化后生产的焦质和积炭在主轴承上，不仅会使能耗增加，增加设备维护时的清理问题和停工时间，更为严重的是会使得主轴承的润滑完全失效，导致设备故障；二硫化钼是一种优质的固体润滑脂，具有弱碱性，且具有优良的抗氧化性能，但其存在最大的问题是容易沉淀，使用羟丙基壳聚糖和聚乙烯醇对纳米二硫化钼进行改性，因羟丙基壳聚糖和二硫化钼的比表面积大，二硫化钼片层是一种典型的类石墨烯二维材料，将羟丙基壳聚糖和二硫化钼混合后，经过插层作用，羟丙基壳聚糖插层在二硫化钼片层之间和表面，片层上粘附有亲水性官能团，增加了羟丙基壳聚糖/二硫化钼复合物的片层间距，使得聚乙烯醇分子链更容易插入羟丙基壳聚糖/二硫化钼复合物的片层之间，羟丙基壳聚糖改性后的二硫化钼提高了二硫化钼与矿物油、植物油的相容性，防止发生沉淀，且聚乙烯醇和羟丙基壳聚糖属于可降解物质，在不影响润滑脂的降解速度，能改善润滑脂的热学稳定性和热氧化性，防止润滑脂在高温环境下变干、变硬。

第二方面，本申请提供一种生物降解型润滑脂的制备方法，采用如下的技术方案：

一种生物降解型润滑脂的制备方法，包括以下步骤：

S1、将植物油和矿物油混合，加热至150-180℃，搅拌40-50min，形成基础油；

S2、将基础油的温度降温至60-80℃，加入十二羟基硬脂酸、氢氧化锂、防锈剂和二硫化铝，混合30-60min，冷却至常温。

通过采用上述技术方案，将植物油和矿物油混合后，加入稠化剂、皂化碱、防锈剂和极压剂，使植物油和矿物油具有较好的减摩、极压、抗磨损、抗疲劳和抗氧化等效果，且制备方法简单，易于操作。

优选的，S1步骤中，当植物油和矿物油搅拌完成后，加入10-15重量份脂肪酸多元醇酯和20-25重量份亚乙基双硬脂酸酰胺，搅拌20-30min。

通过采用上述技术方案，脂肪多元醇酯具有良好的耐低温性能，低温下流动性好，且氧化安定性和热稳定性强，亚乙基双硬脂酸酰胺能调节植物油粘度，改善润滑脂的耐高低温效果和热氧化性能。

优选的，S2步骤中，向降温至60-80℃的基础油中加入5-8重量份改性纳米二氧化钼；所述改性纳米二硫化钼的制备方法如下：(1)将0.1-0.3重量份二硫化钼加入80-100重量份去离子水中，加入0.1-0.2份羟丙基壳聚糖，在50-60℃下水浴加热2-2.5h，然后超声处理5-5.5h，以6000-6500r/min的转速离心5-10min，将所得产物用去离子水洗涤3-5次，冷冻干燥10-12h，制得二硫化钼/羟丙基壳聚糖复合物；(2)将0.8-0.9重量份聚乙烯醇溶于80-100重量份水中，与0.1-0.2二硫化钼/羟丙基壳聚糖复合物混合均匀，在80-90℃下真空干燥20-24h。

通过采用上述技术方案，使用经羟丙基壳聚糖和聚乙烯醇改性的纳米二氧化钼，经羟丙基壳聚糖插层的纳米二氧化钼，其耐热性能得到提升，热学稳定性提高，再使用聚乙烯醇插层在羟丙基壳聚糖和纳米二氧化钼复合物的层间，再次提升了纳米二氧化钼的热学稳定性，从而改善润滑脂的耐热性能，防止其在高温环境下发粘，增加耗能。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、由于本申请采用植物油和矿物油复合作为基础油，由于植物油具有生物降解性，矿物油的润滑作用好，热稳定性优良，将两种不同种类的油混合作为基础油，并配合十二羟基硬脂酸、氢氧化锂和防锈剂、极压剂等组分，生产皂结构体系，矿物油增强皂结构体系的稳定性，植物油增加润滑脂的降解率，从而使制得的润滑脂具有生物降解性，能快速分解成对环境无害的物质，且具有良好的极压性、氧化安定性和环保性。

2、本申请中优选采用海藻酸钠、N-油酸酰基丝氨酸、葡萄糖和尿素等组分预处理矿物油，由于海藻酸钠能与氯化钙反应形成凝胶，从而将无花果核粉和仙人掌粉包裹在N-油酸酰基丝氨酸和枯草芽孢杆菌表面，随着无花果核粉和仙人掌粉的降解，凝胶表面出现孔隙，被包裹的N-油酸酰基丝氨酸和枯草芽孢杆菌被释放，枯草芽孢杆菌以葡萄糖和尿素为营养物质，对矿物油进行降解，N-油酸酰基丝氨酸对矿物油的降解速度快较快，从而完成矿物油的快速降解。

3、本申请中优选向基础油中加入脂肪酸多元醇酯和亚乙基硬脂酸酰胺，二者的氧化安定性、热稳定性好，能调节植物油的粘度，使润滑脂在高低温环境下均具有较好的流动性，增加润滑脂的耐高低温性能和热氧化性能。

4、本申请中优选向润滑脂中加入由二硫化钼、羟丙基壳聚糖和聚乙烯醇制成的改性二氧化钼，羟丙基壳聚糖能在二硫化钼的片层之间插层，之后聚乙烯醇再掺入二硫化钼和羟丙基壳聚糖复合物的片层之间，从而改善二硫化钼的分散性，增加二硫化钼与植物油、矿物油的相容性，且二硫化钼具有较好的热稳定性，能防止润滑脂因热氧化而变干、变硬，增加润滑脂的耐热性能。

具体实施方式

N-油酸酰基丝氨酸的制备例1

制备例1：将50g油酸置于干燥的三口烧瓶中，加热至60℃使其融化，边搅拌边加入45mL氯化亚砜，搅拌3.5h，静置分层，取上清液，在85℃下减压蒸馏，真空度为0.085MPa，收集120℃馏分，制得油酸酰氯液体，密封备用；将1.2mmol油酸酰氯溶液在2mL丙酮中，加入1mmoL丝氨酸、1mL水和0.1mL三乙胺，氮气保护，室温搅拌4h，减压蒸馏除去丙酮、三乙胺，用1moL/L盐酸调节pH至2，过滤、洗涤、用水和乙醇的混合液重结晶，得到N-油酸酰基丝氨酸。

矿物油的制备例1-8

制备例1-8中海藻酸钠选自四川力甜实业有限公司，货号为3550；枯草芽孢杆菌M4，选自陕西省科学院酶工程研究所微生物实验室保藏；仙人掌粉选自西安雅图生物科技有限公司，型号为YT-XRZTQW；葡萄糖选自苏州德曼利化工科技有限公司，型号为ML107；尿素选自廊坊乾耀科技有限公司，货号为0125。

制备例1：(1)将1kg海藻酸钠、0.6kg牛油果核粉末和0.3kg仙人掌粉混合，加入0.05kgN-油酸酰基丝氨酸和0.1kg浓度为5％的枯草芽孢杆菌M4溶液，混合均匀后，在-10℃下冷冻16h，常温解冻后，再置于10℃下冷冻16h，常温解冻，5kg硫酸钠溶液中放置15h，取出后用5kg无菌水浸泡20h，牛油果核粉由牛油果核经粉碎、干燥、过200目筛制得，N-油酸酰基丝氨酸选自N-油酸酰基丝氨酸的制备例1；

(2)将10kg矿物油、1kg葡萄糖和0.5kg尿素与步骤(1)所得物混合，在28℃下以140r/min的转速搅拌60min，得到预处理的矿物油。

制备例2：(1)将1.5kg海藻酸钠、0.7kg牛油果核粉末和0.4kg仙人掌粉混合，加入0.25kgN-油酸酰基丝氨酸和0.3kg浓度为5％的枯草芽孢杆菌M4溶液，混合均匀后，在-10℃下冷冻18h，常温解冻后，再置于10℃下冷冻18h，常温解冻，5kg硫酸钠溶液中放置15h，取出后用5kg无菌水浸泡22h，牛油果核粉由牛油果核经粉碎、干燥、过200目筛制得，N-油酸酰基丝氨酸选自N-油酸酰基丝氨酸的制备例1；

(2)将10kg矿物油、2kg葡萄糖和1kg尿素与步骤(1)所得物混合，在29℃下以170r/min的转速搅拌45min，得到预处理的矿物油。

制备例3：(1)将2kg海藻酸钠、0.8kg牛油果核粉末和0.5kg仙人掌粉混合，加入0.5kgN-油酸酰基丝氨酸和0.3kg浓度为5％的枯草芽孢杆菌M4溶液，混合均匀后，在-10℃下冷冻20h，常温解冻后，再置于10℃下冷冻20h，常温解冻，5kg硫酸钠溶液中放置20h，取出后用5kg无菌水浸泡24h，牛油果核粉由牛油果核经粉碎、干燥、过200目筛制得，N-油酸酰基丝氨酸选自N-油酸酰基丝氨酸的制备例1；

(2)将10kg矿物油、3kg葡萄糖和2kg尿素与步骤(1)所得物混合，在30℃下以200r/min的转速搅拌30min，得到预处理的矿物油。

制备例4：与制备例1的区别在于，牛油果核粉和仙人掌粉使用聚乙烯醇替代。

制备例5：与制备例1的区别在于，未添加尿素和葡萄糖。

制备例6：与制备例1的区别在于，未添加N-油酸酰基丝氨酸和枯草芽孢杆菌M4溶液。

制备例7：与制备例1的区别在于，未添加海藻酸钠和氯化钙。

制备例8：与制备例1的区别在于：将各原料与矿物油直接混合，制得预处理矿物油。

改性纳米二硫化钼的制备例1-5

制备例1-5中二硫化钼选自郑州中蟒化工产品有限公司，型号为MP-1；聚乙烯醇选自东莞市塑泰塑胶原料有限公司，型号为PVA127；羟丙基壳聚糖选自西安百川生物科技有限公司，型号为BC147。

制备例1：(1)将0.1kg目数为2000目的二硫化钼加入80kg去离子水中，加入0.1kg羟丙基壳聚糖，在50℃下水浴加热2.5h，然后以100w的功率超声处理5h，以6000r/min的转速离心10min，将所得产物用去离子水洗涤3次，冷冻干燥10h，冷冻干燥时真空度为20Pa，温度为-50℃，制得二硫化钼/羟丙基壳聚糖复合物；(2)将0.8kg聚乙烯醇溶于100kg水中，与0.1kg/羟丙基壳聚糖复合物混合均匀，在80℃下真空干燥24h。

制备例2：(1)将0.2kg二硫化钼加入90kg去离子水中，加入0.15kg羟丙基壳聚糖，在55℃下水浴加热2.3h，然后以100w的功率超声处理5.3h，以6300r/min的转速离心8min，将所得产物用去离子水洗涤4次，冷冻干燥11h，冷冻干燥时真空度为15Pa，温度为-50℃，制得二硫化钼/羟丙基壳聚糖复合物；(2)将0.85kg聚乙烯醇溶于90kg水中，与0.15kg/羟丙基壳聚糖复合物混合均匀，在85℃下真空干燥22h。

制备例3：(1)将0.3kg二硫化钼加入100kg去离子水中，加入0.2kg羟丙基壳聚糖，在60℃下水浴加热2h，然后以100w的功率超声处理5.5h，以6500r/min的转速离心5min，将所得产物用去离子水洗涤5次，冷冻干燥12h，冷冻干燥时真空度为10Pa，温度为-50℃，制得二硫化钼/羟丙基壳聚糖复合物；(2)将0.9kg聚乙烯醇溶于80kg水中，与0.2kg/羟丙基壳聚糖复合物混合均匀，在90℃下真空干燥20h。

制备例4：与制备例1的区别在于，未添加羟丙基壳聚糖。

制备例5：与制备例1的区别在于，未添加聚乙烯醇。

实施例

实施例中季戊四醇硬脂酸酯选自广州市欧颖贸易有限公司，型号为PETS-N75，脂肪酸多元醇酯选自上海纳克润滑技术有限公司，型号为PriEco3009，其物理/化学性能数据如表1所示，亚乙基双硬脂酸酰胺选自深圳市洁露华工科技有限公司，型号为EBS；500SN型矿物油选自中海南联能源有限公司惠州分公司，其化学性能如表2所示；T106型石油磺酸钙选自广州锐圣研化工科技有限公司，其技术指标如表3所示；二硫化铝和氢氧化锂为分析纯；十二羟基硬脂酸选自上海锦悦化工有限公司，型号为1801；棕榈油选自选自河南旭豪生物科技有限公司，货号为0115；蓖麻油选自济南双盈化工有限公司，货号为2001；松香树脂选自郑州市经济技术开发区滨海化工商行，货号为023056；季戊四醇硬脂酸酯选自广州市壹诺化工科技有限公司，型号为PETS-4。

表1脂肪酸多远醇酯的物理/化学性能数据

表2 500SN型矿物油的化学性能数据

表3T106型石油磺酸钙的技术指标

实施例1：一种生物降解型润滑脂，其原料配比如表4所示，该生物降解型润滑脂的制备方法包括以下步骤：

S1、将植物油和矿物油混合，加热至150℃，搅拌50min，形成90kg基础油，矿物油和植物油的质量比为2:8，矿物油型号为500SN，植物油由以下重量的组分混合制成：3kg棕榈油、4kg蓖麻油、2kg松香树脂、3kg亚油酸、0.1kg硬脂酸和0.8kg季戊四醇硬脂酸酯；

S2、将90kg基础油的温度降温至60℃，加入7.5kg十二羟基硬脂酸、0.3kg氢氧化锂、0.01kg防锈剂和0.01kg二硫化铝，混合30min，冷却至常温，防锈剂为T-106型石油磺酸钙。

表4实施例1-5中生物降解型润滑脂的原料配比

实施例2：一种生物降解型润滑脂，其原料配比如表1所示，该生物降解型润滑脂的制备方法包括以下步骤：

S1、将植物油和矿物油混合，加热至165℃，搅拌45min，形成91kg基础油，矿物油和植物油的质量比为3:7，矿物油型号为500SN，植物油由以下重量的组分混合制成：4kg棕榈油、5kg蓖麻油、3kg松香树脂、4kg亚油酸、0.2kg硬脂酸和0.9kg季戊四醇硬脂酸酯；

S2、将91kg基础油的温度降温至70℃，加入7.6kg十二羟基硬脂酸、0.4kg氢氧化锂、0.015kg防锈剂和0.015kg二硫化铝，混合40min，冷却至常温，防锈剂为T-106型石油磺酸钙。

实施例3：一种生物降解型润滑脂，其原料配比如表1所示，该生物降解型润滑脂的制备方法包括以下步骤：

S1、将植物油和矿物油混合，加热至180℃，搅拌40min，形成93kg基础油，矿物油和植物油的质量比为2.5:7.5，矿物油型号为500SN，植物油由以下重量的组分混合制成：5kg棕榈油、6kg蓖麻油、4kg松香树脂、6kg亚油酸、0.3kg硬脂酸和1kg季戊四醇硬脂酸酯；

S2、将93kg基础油的温度降温至80℃，加入7.7kg十二羟基硬脂酸、0.5kg氢氧化锂、0.02kg防锈剂和0.02kg二硫化铝，混合60min，冷却至常温，防锈剂为T-106型石油磺酸钙。

实施例4：一种生物降解型润滑脂，与实施例1的区别在于，其原料配比如表1所示，其中基础油包括矿物油和基础油，矿物油和植物油的质量比为2:7，矿物油选自制备例1。

实施例5：一种生物降解型润滑脂，与实施例1的区别在于，矿物油选自矿物油的制备例2。

实施例6：一种生物降解型润滑脂，与实施例1的区别在于，矿物油选自矿物油的制备例3。

实施例7：一种生物降解型润滑脂，与实施例1的区别在于，矿物油选自矿物油的制备例4。

实施例8：一种生物降解型润滑脂，与实施例1的区别在于，矿物油选自矿物油的制备例5。

实施例9：一种生物降解型润滑脂，与实施例1的区别在于，矿物油选自矿物油的制备例6。

实施例10：一种生物降解型润滑脂，与实施例1的区别在于，矿物油选自矿物油的制备例7。

实施例11：一种生物降解型润滑脂，与实施例1的区别在于，矿物油选自矿物油的制备例8。

实施例12：一种生物降解型润滑脂，与实施例4的区别在于，S1中将矿物油和植物油搅拌完成后，加入脂肪酸多元醇酯和亚乙基双硬脂酸酰胺，形成基础油，基础油、脂肪酸多元醇酯和亚乙基双硬脂酸酰胺的质量比为1:0.1:0.2。

实施例13：一种生物降解型润滑脂，与实施例4的区别在于，S1中将矿物油和植物油搅拌完成后，加入脂肪酸多元醇酯和亚乙基双硬脂酸酰胺，形成基础油，基础油、脂肪酸多元醇酯和亚乙基双硬脂酸酰胺的质量比为1:0.2:0.3。

实施例14：一种生物降解型润滑脂，与实施例12的区别在于，S2中，向降温至60℃的基础油中加入5kg改性纳米二氧化钼，改性二氧化钼由改性二氧化钼的制备例1制成。

实施例15：一种生物降解型润滑脂，与实施例12的区别在于，S2中，向降温至60℃的基础油中加入6.5kg改性纳米二氧化钼，改性二氧化钼由改性二氧化钼的制备例2制成。

实施例16：一种生物降解型润滑脂，与实施例12的区别在于，S2中，向降温至60℃的基础油中加入8kg改性纳米二氧化钼，改性二氧化钼由改性二氧化钼的制备例3制成。

实施例17：一种生物降解型润滑脂，与实施例12的区别在于，S2中，向降温至60℃的基础油中加入5kg改性纳米二氧化钼，改性二氧化钼由改性二氧化钼的制备例4制成。

实施例18：一种生物降解型润滑脂，与实施例12的区别在于，S2中，向降温至60℃的基础油中加入5kg改性纳米二氧化钼，改性二氧化钼由改性二氧化钼的制备例5制成。

对比例

对比例1：一种生物降解型润滑脂，与实施例1的区别在于，矿物油和植物油的质量比为1:9。

对比例2：一种生物降解型润滑脂，与实施例1的区别在于，矿物油和植物油的质量比为4:6。

对比例3：一种生物降解型润滑脂，与实施例1的区别在于，未添加植物油，基础油全部为500SN型矿物油。

对比例4：一种可生物降解润滑脂，由下列质量百分比的组分调和而成，质量比为80％的由质量比30％的植物油、50％的脂肪酸酯和20％的聚α烯烃(PAO)形成的复合物，质量比为12％由质量比为1:1的脂肪酸和动物油锂钙皂形成的混合物，质量比为2％由质量比60％的烯基丁二酸铜与40％的二烷基二硫代磷酸氧钼油溶性有机钼形成的复合物，0.8％质量比为40％的苯并三氮唑和60％的吗啡类衍生物形成的复合物；1.2％的石墨。

对比例5：一种生物降解型膨润土润滑脂组合物，将1000g基础油(三羟基丙烷酯40℃粘度为30mm2/s，粘度指数为120)加入反应釜中，再将110g膨润土(baragel10)加入该反应釜中，缓慢搅拌并加热至60℃，加入助分散剂(丙酮)10.5g并快速搅拌，并恒温20分钟。将物料加热至100℃，恒温0.5小时，加入基础油500g,并升温至160℃恒温0.5小时，加入急冷油基础油500g,温度降至80℃，加入抗氧剂(T501)2.1g，恒温10分钟，搅匀。

检测方法/试验方法

按照实施例和对比例中的方法制备润滑脂，并按照以下方法检测润滑脂的性能，将检测结果记录于表5中。

1、滴点：按照GB/T3498-2008《润滑脂宽温度范围滴点测定标准》进行检测；

2、腐蚀(T₂铜片，100℃，24h)：GB/T7326-1987《润滑脂铜片腐蚀试验方法》进行检测；

3、混合稠度；根据JISK2200-7，在25℃下，使安装于稠度计上的圆锥落下到试验用润滑脂中，测定用5秒钟进入的深度(mm)，将测定值的10倍，作为混合稠度，在60℃下按照同样的方法进行检测；

4、运动粘度：按照GB/T265-1988《石油产品运到粘度测定法和动力粘度计算法标准》进行检测；

5、生物降解性：按照CEC-L-33-A-93法：在一定量的矿物培养基中，加入一定量的接种菌液和各实施例或对比例制备的润滑脂，在30℃的黑暗条件下分别振荡培养7d、10d，采用傅立叶变换红外光谱仪检测2930cm-1处CH3-CH2-中C-H键最大吸收峰来测评降解前后碳氢组合的变化，从而推断出生物降解能力。

表5生物降解型润滑脂的性能检测结果

结合实施例1-3和表5中的数据，可以看出实施例1-3制备的润滑脂具有较快的生物分解性，滴点较高，稠度适宜，运动粘度高。

实施例4-6中分别使用矿物油的制备例1-3制备的矿物油，因掺入N-油酸酰基丝氨酸和枯草芽孢杆菌M4溶液，由检测结果可知，润滑脂的生物降解率与实施例1-3相比明显增大，因此使用本申请的矿物油可加速润滑脂的降解率。

实施例7使用矿物油的制备例4制成的矿物油，因制备例4中使用聚乙烯醇替代海藻酸钠，由表5中检测结果可知，其余性能与实施例4-6相差不大，但生物降解率明显下降。

实施例8使用矿物油的制备例5制备的矿物油，制备例5中矿物油内未添加尿素和葡萄糖，植物油能够快速降解，但因矿物油中枯草芽孢杆菌没有尿素和葡萄糖作为营养物质，只有N-油酸酰基丝氨酸发挥降解作用，与实施例4-5相比，润滑脂的生物降解率下降。

实施例9使用矿物油的制备例6制备的矿物油，制备例6中矿物油内未添加N-油酸酰基丝氨酸和枯草芽孢杆菌M4溶液，没有能促进矿物油进行降解的物质，由表5中数据可知，润滑脂的生物降解率与实施例4-6相比，明显下降。

实施例10使用矿物油的制备例7制备的矿物油，制备例7中矿物油内未添加海藻酸钠和氯化钙，未能在N-油酸酰基丝氨酸和枯草芽孢杆菌溶液外形成包裹膜，直接与牛油果核粉等混合，较快发生降解，影响润滑脂的使用周期。

实施例11使用矿物油的制备例8制备的矿物油，制备例8中直接将各原料混合形成矿物油，枯草芽孢杆菌立即发挥降解作用，影响润滑脂的使用周期。

实施例12-13中基础油中还包括脂肪酸多元醇酯和亚乙基双硬脂酸酰胺，由表5内数据可以看出，实施例12-13制备的润滑脂滴点增大，在40℃和100℃下的混合稠度增大，升高温度，稠度损失小，且运动粘度受温度影响不大，说明脂肪酸多元醇酯和亚乙基双硬脂酸酰胺能增大润滑脂的氧化安定性和耐热性。

实施例14-16制备的润滑脂内分别含有改性二氧化钼的制备例1-3制备的改性二氧化钼，润滑脂的滴点增大，在90℃下的稠度与40℃下稠度相比，损失小，在高温环境下不发硬、变干。粘度损失小，具有较好的耐高温性能。

实施例17中使用改性二氧化钼的制备例4制成的二氧化钼，改性二氧化钼中未添加羟丙基壳聚糖，由检测结果可知，与实施例14-16相比，润滑脂的滴点下降，稠度和运动粘度随温度变化明显；实施例18中使用改性二氧化钼的制备例5制备的改性二氧化钼，制备例5中改性二氧化钼内未添加聚乙烯醇，与实施例14-16相比，润滑脂的运动粘度变化较大，且滴点变小，耐热性能下降。

对比例1中改变基础油中植物油和矿物油的质量比，植物油含量较多，植物油能快速降解，但矿物油难以降解，由表5中数据可知，生物降解率随着时间的推移，变化不明显。

对比例2中增大矿物油的用量，矿物油难以降解，生物降解率较慢，随着时间的推移，植物油发生降解，但矿物油仍难以降解。

对比例3中使用500SN型矿物油，不添加植物油，矿物油难以降解，降解速率较慢。

对比例4-5为现有技术制备的降解型润滑脂，由表5可知，对比例4-5制备的润滑脂降解速度较慢，不及本申请实施例1-18中润滑脂的降解率。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，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，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种生物降解型润滑脂，其特征在于，由包含以下重量份的原料制成：基础油90-95份、十二羟基硬脂酸7.5-8份、氢氧化锂0.3-0.8份、防锈剂0.01-0.03份、二硫化铝0.01-0.02份；

所述基础油包括质量比为2-3:7-8的矿物油和植物油。

2.根据权利要求1所述的生物降解型润滑脂，其特征在于，所述矿物油经过以下预处理：（1）将海藻酸钠、氯化钙、牛油果核粉末和仙人掌粉混合，加入N-油酸酰基丝氨酸和浓度为5-10%的枯草芽孢杆菌M4溶液，混合均匀后，在-10℃下冷冻16-20h，常温解冻后，再置于10℃下冷冻16-20h，常温解冻，在硫酸钠溶液中放置15-20h，取出后用无菌水浸泡20-24h；

（2）将矿物油、葡萄糖和尿素与步骤（1）所得物混合，在28-30℃下以140-200r/min的转速搅拌30-60min，得到预处理的矿物油。

3.根据权利要求2所述的生物降解型润滑脂，其特征在于，所述预处理矿物油时，以10质量份矿物油计，各原料的重量份为：1-2份海藻酸钠、0.5-1份氯化钙、0.6-0.8份牛油果核粉末、0.3-0.5份仙人掌粉、0.05-0.5份N-油酸酰基丝氨酸、0.1-0.5份枯草芽孢杆菌M4溶液、1-3份葡萄糖、0.5-2份尿素。

4.根据权利要求1所述的生物降解型润滑脂，其特征在于，所述植物油包括以下重量份的组分：3-5份棕榈油、4-6份蓖麻油、2-4份松香树脂、3-6份亚油酸、0.1-0.3份硬脂酸和0.8-1份季戊四醇硬脂酸酯。

5.根据权利要求1所述的生物降解型润滑脂，其特征在于，所述防锈剂为T106型石油磺酸钙。

6.根据权利要求1所述的生物降解型润滑脂，其特征在于，所述基础油中脂肪酸多元醇酯和亚乙基双硬脂酸酰胺，基础油、脂肪酸多元醇酯和亚乙基双硬脂酸酰胺的质量比为1:0.1-0.2:0.2-0.3。

7.根据权利要求1所述的生物降解型润滑脂，其特征在于，原料还包括改性纳米二硫化钼，所述改性纳米二硫化钼的用量为5-8重量份；

所述改性纳米二硫化钼的制备方法如下：（1）将0.1-0.3重量份二硫化钼加入80-100重量份去离子水中，加入0.1-0.2份羟丙基壳聚糖，在50-60℃下水浴加热2-2.5h，然后超声处理5-5.5h，以6000-6500r/min的转速离心5-10min，将所得产物用去离子水洗涤3-5次，冷冻干燥10-12h，制得二硫化钼/羟丙基壳聚糖复合物；（2）将0.8-0.9重量份聚乙烯醇溶于80-100重量份水中，与0.1-0.2二硫化钼/羟丙基壳聚糖复合物混合均匀，在80-90℃下真空干燥20-24h。

8.权利要求1-6任一所述的生物降解型润滑脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将植物油和矿物油混合，加热至150-180℃，搅拌40-50min，形成基础油；

S2、将基础油的温度降温至60-80℃，加入十二羟基硬脂酸、氢氧化锂、防锈剂和二硫化铝，混合30-60min，冷却至常温。

9.根据权利要求8所述的生物降解型润滑脂的制备方法，其特征在于，S1步骤中，当植物油和矿物油搅拌完成后，加入10-15重量份脂肪酸多元醇酯和20-25重量份亚乙基双硬脂酸酰胺，搅拌20-30min。

10.根据权利要求8所述的生物降解型润滑脂的制备方法，其特征在于，S2步骤中，向降温至60-80℃的基础油中加入5-8重量份改性纳米二氧化钼；所述改性纳米二硫化钼的制备方法如下：（1）将0.1-0.3重量份二硫化钼加入80-100重量份去离子水中，加入0.1-0.2份羟丙基壳聚糖，在50-60℃下水浴加热2-2.5h，然后超声处理5-5.5h，以6000-6500r/min的转速离心5-10min，将所得产物用去离子水洗涤3-5次，冷冻干燥10-12h，制得二硫化钼/羟丙基壳聚糖复合物；（2）将0.8-0.9重量份聚乙烯醇溶于80-100重量份水中，与0.1-0.2二硫化钼/羟丙基壳聚糖复合物混合均匀，在80-90℃下真空干燥20-24h。