一种可生物降解的润滑油脂

技术领域

本发明属于润滑油技术领域，具体涉及一种可生物降解的润滑油脂。

背景技术

润滑油在设备运转中起着抗磨减摩、冷却和提高效率等不可或缺的关键作用，但是通常与环境的相容性较差。传统矿物润滑油的生物降解性差，若在生产、储运及使用过程中发生泄漏就会污染环境。由于矿物润滑油生物降解性差，加上人们环保意识的增强和国家环保法规的严格，可生物降解润滑油的研究和发展越来越受到人们的重视。

目前，可生物降解润滑油已成为绿色化学和绿色工程领域重要的组成部分。可生物降解润滑油是指既能满足机械设备的使用要求，又能在短时间内被活性微生物分解为二氧化碳和水的润滑油，它通常被纳入环境友好润滑剂之列。环境友好润滑剂的性能不仅包括生物降解能力，而且还包括润滑剂的生态毒性。生物降解性和生态毒性是两个不同的方面，有些有毒物质也可生物降解，降解后生成非毒性物质；有些物质降解后的产物比原物质有更强的毒性。环境友好润滑剂既要求生物降解性要好，又要求生态毒性及毒性累积性要小。

生物润滑油又可以称为生物基环保润滑油，指的是部分或全部来源于生物资源或可再生农业或林业资源的润滑油。生物润滑油除具有矿物润滑油的特性外，还因为其原料可再生、生物可降解、毒害作用小等优点备受关注。依据基础油的不同对润滑油进行分类，可以分为三大类，矿物油，合成油和天然植物油。植物油基的润滑油是一种环境友好的润滑油，如豆油、玉米油、菜籽油、棉籽油等。

天然植物油虽然可直接用作润滑油，但因为其氧化稳定性太差，使得它的应用十分受限。合成润滑油主要包括合成烃、合成酯、聚醚等。其中合成酯类油研究最为广泛。据调查显示，在全球润滑油应用市场中，矿物油的比例高达85％左右，植物油约占2％，余下的为合成油。目前市售可降解润滑油和润滑脂使用大量改性植物油但是改性植物油成本过高，润滑性能以及使用周期不及矿物润滑油；当复配合成油和矿物油时降解周期长，降解不彻底，具有环境毒害性。

发明内容

本发明的目的是提供一种可生物降解的润滑油脂，以改性植物油与合成油混合加入添加剂提高润滑性、抗极压以及抗氧化性等性能，再加入少量改性矿物油，使制得的润滑油脂既具有类似矿物油的润滑性能又可以快速降解，降解彻底的同时还不具有环境毒性。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种可生物降解的润滑油脂，由以下重量份的原料组成：

硼氮改性菜籽油40-60份、新戊二醇二酯1-10份、葵二酸二异辛酯1-10份、矿物油10-20份、月桂酰基谷氨酸1-5份、抗氧化剂5-10份、增稠剂1-3份、粘度改性剂1-5份、消泡剂1-5份、磷酸酯1-5份、钼粉微球1-3份、石油磺酸钠5-10份、多元醇5-10份、油酸5-10份。

优选的，所述抗氧化剂为酚类抗氧化剂或胺类抗氧化剂。

优选的，所述增稠剂为石墨、炭黑或高级脂肪酸皂。

优选的，所述消泡剂为聚丙烯酸酯。

优选的，所述钼粉微球的粒径为20-60nm。

本发明还提供了一种可生物降解的润滑油脂的制备方法，包括以下步骤：

1)按所述质量份称取原料；

2)将硼氮改性菜籽油、新戊二醇二酯、葵二酸二异辛酯、钼粉微球、石油磺酸钠和抗氧化剂依次置于反应釜中搅拌加热至均匀得到混合油A；

3)将矿物油、月桂酰基谷氨酸、多元醇和油酸混合均匀得到混合油B；

4)将混合油A与混合油B置于反应釜中加热搅拌并依次加入增稠剂、粘度改性剂、消泡剂和磷酸酯恒温搅拌50min得到可生物降解的润滑油脂。

优选的，所述步骤2)中加热温度为30-60℃，加热时间为30-60min。

优选的，所述步骤4)中加热温度为90-120℃。

优选的，所述步骤4)中恒温温度为90-120℃，搅拌时间为40-60min。

本发明的有益技术效果：

本发明提供了一种可生物降解的润滑油脂，以改性植物油与合成油混合加入添加剂提高润滑性、抗极压以及抗氧化性等性能再加入少量改性矿物油制得可生物降解的润滑油脂。本发明制备的可生物降解的润滑油脂减少了改性植物油以及合成油的使用量，大大降低了成本，改性的矿物油具有优异的降解性能同时不含有其他重金属，而且不会对生物产生毒害；使制得的润滑油脂既具有类似矿物油的润滑性能又可以快速降解，降解彻底的同时还不具有环境毒性，15d生物降解率达到92％以上。

具体实施方式

本发明提供了一种可生物降解的润滑油脂，由以下重量份的原料组成：

硼氮改性菜籽油40-60份、新戊二醇二酯1-10份、葵二酸二异辛酯1-10份、矿物油10-20份、月桂酰基谷氨酸1-5份、抗氧化剂5-10份、增稠剂1-3份、粘度改性剂1-5份、消泡剂1-5份、磷酸酯1-5份、钼粉微球1-3份、石油磺酸钠5-10份、多元醇5-10份、油酸5-10份。

在本发明中，所述硼氮改性菜籽油通过在菜籽油中引入硼元素和氮元素提高了润滑性和抗极压性。

在本发明中，所述可生物降解的润滑油脂原料重量份优选为：硼氮改性菜籽油45-55份、新戊二醇二酯3-7份、葵二酸二异辛酯3-7份、矿物油13-17份、月桂酰基谷氨酸2-4份、抗氧化剂7-9份、增稠剂2-3份、粘度改性剂3-4份、消泡剂3-4份、磷酸酯3-4份、钼粉微球1-3份、石油磺酸钠6-9份、多元醇6-9份、油酸6-9份；更优选为硼氮改性菜籽油50份、新戊二醇二酯6份、葵二酸二异辛酯6份、矿物油15份、月桂酰基谷氨酸3份、抗氧化剂8份、增稠剂3份、粘度改性剂4份、消泡剂4份、磷酸酯4份、钼粉微球3份、石油磺酸钠7份、多元醇7份、油酸7份。

在本发明中，所述抗氧化剂优选为酚类抗氧化剂或胺类抗氧化剂；更优选为酚类抗氧化剂。

在本发明中，所述增稠剂优选为石墨、炭黑或高级脂肪酸皂；更优选为石墨。

在本发明中，所述消泡剂优选为聚丙烯酸酯。本发明通过加入消泡剂既使在混合时气泡减少又使润滑油脂在长期使用过程中不会产生泡沫提高使用寿命。

在本发明中，所述钼粉微球的粒径为20-60nm。本发明通过加入纳米钼粉微球提高了润滑油脂的润滑效果和抗极压能力，同时不会对环境产生影响。

本发明还提供了一种可生物降解的润滑油脂的制备方法，包括以下步骤：

1)按所述质量份称取原料；

2)将硼氮改性菜籽油、新戊二醇二酯、葵二酸二异辛酯、钼粉微球、石油磺酸钠和抗氧化剂依次置于反应釜中搅拌加热至均匀得到混合油A；

3)将矿物油、月桂酰基谷氨酸、多元醇和油酸混合均匀得到混合油B；

4)将混合油A与混合油B置于反应釜中加热搅拌并依次加入增稠剂、粘度改性剂、消泡剂和磷酸酯恒温搅拌50min得到可生物降解的润滑油脂。

在本发明中，所述步骤2)中加热温度优选为30-60℃，更优选为40-50℃；加热时间优选为30-60min，更优选为40-50min。

在本发明中，所述步骤4)中加热温度优选为90-120℃，更优选为100-110℃；恒温温度优选为90-120℃，更优选为100-110℃；搅拌时间优选为40-60min，更优选为50min。

本发明通过将改性菜籽油与合成二酯在加入添加剂后混合均匀提高改性菜籽油的润滑性能，同时提高生物降解性，不会产生生物毒素。

本发明通过矿物油与月桂酰基谷氨酸、多元醇和油酸混合既提高了矿物油的生物降解性又使其可以与混合油A混合更加均匀，使各种改性剂分散度更高，提高润滑油脂的润滑性能和使用周期。

本发明发现提高混合油A和混合油B混合时的温度，可以提高生物降解速度和效率，由于混合油A为改性植物油，在生物降解促进剂的作用下提高微生物活性，同时使本身不易分解的矿物油进一步提高降解程度。

实施例1

1)将硼氮改性菜籽油50份、新戊二醇二酯6份、葵二酸二异辛酯6份、钼粉微球3份、石油磺酸钠7份和酚类抗氧化剂8份依次置于反应釜中在45℃下搅拌加热45min得到混合油A。

2)将矿物油15份、月桂酰基谷氨酸3份、多元醇7份和油酸7份混合均匀得到混合油B；

3)将混合油A与混合油B置于反应釜中在105℃下加热搅拌并依次加入石墨3份、粘度改性剂4份、聚丙烯酸酯4份和磷酸酯4份恒温105℃搅拌50min得到可生物降解的润滑油脂。

实施例2

1)将硼氮改性菜籽油40份、新戊二醇二酯1份、葵二酸二异辛酯1份、钼粉微球1份、石油磺酸钠5份和酚类抗氧化剂5份依次置于反应釜中在30℃下搅拌加热30min得到混合油A。

2)将矿物油10份、月桂酰基谷氨酸1份、多元醇5份和油酸5份混合均匀得到混合油B；

3)将混合油A与混合油B置于反应釜中在105℃下加热搅拌并依次加入炭黑1份、粘度改性剂1份、聚丙烯酸酯1份和磷酸酯1份恒温90℃搅拌40min得到可生物降解的润滑油脂。

实施例3

1)将硼氮改性菜籽油60份、新戊二醇二酯10份、葵二酸二异辛酯10份、钼粉微球3份、石油磺酸钠10份和酚类抗氧化剂10份依次置于反应釜中在60℃下搅拌加热60min得到混合油A。

2)将矿物油20份、月桂酰基谷氨酸5份、多元醇10份和油酸10份混合均匀得到混合油B；

3)将混合油A与混合油B置于反应釜中在105℃下加热搅拌并依次加入高级脂肪酸皂3份、粘度改性剂5份、聚丙烯酸酯5份和磷酸酯5份恒温110℃搅拌60min得到可生物降解的润滑油脂。性能分析表见表1:

表1性能检测表