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一种环保润滑油添加剂及其制备方法与流程

2021-06-15 21:42:00 来源:中国专利 TAG:
本申请涉及润滑油添加剂的
技术领域
,更具体地说,它涉及一种环保润滑油添加剂及其制备方法。
背景技术
:机器的运转依赖零件的相对运动来实现,必然伴随着摩擦和磨损的产生,严重的摩擦磨损还会影响机器的正常运转。润滑是解决机器运转产生摩擦磨损最常用的有效途径。在润滑油作用下,润滑油在带走大量摩擦热和磨肩的同时,还可形成润滑油膜,从而降低摩擦副的磨损。由于润滑油多在高温、高压等恶劣的工作环境中使用,在使用一段时间后,由于物理或化学因素生成了碳黑、有机酸、水等杂质,导致润滑油的性能发生改变,不能继续使用。为了改善润滑油的性能,延长润滑油的寿命,往往在润滑油中添加润滑油添加剂。传统的润滑油添加剂中多采用有硫、磷为主的化合物,此类添加剂具有优良的抗氧、抗腐、抗磨、极压等功能,然而此类添加剂的使用会产生空气污染,越来越不适应作为润滑油添加剂使用。技术实现要素:为了改善现有的润滑油添加剂存在污染问题的缺陷,本申请提供一种环保润滑油添加剂及其制备方法。第一方面,本申请提供一种环保润滑油添加剂,采用如下的技术方案:一种环保润滑油添加剂,由包含以下重量份的原料制成:基础油25-35份、纳米氧化铝6.2-8.6份、植物蜡5-9份、苯并三氮唑0.8-2.4份及石墨5.2-7.6份。通过采用上述技术方案,基础油作为润滑油添加剂的主要成分,其与润滑油添加剂的其他组分之间混合均匀后,加入至润滑油中,能够提升润滑油添加剂与润滑油之间融合效果,使润滑油添加剂更为均匀地分散在润滑油中;纳米氧化铝具备良好的耐磨性能,且其粒径较小,能够填充在摩擦表面的凹痕内,从而改善摩擦表面的摩擦系数,以此增强润滑油的润滑性能,此外随着机器的运转,润滑油添加剂不断地受到摩擦,进而那么纳米氧化铝产生静电吸附,从而在摩擦表面形成保护膜,进而提升了润滑油的润滑性能;植物蜡具有低毒、低污染、可生物降解的优点,且其分散在润滑油添加剂中,耐磨性能较好,能够有效地减少机械的磨损;苯并三氮唑具有良好的热稳定性、抗腐蚀性及抗磨性能,以此提升了润滑油添加剂及润滑油的热稳定性、抗腐蚀性及抗磨性能;石墨具有良好的润滑性和耐磨性能,其分散在润滑油添加剂及润滑油中,能够提升润滑油的综合性能:本申请中的润滑油添加剂中不含有含硫及含磷化合物,对环境几乎无污染,安全环保,适用于大范围的使用。优选的,所述基础油包括硼酸甲酯、汽油、棕榈油中的一种或多种。通过采用上述技术方案,硼酸甲酯、汽油及棕榈油均具有良好润滑及耐磨性能,且三者的耐高温性能均较优,以此使得润滑油添加剂的耐高温及耐磨性能均较优。优选的,所述基础油为重量份数之比为(1.1-1.3):(0.4-0.6):(3-5)的硼酸甲酯、汽油、棕榈油的混合物。通过采用上述技术方案,利用合适配比范围内的硼酸甲酯、汽油、棕榈油混合后,可得到性能优良的基础油,进而制得性能优良的润滑油添加剂。优选的,所述纳米氧化铝需进行改性处理,其改性处理包括如下步骤:1)、将重量份的纳米氧化铝和重量份为纳米氧化铝(10-12)倍的无水乙醇中,混合均匀后,超声分散50-70imn,得混合液一;2)、向混合液一中,加入占纳米氧化铝重量份数(0.2-0.3)倍的偶联剂,超声混合10-20min,得混合液二;3)、向混合液二中加入,然后加入3-5mol/l的盐酸溶液至混合液二的ph值为3-5,然后加热至60-70℃,得混合液三;4)、将混合液三冷却至室温后进行过滤,过滤得到的滤渣烘干后,得改性处理后的纳米氧化铝。通过采用上述技术方案,首先利用无水乙醇可改善纳米氧化铝的表面活性,以此方便后续对纳米氧化铝进行改性处理;然后将偶联剂加入至混合液一,利用超声混合的方式,可使偶联剂均匀分散在混合液一中;调节混合液二的ph在酸性范围内,可促进偶联剂与纳米氧化铝之间的融合,最后过滤后得到改性后的纳米氧化铝;对纳米氧化铝进行改性后,使偶联剂能够粘覆在纳米氧化铝表面,从而改善了纳米氧化铝易团聚的问题,使纳米氧化铝能够均匀分散在润滑油添加剂中。优选的,所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。通过采用上述技术方案,钛酸酯偶联剂中既含有亲无机基团,还含有亲有机基团,以此利用其对纳米氧化铝进行改性,钛酸酯偶联剂上的亲无机基团能够与纳米氧化铝连接,而亲有机基团裸露出来,从而将改性后的纳米氧化铝加入至润滑油添加剂,其能够与润滑油添加剂中的有机物组分连接,进而使纳米氧化铝能够均匀分散,从而改善了纳米氧化铝易团聚的问题。优选的,所述纳米氧化铝的粒径为300-400目。通过采用上述技术方案,将纳米氧化铝的粒径选择在合适的范围内,一方面减少了纳米氧化铝粒径过小,而导致团聚问题严重的缺陷;另一方面减少了纳米氧化铝粒径过大,而导致润滑油添加剂的颗粒度明显,而影响了润滑油添加剂性能的问题。优选的,所述植物蜡为甘蔗、香樟、银杏中任一种植物的表皮蜡质。通过采用上述技术方案,甘蔗、香樟、银杏,三者的植物表皮蜡中,含有酸、醇及酯大分子有机物,且具有可生物降解性、环境友好性及可再生性的优点,其能够在摩擦表面形成承载力高的润滑油膜,阻止了金属表面直接接触,起到了良好的减摩性能。第二方面,本申请提供一种环保润滑油添加剂的制备方法,采用如下的技术方案:一种环保润滑油添加剂的制备方法,包括如下步骤:1)、称量重量份数的基础油、纳米氧化铝、植物蜡、苯并三氮唑及石墨;2)、将基础油加入至搅拌容器中,然后依次加入纳米氧化铝、植物蜡、苯并三氮唑及石墨,加热并搅拌混合均匀后,得环保润滑油添加剂。通过采用上述技术方案,利用该方式制备润滑油添加剂,操作方式简单,且生产效率高,因此适用与批量生产。优选的,所述步骤2)中,加热的温度为65-73℃,搅拌的速度为100-140r/min。通过采用上述技术方案,将润滑油添加剂生产过程中的工艺参数设置在合理范围内,可制得性能较优的润滑油添加剂。综上所述,本申请具有以下有益效果:1、纳米氧化铝具备良好的耐磨性能,且其粒径较小,能够填充在摩擦表面的凹痕内,从而改善摩擦表面的摩擦系数,以此增强润滑油的润滑性能,此外随着机器的运转,润滑油添加剂不断地受到摩擦,进而那么纳米氧化铝产生静电吸附,从而在摩擦表面形成保护膜,进而提升了润滑油的润滑性能;植物蜡具有低毒、低污染、可生物降解的优点,且其分散在润滑油添加剂中,耐磨性能较好,能够有效地减少机械的磨损;苯并三氮唑具有良好的热稳定性、抗腐蚀性及抗磨性能,以此提升了润滑油添加剂及润滑油的热稳定性、抗腐蚀性及抗磨性能;石墨具有良好的润滑性和耐磨性能,其分散在润滑油添加剂及润滑油中,能够提升润滑油的综合性能:本申请中的润滑油添加剂中不含有含硫及含磷化合物,对环境几乎无污染,安全环保,适用于大范围的使用。2、硼酸甲酯、汽油及棕榈油均具有良好润滑及耐磨性能,且三者的耐高温性能均较优,以此使得润滑油添加剂的耐高温及耐磨性能均较优。3、钛酸酯偶联剂中既含有亲无机基团,还含有亲有机基团,以此利用其对纳米氧化铝进行改性,钛酸酯偶联剂上的亲无机基团能够与纳米氧化铝连接,而亲有机基团裸露出来,从而将改性后的纳米氧化铝加入至润滑油添加剂,其能够与润滑油添加剂中的有机物组分连接,进而使纳米氧化铝能够均匀分散,从而改善了纳米氧化铝易团聚的问题。具体实施方式以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。原料来源原料名称厂家型号/规格纳米氧化铝北京德科岛金科技有限公司dk410-1硼酸甲酯武汉富鑫远科技有限公司纯度99%汽油中国石化集团公司93#汽油棕榈油济南博奥化工有限公司货号01钛酸酯偶联剂南京优普化工有限公司up-101硅烷偶联剂南京区腾化工有限公司kh-560纳米氧化铝的制备例基础油25-35kg、纳米氧化铝6.2-8.6kg、植物蜡5-9kg、苯并三氮唑0.8-2.4kg及石墨5.2-7.6kg制备例1纳米氧化铝的改性处理,包括如下步骤:1)、将30kg的纳米氧化铝和330kg无水乙醇中,混合均匀后,超声分散60imn,得混合液一;2)、向混合液一中,加入7.5kg的钛酸酯偶联剂,超声混合15min,得混合液二;3)、向混合液二中加入,然后加入4mol/l的盐酸溶液至混合液二的ph值为4,然后加热至65℃,得混合液三;4)、将混合液三冷却至室温后进行过滤,过滤得到的滤渣烘干后,得改性处理后的纳米氧化铝。制备例2纳米氧化铝的改性处理,包括如下步骤:1)、将30kg的纳米氧化铝和300kg的无水乙醇中,混合均匀后,超声分散50imn,得混合液一;2)、向混合液一中,加入6kg的钛酸酯偶联剂,超声混合10min,得混合液二;3)、向混合液二中加入,然后加入3mol/l的盐酸溶液至混合液二的ph值为3,然后加热至60℃,得混合液三;4)、将混合液三冷却至室温后进行过滤,过滤得到的滤渣烘干后,得改性处理后的纳米氧化铝。制备例3纳米氧化铝的改性处理,包括如下步骤:1)、将30kg的纳米氧化铝和360kg的无水乙醇中,混合均匀后,超声分散70imn,得混合液一;2)、向混合液一中,加入9kg的钛酸酯偶联剂,超声混合20min,得混合液二;3)、向混合液二中加入,然后加入5mol/l的盐酸溶液至混合液二的ph值为5,然后加热至70℃,得混合液三;4)、将混合液三冷却至室温后进行过滤,过滤得到的滤渣烘干后,得改性处理后的纳米氧化铝。制备例4本制备例与制备例1的不同之处在于:偶联剂选用硅烷偶联剂。实施例实施例1一种环保润滑油添加剂,由以下质量的原料组成:基础油30kg、纳米氧化铝7.4kg、植物蜡7kg、苯并三氮唑1.6kg及石墨5.4kg;其中,基础油为重量份数之比为1.2:0.5:4的硼酸甲酯、汽油及棕榈油的混合物;纳米氧化铝的粒径为350mm;植物蜡选用甘蔗的表皮蜡;纳米氧化铝选用制备例1中的纳米氧化铝。环保润滑油添加剂的制备方法,包括如下步骤:1)、称取30kg的基础油、7.4kg的纳米氧化铝、7kg的植物蜡、1.6kg的苯并三氮唑及5.4kg的石墨;2)、将基础油加入至搅拌釜中,然后依次加入纳米氧化铝、植物蜡、苯并三氮唑及石墨,加热至69℃,在120r/min的搅拌速度下,搅拌混合均匀后,得环保润滑油添加剂。实施例2一种环保润滑油添加剂,与实施例1的不同之处在于:由以下质量的原料组成:基础油25kg、纳米氧化铝6.2kg、植物蜡5kg、苯并三氮唑0.8kg及石墨5.2kg。环保润滑油添加剂的制备方法,包括如下步骤:1)、称取25kg的基础油、6.2kg的纳米氧化铝、5kg的植物蜡、0.8kg的苯并三氮唑及5.2kg的石墨;2)、将基础油加入至搅拌釜中,然后依次加入纳米氧化铝、植物蜡、苯并三氮唑及石墨,加热至65℃,在100r/min的搅拌速度下,搅拌混合均匀后,得环保润滑油添加剂。实施例3一种环保润滑油添加剂,与实施例1的不同之处在于:由以下质量的原料组成:基础油35kg、纳米氧化铝8.6kg、植物蜡9kg、苯并三氮唑2.4kg及石墨7.6kg。环保润滑油添加剂的制备方法,包括如下步骤:1)、称取35kg的基础油、5.6kg的纳米氧化铝、9kg的植物蜡、2.4kg的苯并三氮唑及7.6kg的石墨;2)、将基础油加入至搅拌釜中,然后依次加入纳米氧化铝、植物蜡、苯并三氮唑及石墨,加热至73℃,在140r/min的搅拌速度下,搅拌混合均匀后,得环保润滑油添加剂。实施例4本实施例与实施例1的区别之处在于:基础油为重量份数之比为1.1:0.4:3的硼酸甲酯、汽油及棕榈油的混合物。实施例5本实施例与实施例1的区别之处在于:基础油为重量份数之比为1.3:0.6:5的硼酸甲酯、汽油及棕榈油的混合物。实施例6本实施例与实施例1的区别之处在于:基础油为重量份数之比为1:0.5:4的硼酸甲酯、汽油及棕榈油的混合物。实施例7本实施例与实施例1的区别之处在于:基础油为重量份数之比为1.4:0.7:4的硼酸甲酯、汽油及棕榈油的混合物。实施例8本实施例与实施例1的区别之处在于:纳米氧化铝的粒径为300mm。实施例9本实施例与实施例1的区别之处在于:纳米氧化铝的粒径为400mm。实施例10本实施例与实施例1的区别之处在于:纳米氧化铝的粒径为250mm。实施例11本实施例与实施例1的区别之处在于:纳米氧化铝的粒径为450mm。实施例12本实施例与实施例1的区别之处在于:植物蜡选用香樟的表皮蜡。实施例13本实施例与实施例1的区别之处在于:植物蜡选用银杏的表皮蜡。实施例14本实施例与实施例1的区别之处在于:纳米氧化铝选用制备例2中的纳米氧化铝。实施例15本实施例与实施例1的区别之处在于:纳米氧化铝选用制备例3中的纳米氧化铝。实施例16本实施例与实施例1的区别之处在于:纳米氧化铝选用制备例4中的纳米氧化铝。实施例17本实施例与实施例1的区别之处在于:纳米氧化铝未经过改性处理。对比例对比例1本对比例与实施例1的区别之处在于:原料组成中不包含纳米氧化铝。对比例2本对比例与实施例1的区别之处在于:原料组成中不包含植物蜡。性能检测试验分别取3g的对实施例1-17及对比例1-2制得的润滑油添加剂,加入至97g的润滑油中,搅拌混合均匀后,得试样;然后对试样进行下述性能检测,检测结果记录在表1中。1、依照gb/11121-2006(汽油机油》的标准规定测定各个试样润滑油的运动黏度、低温运动黏及高温剪切黏度进行检测。2、依照gb/t3142-1982(润滑剂承载能力测定法(四球法)》的标准规定各个试样润滑油的抗磨性能。试验条件为:11级钢球,直径为12.7mm,硬度为hrc59-61,材料为gcr15,转速为1450转/分钟,时间10s。3、依照sh/t0193-2008《润滑油氧化安定性的测定-旋转氧弹法》的标准规定各个试样润滑油的抗氧化性能。表1性能检测表1、根据实施例1-3的性能检测结果可知:三组试样的各项性能均较优,这说明按照该原料组成及方法,制得的环保润滑油添加剂的各项性能均较优;2、根据实施例1与实施例4-7的性能检测结果可知:实施例1、4及5的各项性能优于实施例6及7的各项性能,这是因为:将基础油选用量份数之比为(1.1-1.3):(0.4-0.6):(3-5)的硼酸甲酯、汽油、棕榈油的混合物时,三者的配比范围合适,可得到性能优良的基础油,进而制得性能优良的润滑油添加剂;3、根据实施例1与实施例8-11的性能检测结果可知:实施例1、8及9的各项性能优于实施例10及11的各项性能,这是因为:将纳米氧化铝的粒径选择在合适的范围内,一方面减少了纳米氧化铝粒径过小,而导致团聚问题严重的缺陷;另一方面减少了纳米氧化铝粒径过大,而导致润滑油添加剂的颗粒度明显,而影响了润滑油添加剂性能的问题;4、根据实施例1与实施例12-13的性能检测结果可知:实施例1的各项性能优于实施例12及13的各项性能,这是因为:甘蔗、香樟、银杏,三者的植物表皮蜡中,含有酸、醇及酯大分子有机物,且具有可生物降解性、环境友好性及可再生性的优点,其能够在摩擦表面形成承载力高的润滑油膜,阻止了金属表面直接接触,起到了良好的减摩性能;5、根据实施例1与实施例14-16的性能检测结果可知:实施例1、14及15的各项性能优于实施例16的各项性能,这是因为:钛酸酯偶联剂中既含有亲无机基团,还含有亲有机基团,以此利用其对纳米氧化铝进行改性,钛酸酯偶联剂上的亲无机基团能够与纳米氧化铝连接,而亲有机基团裸露出来,从而将改性后的纳米氧化铝加入至润滑油添加剂,其能够与润滑油添加剂中的有机物组分连接,进而使纳米氧化铝能够均匀分散,从而改善了纳米氧化铝易团聚的问题;6、根据实施例1与实施例17的性能检测结果可知:实施例1的各项性能优于实施例17的各项性能,这是因为:对纳米氧化铝进行改性后,使偶联剂能够粘覆在纳米氧化铝表面,从而改善了纳米氧化铝易团聚的问题,使纳米氧化铝能够均匀分散在润滑油添加剂中;7、根据实施例1与对比例1的性能检测结果可知:实施例1、4及5的各项性能优于对比例1的各项性能,这是因为:纳米氧化铝具备良好的耐磨性能,且其粒径较小,能够填充在摩擦表面的凹痕内,从而改善摩擦表面的摩擦系数,以此增强润滑油的润滑性能,此外随着机器的运转,润滑油添加剂不断地受到摩擦,进而那么纳米氧化铝产生静电吸附,从而在摩擦表面形成保护膜,进而提升了润滑油的润滑性能;8、根据实施例1与对比例2的性能检测结果可知:实施例1、4及5的各项性能优于对比例2的各项性能,这是因为:植物蜡具有低毒、低污染、可生物降解的优点,且其分散在润滑油添加剂中,耐磨性能较好,能够有效地减少机械的磨损。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。当前第1页12
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