[發(fā)明專利]制備可再生潤滑油的設(shè)備和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310711777.4
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN104726203A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐心茹;趙曉云;陶德華;楊敬一;周文夫
• 申請（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué);上海大學(xué)
• 主分類號: C11C3/00
• 分類號: C11C3/00;C10M177/00
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 顧峻峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于制備可再生潤滑油的設(shè)備和方法。?

背景技術(shù)

環(huán)境友好潤滑油是一類生態(tài)型潤滑油(Eco-Lubricant)。環(huán)境友好潤滑油(Environmentally?Friendly?Lubricant)亦稱環(huán)境無害潤滑油、環(huán)境兼容潤滑油、環(huán)境協(xié)調(diào)潤滑油等，是指潤滑油即能滿足機(jī)械設(shè)備的使用要求，又能在較短的時間內(nèi)被活性微生物(細(xì)菌)分解為CO₂和H₂O。因此，潤滑油及其耗損產(chǎn)物對生態(tài)環(huán)境不產(chǎn)生危害，或在一定程度上為環(huán)境所容許。環(huán)境友好潤滑油有時也泛稱為綠色潤滑油(Green?Lubricant)。?

研究、開發(fā)和使用環(huán)境友好潤滑油是人類社會可持續(xù)發(fā)展的必然選擇，隨著國際社會對環(huán)境保護(hù)的日益重視，對環(huán)境友好潤滑油的需求將會不斷上升。許多國家尤其是工業(yè)發(fā)達(dá)國家先后提出使用不污染和不危害環(huán)境的綠色潤滑油。?

植物油是最早使用的潤滑劑之一，優(yōu)異的潤滑性使天然植物油至今仍是金屬加工油劑的重要組分之一。研究表明，天然油(包括植物油)具有最好的生物降解性，并且其資源可再生?？勺鳛椤熬G色”潤滑油基礎(chǔ)油的植物油主要有橄欖油、菜籽油、花生油、大豆油、棕櫚油、蓖麻油、葵花籽油等。?

植物油作為環(huán)境友好潤滑油具有如下所述的優(yōu)點。?

植物油是太陽能產(chǎn)物，是可再生性資源，是一種清潔而豐富的原料。尤其是，植物油的無毒及生物降解性好，且潤滑性好。天然植物油具有優(yōu)異的潤滑性能，植物油分子含極性基團(tuán)，可在金屬表面形成吸附膜，植物油中的脂肪酸可與金屬表面反應(yīng)形成金屬皂的單層膜，兩者均可起減摩抗磨作用。在四球機(jī)上對幾種植物油的抗磨減摩性能評定的結(jié)果表明，植物油具有較高的油膜強度P_B、較小的磨斑直徑WSD和較低的摩擦系數(shù)。?

然而，由于植物油自身的一些結(jié)構(gòu)特點，其也具有如下所述的一些缺點。?

(a)植物油含有不飽和鍵（C=C雙鍵），造成熱穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性較差。?

（b）植物油分子中有烯丙基，非常容易受到攻擊，隨后發(fā)生氧化降解生成極性含氧化合物，這些氧化物易聚合最終導(dǎo)致不溶沉積物的形成及油的酸性增加。?

(c)大部分植物油的粘度低于潤滑油所需要的粘度，限制了其應(yīng)用范圍。?

(d)植物油分子在低溫下容易絮凝、沉積和固化，導(dǎo)致低溫性能差。?

目前國內(nèi)外改善植物油基潤滑油性能的研究主要有三種：(a)對植物油進(jìn)行化學(xué)改性，方法主要有：酯化/轉(zhuǎn)酯化、環(huán)氧化、聚合、加氫等；(b)添加添加劑，如抗氧劑、降凝劑等，以起到輔助作用；(c)通過改進(jìn)植物種植技術(shù)制取高油酸的植物油。?

在如上所述的三種方式中，化學(xué)改性是目前已知的主要方法，例如采用植物油酯化改質(zhì)、環(huán)氧異構(gòu)酯化改性和催化熱聚合反應(yīng)。其中，植物油酯化改質(zhì)可以提高粘溫性能及降低傾點，但未消除植物油分子中的雙鍵，其氧化穩(wěn)定性仍不好且粘度較低。環(huán)氧異構(gòu)酯化改性可提高植物油的粘度及粘溫性能和氧化穩(wěn)定性，但低溫流動性仍有待改進(jìn)。催化熱聚合反應(yīng)可以提高氧化穩(wěn)定性，但產(chǎn)物的酸性增加，同時所得產(chǎn)物分子中支鏈過多，使得生物降解性降低。?

另外，在高分子化學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)引入了等離子體聚合的方法，以下將對其機(jī)理加以描述。?

隨著溫度的升高物質(zhì)由固態(tài)變成液態(tài)，然后變成氣態(tài)。這就是人們常見的物質(zhì)的三種狀態(tài)。所謂“等離子體”被定義成物質(zhì)存在的第四種狀態(tài)。具體地說，在溫度升高的時候，物質(zhì)受熱能的激發(fā)而電離，電離度與溫度T(K)的3/2次方成正比。如果溫度足夠高，就可以使物質(zhì)全部電離。電離后形成的電子之總電荷量在數(shù)值上相等，而在宏觀上保持電中性。這就是等離子體的基本含意。換言之，等離子體是正負(fù)電荷數(shù)量和密度基本相等的部分電離的氣體，是由電子、離子、原子、分子、光子或自由基等粒子組成的集合體。?

等離子體中的化學(xué)反應(yīng)過程如下：?

電場+電子→高能電子?

活性基團(tuán)＋分子（或原子）→生成物＋熱?

由此可見，激發(fā)和電離在反應(yīng)過程中起關(guān)鍵的作用，可以實現(xiàn)一般化學(xué)反?應(yīng)難以實現(xiàn)的反應(yīng)。例如，過去認(rèn)為惰性氣體不能參與化學(xué)反應(yīng)，然而它們在電場中受到激發(fā)和電離卻具有很高的活化能，可以實現(xiàn)許多在一般情況下難以實現(xiàn)的反應(yīng)。另一方面，高能電子也可被鹵素和氧氣等電子親合力大的物質(zhì)俘獲，成為負(fù)離子。這類負(fù)離子具有很好的化學(xué)活性，在化學(xué)反應(yīng)中起著重要的作用。研究表明，在低溫等離子體中可由不同的激活自由基引起各種反應(yīng)。?