植物油在绿色环保润滑剂中的应用

文章编写人：德瑞化学，李中和，时间：20150124

 

润滑剂在工农业生产中有着广泛的应用, 全世界润滑剂总产量一直维持在4 000万吨/年。作为主要的润滑剂生产国,2003年开始中国已成为世界第二大润滑剂消费国。

 

随着工业技术以及尖端科技的不断发展, 对润滑材料的性能要求越来越高, 如要求能在高温、低温、高负荷、高速度、高能辐射、强氧化、强腐蚀等极端环境下长期可靠地工作，传统矿物油型石化基润滑剂在使用过程中由于渗透、泄漏、溢出和处理不当,会造成环境污染，其中石化基润滑剂大多数组分是不能生物降解的,且具有一定的生态毒性,从而导致对环境的污染日益严重。

 

以植物油制备的润滑剂具有优良的润滑性和黏温特性，既符合油品性能规格的要求，又能在较短时间内被微生物分解，不会对环境造成危害，这种润滑剂可再生性好，被称为绿色润滑剂，在石油资源日益枯竭的今天，已成为当今润滑剂领域研究的热点，目前主要应用于绿色润滑剂的植物油有菜籽油、葵花油、花生油、大豆油、亚麻油、橄榄油、蓖麻油、棕榈油等。单纯以原植物油制备润滑剂的主要不足是其抗磨性能、承载能力较差,尤其是植物油中含有大量的双键，致使其氧化稳定性较差。因此，需要采用各种方法来改善植物油的性能，以满足各方面的需要。

 

目前，常见的改善植物油性能的方法有加入添加剂、生物改性和化学改性等。化学改性主要有氢化法、聚合法、环氧法、异构法、酯交换法等方法，以此来提高其支链化程度，减少植物油中双键含量，进而提高植物油的氧化稳定性，提高水解稳定性和降低粘度指数（高线性的分子结构会提高植物油的粘度系数）；低饱和度的脂肪酸可以增强植物油的低温性能,而高饱和度的脂肪酸则可以提高植物油的氧化稳定性。目前用于绿色润滑剂综合性能最好的方法是以下三种化学改性方法：

 

• 氢化法即选择性氢化：就是有针对性地进行氢化,因此产品中还存在部分不饱和双键,选择性氢化在润滑油合成领域有着巨大应用前景。选择性氢化可将天然油脂中的多不饱和脂肪酸,如亚麻酸、亚油酸等,转变成单不饱和脂肪酸,这样不会影响润滑油低温性能。

 

• 聚合法（加成反应）：二聚反应和三聚反应等低聚反应也是对不饱和双键进行改性的途径，这个过程涉及两个或是更多脂肪酸分子聚合在一起。工业上合成二聚羧酸和三聚脂肪酸的方法是在催化剂作用下, 在210-250℃进行聚合,形成C36二羧酸,C54三聚脂肪酸或是C18 单聚脂肪酸,主要用于润滑油、热胶、油印和环氧硬化剂。

 

• 酯交换法(酯化或是酯交换制备多元醇酯)：利用植物油制备多元醇酯主要是两个途径 , 一是从油脂制得脂肪酸，然后与多元醇进行酯化；二是将油脂转变为甲酯后，与多元醇进行酯交换得到多元醇支链脂肪酸酯；产品倾点低于-53℃，分解温度高达340℃，粘度指数155，非常适于高性能润滑油，并且不饱和度越高产品低温性能越好。具有很好的冷稳定性、耐摩擦、耐磨损性能,以及很好的抗氧化性能,并且这种酯类润滑剂具有很好的生物降解性能。

 

目前植物油基润滑剂主要应用于航模用油、发动机油、齿轮油(锯链油)、食品工业用油、金属加工用油(乳化油、切削油)、液压油、润滑脂等各个方面。

德瑞化学工业有限公司应用于绿色润滑剂的产品：

产品编号	产品名称	原料种类	生产工艺	外观	酸值 MgKOH/g	粘度 Mpa.s/25℃
JC1020	聚合油	亚麻油	聚合法	浅黄色透明液体	≤5	1500±500
JC2030	聚合油	亚麻油	聚合法	浅黄色透明液体	≤10	2500±500
JC4050	聚合油	亚麻油	聚合法	浅黄色透明液体	≤15	4500±500
1104	酯化油	大豆油	酯交换法	浅黄色透明液体	≤15	3500±500
JC117B	酯化油	大豆油	酯交换法	浅黄色透明液体	≤15	15000±5000

天然环保植物油用于润滑剂的主要优点：

1.天然环保,资源可再生，原料资源充沛，生物降解性好，固体含量高，不含有机溶剂。

2.环保性优异，不含重金属，增塑剂，通过ROHS、REACH环保检测。

3.润滑性佳，粘温指数高，粘温性能好，对金属基材吸附性好，具有良好的减振抗摩性能，氧化安定性好，低温稳定性好。

4.价格优势明显，相容性好，挥发性低，应用广泛，发展前景广阔。

 

四、植物油基金属加工乳化油(切削油)的制备

    植物油具有润滑性能好、粘度指数高、挥发度低、无毒、生物降解率高、可回收利用，避免了环境污染危害等优良特性，解决了石油矿藏短缺的问题，让其作为金属加工液的基础油液可使工艺处理能耗低、环境扩散少、价廉、资源可再生，绿色环保，是目前环境友好型绿色金属加工液基础油的首选。

    基金属加工乳化油以植物油为基础油，具有独特的润滑性能和冷却性能，可以延长刀具寿命，提高工件表面光洁度，改善机床的使用寿命，降低加工成本，提高生产效率。植物油基金属加工乳化油适应性广，可以用于铸铁、铝合金、合金钢等黑色金属和有色金属的切削加工。

    我们根据金属加工乳化油产品外观、气味、价格、原材料来源难易程度以及与添加剂配伍性等，以及在产品稳定性、腐蚀防锈性、极压抗磨剂、抗氧化性能和抑菌性等综合性能指标，将其配制成5%的水稀释液，得到产品典型配方如下：

    1.JC2030/1104植物油: 45%;     2.多元醇: 10%;

    3.硫化脂肪酸酯: 5%;           4.复合防腐防锈添加剂: 15%;

    5.复合抗氧化剂: 2%;           6.复合乳化剂: 20%;

    7.复合杀菌剂: 2%;             8.其他助剂: 1%;

                         合计质量：100%