本發(fā)明涉及一種環(huán)境友好型抗磨液壓油的制備方法，屬于液壓油技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
液壓油就是利用液體壓力能的液壓系統(tǒng)使用的液壓介質(zhì)，在液壓系統(tǒng)中起著能量傳遞、抗磨、系統(tǒng)潤滑、防腐、防銹、冷卻等作用。對(duì)于液壓油來說，首先應(yīng)滿足液壓裝置在工作溫度下與啟動(dòng)溫度下對(duì)液體粘度的要求，由于液壓油的粘度變化直接與液壓動(dòng)作、傳遞效率和傳遞精度有關(guān)，還要求油的粘溫性能和剪切安定性應(yīng)滿足不同用途所提出的各種需求。
環(huán)境是人類及其他生命賴以生存的基礎(chǔ)。液壓系統(tǒng)的泄漏，大量的液壓油進(jìn)入環(huán)境，造成嚴(yán)重的污染。因而，可生物降解液壓油的開發(fā)受到極大的關(guān)注?？缮锝到庖簤河陀址Q為環(huán)境友好型液壓油，即指油品必須滿足液壓系統(tǒng)使用性能要求，且其自身及耗損產(chǎn)物又具有生態(tài)效應(yīng)，包括：可生物降解性、生態(tài)毒性、可再生等。
在歐洲和北美，20多年前就開始有力地推進(jìn)可生物降解液壓油研究和應(yīng)用，特別是在北歐、德國、瑞士及奧地利，對(duì)可生物降解液壓油非常重視，并制定了環(huán)保法規(guī)來限制部分礦物油的使用。可生物降解液壓油的產(chǎn)量增長很快，需求量逐年上升，如Mobil、BP等公司推出的可生物降解液壓油，占其液壓油總量10%。在國內(nèi)，可生物降解液壓油的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)尚未制定，但隨著時(shí)代的發(fā)展，研制可生物降解液壓油是發(fā)展的必然趨勢(shì)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是：針對(duì)傳統(tǒng)磷酸酯型抗磨液壓油環(huán)境友好性差，廢棄后在環(huán)境中會(huì)長期積累和富集，并對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染的問題，提供了一種以改性大豆油為基礎(chǔ)油，添加改性納米氧化鋁制備得到環(huán)境友好型抗磨液壓油的方法，本發(fā)明首先將大豆油冷凍處理去除低溫下易結(jié)晶的成分，再利用高錳酸鉀和冰醋酸催化大豆油中油酸發(fā)生氧化反應(yīng)，并將生成的短鏈羧酸與正丁醇發(fā)生酯化反應(yīng)，經(jīng)干燥后制得2號(hào)干燥油液，最后與硅烷偶聯(lián)劑改性的納米氧化鋁混合，并添加茶皂素等助劑，制得環(huán)境友好型抗磨液壓油。本發(fā)明以大豆油為原料，經(jīng)改性以提高其工作過程中的穩(wěn)定性，并利用硅烷偶聯(lián)劑改性納米氧化鋁，以提高納米氧化鋁在基礎(chǔ)油中的分散穩(wěn)定性能，所得液壓油使用廢棄后可生物降解，對(duì)環(huán)境友好，有效解決了傳統(tǒng)磷酸酯型液壓油廢棄后對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染的問題。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
（1）量取300～500mL大豆油，倒入燒杯中，再將燒杯置于冰箱中，于溫度為-15～-12℃條件下，冷藏2～4h，過濾，去除濾渣，收集得濾液，并將所得濾液轉(zhuǎn)入帶滴液漏斗的三口燒瓶中，再向三口燒瓶中加入300～400mL去離子水，30～50g高錳酸鉀，隨后將三口燒瓶置于數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器中，調(diào)節(jié)溫度至50～55℃，攪拌轉(zhuǎn)速至400～600r/min，在恒溫?cái)嚢锠顟B(tài)下，通過滴液漏斗向三口燒瓶中滴加60～80mL冰醋酸，控制在10～15min內(nèi)滴完；
（2）待滴加完畢，繼續(xù)恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)2～4h，再將三口燒瓶中物料倒入燒杯中，靜置分層，去除水層，收集得1號(hào)油液，再向1號(hào)油液中加入30～40g無水氯化鈣，用玻璃棒攪拌混合10～15min后，過濾，收集濾液，得1號(hào)干燥油液；
（3）依次量取100～150mL上述所得1號(hào)干燥油液，80～120mL正丁醇，倒入四口燒瓶中，并將四口燒瓶置于數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器中，于溫度為75～80℃，轉(zhuǎn)速為600～800r/min條件下，恒溫?cái)嚢杌旌?0～15min，隨后通過滴液漏斗向四口燒瓶中滴加10～15mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95～98%硫酸，繼續(xù)恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)2～4h；
（4）待反應(yīng)結(jié)束，靜置分層，去除水層，收集得2號(hào)油液，再向2號(hào)油液中加入10～15g無水氯化鈣，用玻璃棒攪拌混合10～15min后，過濾，收集濾液，得2號(hào)干燥油液，備用；
（5）依次量取200～300mL無水乙醇，8～12mL硅烷偶聯(lián)劑KH-570，倒入燒杯中，滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8～10%鹽酸，調(diào)節(jié)pH至3.8～4.0，再將燒杯置于數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器中，于溫度為55～60℃，轉(zhuǎn)速為300～500r/min，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)60～80min，再加入8～10g納米氧化鋁，繼續(xù)恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)80～90min，過濾，收集濾餅，并用甲苯洗滌3～5次，隨后將濾餅轉(zhuǎn)入烘箱中，于溫度為105～110℃條件下干燥至恒重，得改性納米氧化鋁；
（6）按重量份數(shù)計(jì)，在混料機(jī)中依次加入100～120份步驟（4）備用2號(hào)干燥油液，6～8份上述所得改性納米氧化鋁，8～10份聚異丁烯，6～8份苯并三氮唑，9～12份茶皂素，3～5份單硬脂酸甘油酯，4～6份乙二胺四乙酸，于溫度為55～60℃，轉(zhuǎn)速為600～800r/min條件下，恒溫?cái)嚢杌旌?5～60min，出料，灌裝，即得環(huán)境友好型抗磨液壓油。
本發(fā)明的應(yīng)用方法：抽空挖掘機(jī)液壓油箱內(nèi)的液壓油，拆下液壓油箱及液壓泵下面的放油堵，放凈內(nèi)部殘留的液壓油后安裝好放油堵，清洗液壓油箱，更換回油、吸油、先導(dǎo)和泄油濾芯，更換液壓油箱蓋上的呼吸器，隨后添加本發(fā)明制備的環(huán)境友好型抗磨液壓油，使液壓油液面升至距油箱頂部200～210mm，停止加油，即可。經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明所得環(huán)境友好型抗磨液壓油40℃運(yùn)動(dòng)粘度為43.65～45.70mm2·s-1，粘度指數(shù)為125～140，且潤滑性好、無毒，生物降解性好，對(duì)環(huán)境無害，同時(shí)可使液壓元件的使用壽命延長2～3年。
本發(fā)明的有益效果是：
（1）本發(fā)明制得的抗磨液壓油抗磨性好，極壓性優(yōu)良，冷卻性能好，在使用過程中，納米氧化鋁可吸附于零件表面，起到防腐及防銹效果；
（2）本發(fā)明制備的抗磨液壓油成分配比科學(xué)合理，生產(chǎn)的液壓油為可降解產(chǎn)品，對(duì)環(huán)境友好，具有廣闊的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施方式
量取300～500mL大豆油，倒入燒杯中，再將燒杯置于冰箱中，于溫度為-15～-12℃條件下，冷藏2～4h，過濾，去除濾渣，收集得濾液，并將所得濾液轉(zhuǎn)入帶滴液漏斗的三口燒瓶中，再向三口燒瓶中加入300～400mL去離子水，30～50g高錳酸鉀，隨后將三口燒瓶置于數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器中，調(diào)節(jié)溫度至50～55℃，攪拌轉(zhuǎn)速至400～600r/min，在恒溫?cái)嚢锠顟B(tài)下，通過滴液漏斗向三口燒瓶中滴加60～80mL冰醋酸，控制在10～15min內(nèi)滴完；待滴加完畢，繼續(xù)恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)2～4h，再將三口燒瓶中物料倒入燒杯中，靜置分層，去除水層，收集得1號(hào)油液，再向1號(hào)油液中加入30～40g無水氯化鈣，用玻璃棒攪拌混合10～15min后，過濾，收集濾液，得1號(hào)干燥油液；依次量取100～150mL上述所得1號(hào)干燥油液，80～120mL正丁醇，倒入四口燒瓶中，并將四口燒瓶置于數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器中，于溫度為75～80℃，轉(zhuǎn)速為600～800r/min條件下，恒溫?cái)嚢杌旌?0～15min，隨后通過滴液漏斗向四口燒瓶中滴加10～15mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95～98%硫酸，繼續(xù)恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)2～4h；待反應(yīng)結(jié)束，靜置分層，去除水層，收集得2號(hào)油液，再向2號(hào)油液中加入10～15g無水氯化鈣，用玻璃棒攪拌混合10～15min后，過濾，收集濾液，得2號(hào)干燥油液；依次量取200～300mL無水乙醇，8～12mL硅烷偶聯(lián)劑KH-570，倒入燒杯中，滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8～10%鹽酸，調(diào)節(jié)pH至3.8～4.0，再將燒杯置于數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器中，于溫度為55～60℃，轉(zhuǎn)速為300～500r/min，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)60～80min，再加入8～10g納米氧化鋁，繼續(xù)恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)80～90min，過濾，收集濾餅，并用甲苯洗滌3～5次，隨后將濾餅轉(zhuǎn)入烘箱中，于溫度為105～110℃條件下干燥至恒重，得改性納米氧化鋁；按重量份數(shù)計(jì)，在混料機(jī)中依次加入100～120份2號(hào)干燥油液，6～8份上述所得改性納米氧化鋁，8～10份聚異丁烯，6～8份苯并三氮唑，9～12份茶皂素，3～5份單硬脂酸甘油酯，4～6份乙二胺四乙酸，于溫度為55～60℃，轉(zhuǎn)速為600～800r/min條件下，恒溫?cái)嚢杌旌?5～60min，出料，灌裝，即得環(huán)境友好型抗磨液壓油。
實(shí)例1
量取300mL大豆油，倒入燒杯中，再將燒杯置于冰箱中，于溫度為-12℃條件下，冷藏2h，過濾，去除濾渣，收集得濾液，并將所得濾液轉(zhuǎn)入帶滴液漏斗的三口燒瓶中，再向三口燒瓶中加入300mL去離子水，30g高錳酸鉀，隨后將三口燒瓶置于數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器中，調(diào)節(jié)溫度至50℃，攪拌轉(zhuǎn)速至400r/min，在恒溫?cái)嚢锠顟B(tài)下，通過滴液漏斗向三口燒瓶中滴加60mL冰醋酸，控制在10內(nèi)滴完；待滴加完畢，繼續(xù)恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)2h，再將三口燒瓶中物料倒入燒杯中，靜置分層，去除水層，收集得1號(hào)油液，再向1號(hào)油液中加入30g無水氯化鈣，用玻璃棒攪拌混合10min后，過濾，收集濾液，得1號(hào)干燥油液；依次量取100mL上述所得1號(hào)干燥油液，80mL正丁醇，倒入四口燒瓶中，并將四口燒瓶置于數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器中，于溫度為75℃，轉(zhuǎn)速為600r/min條件下，恒溫?cái)嚢杌旌?0min，隨后通過滴液漏斗向四口燒瓶中滴加10mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%硫酸，繼續(xù)恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)2h；待反應(yīng)結(jié)束，靜置分層，去除水層，收集得2號(hào)油液，再向2號(hào)油液中加入10g無水氯化鈣，用玻璃棒攪拌混合10min后，過濾，收集濾液，得2號(hào)干燥油液；依次量取200mL無水乙醇，8mL硅烷偶聯(lián)劑KH-570，倒入燒杯中，滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%鹽酸，調(diào)節(jié)pH至3.8，再將燒杯置于數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器中，于溫度為55℃，轉(zhuǎn)速為300r/min，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)60min，再加入8g納米氧化鋁，繼續(xù)恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)80min，過濾，收集濾餅，并用甲苯洗滌3次，隨后將濾餅轉(zhuǎn)入烘箱中，于溫度為105℃條件下干燥至恒重，得改性納米氧化鋁；按重量份數(shù)計(jì)，在混料機(jī)中依次加入100份2號(hào)干燥油液，6份上述所得改性納米氧化鋁，8份聚異丁烯，6份苯并三氮唑，9份茶皂素，3份單硬脂酸甘油酯，4份乙二胺四乙酸，于溫度為55℃，轉(zhuǎn)速為600r/min條件下，恒溫?cái)嚢杌旌?5min，出料，灌裝，即得環(huán)境友好型抗磨液壓油。
抽空挖掘機(jī)液壓油箱內(nèi)的液壓油，拆下液壓油箱及液壓泵下面的放油堵，放凈內(nèi)部殘留的液壓油后安裝好放油堵，清洗液壓油箱，更換回油、吸油、先導(dǎo)和泄油濾芯，更換液壓油箱蓋上的呼吸器，隨后添加本發(fā)明制備的環(huán)境友好型抗磨液壓油，使液壓油液面升至距油箱頂部200mm，停止加油，即可。經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明所得環(huán)境友好型抗磨液壓油40℃運(yùn)動(dòng)粘度為43.65mm2·s-1，粘度指數(shù)為125，且潤滑性好、無毒，生物降解性好，對(duì)環(huán)境無害，同時(shí)可使液壓元件的使用壽命延長2年。
實(shí)例2
量取500mL大豆油，倒入燒杯中，再將燒杯置于冰箱中，于溫度為-15℃條件下，冷藏4h，過濾，去除濾渣，收集得濾液，并將所得濾液轉(zhuǎn)入帶滴液漏斗的三口燒瓶中，再向三口燒瓶中加入400mL去離子水，50g高錳酸鉀，隨后將三口燒瓶置于數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器中，調(diào)節(jié)溫度至55℃，攪拌轉(zhuǎn)速至600r/min，在恒溫?cái)嚢锠顟B(tài)下，通過滴液漏斗向三口燒瓶中滴加80mL冰醋酸，控制在15min內(nèi)滴完；待滴加完畢，繼續(xù)恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)4h，再將三口燒瓶中物料倒入燒杯中，靜置分層，去除水層，收集得1號(hào)油液，再向1號(hào)油液中加入40g無水氯化鈣，用玻璃棒攪拌混合15min后，過濾，收集濾液，得1號(hào)干燥油液；依次量取150mL上述所得1號(hào)干燥油液，120mL正丁醇，倒入四口燒瓶中，并將四口燒瓶置于數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器中，于溫度為80℃，轉(zhuǎn)速為800r/min條件下，恒溫?cái)嚢杌旌?5min，隨后通過滴液漏斗向四口燒瓶中滴加15mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%硫酸，繼續(xù)恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)4h；待反應(yīng)結(jié)束，靜置分層，去除水層，收集得2號(hào)油液，再向2號(hào)油液中加入15g無水氯化鈣，用玻璃棒攪拌混合15min后，過濾，收集濾液，得2號(hào)干燥油液；依次量取300mL無水乙醇，12mL硅烷偶聯(lián)劑KH-570，倒入燒杯中，滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%鹽酸，調(diào)節(jié)pH至4.0，再將燒杯置于數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器中，于溫度為60℃，轉(zhuǎn)速為500r/min，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)80min，再加入10g納米氧化鋁，繼續(xù)恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)90min，過濾，收集濾餅，并用甲苯洗滌5次，隨后將濾餅轉(zhuǎn)入烘箱中，于溫度為110℃條件下干燥至恒重，得改性納米氧化鋁；按重量份數(shù)計(jì)，在混料機(jī)中依次加入120份2號(hào)干燥油液，8份上述所得改性納米氧化鋁，10份聚異丁烯，8份苯并三氮唑，12份茶皂素，5份單硬脂酸甘油酯，6份乙二胺四乙酸，于溫度為60℃，轉(zhuǎn)速為800r/min條件下，恒溫?cái)嚢杌旌?0min，出料，灌裝，即得環(huán)境友好型抗磨液壓油。
抽空挖掘機(jī)液壓油箱內(nèi)的液壓油，拆下液壓油箱及液壓泵下面的放油堵，放凈內(nèi)部殘留的液壓油后安裝好放油堵，清洗液壓油箱，更換回油、吸油、先導(dǎo)和泄油濾芯，更換液壓油箱蓋上的呼吸器，隨后添加本發(fā)明制備的環(huán)境友好型抗磨液壓油，使液壓油液面升至距油箱頂部210mm，停止加油，即可。經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明所得環(huán)境友好型抗磨液壓油40℃運(yùn)動(dòng)粘度為45.70mm2·s-1，粘度指數(shù)為140，且潤滑性好、無毒，生物降解性好，對(duì)環(huán)境無害，同時(shí)可使液壓元件的使用壽命延長3年。
實(shí)例3
量取400mL大豆油，倒入燒杯中，再將燒杯置于冰箱中，于溫度為-14℃條件下，冷藏3h，過濾，去除濾渣，收集得濾液，并將所得濾液轉(zhuǎn)入帶滴液漏斗的三口燒瓶中，再向三口燒瓶中加入350mL去離子水，40g高錳酸鉀，隨后將三口燒瓶置于數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器中，調(diào)節(jié)溫度至53℃，攪拌轉(zhuǎn)速至500r/min，在恒溫?cái)嚢锠顟B(tài)下，通過滴液漏斗向三口燒瓶中滴加70mL冰醋酸，控制在13min內(nèi)滴完；待滴加完畢，繼續(xù)恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)3h，再將三口燒瓶中物料倒入燒杯中，靜置分層，去除水層，收集得1號(hào)油液，再向1號(hào)油液中加入35g無水氯化鈣，用玻璃棒攪拌混合13min后，過濾，收集濾液，得1號(hào)干燥油液；依次量取125mL上述所得1號(hào)干燥油液，100mL正丁醇，倒入四口燒瓶中，并將四口燒瓶置于數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器中，于溫度為78℃，轉(zhuǎn)速為700r/min條件下，恒溫?cái)嚢杌旌?3min，隨后通過滴液漏斗向四口燒瓶中滴加13mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97%硫酸，繼續(xù)恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)3h；待反應(yīng)結(jié)束，靜置分層，去除水層，收集得2號(hào)油液，再向2號(hào)油液中加入13g無水氯化鈣，用玻璃棒攪拌混合13min后，過濾，收集濾液，得2號(hào)干燥油液；依次量取250mL無水乙醇，10mL硅烷偶聯(lián)劑KH-570，倒入燒杯中，滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%鹽酸，調(diào)節(jié)pH至3.9，再將燒杯置于數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器中，于溫度為58℃，轉(zhuǎn)速為400r/min，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)70min，再加入9g納米氧化鋁，繼續(xù)恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)85min，過濾，收集濾餅，并用甲苯洗滌4次，隨后將濾餅轉(zhuǎn)入烘箱中，于溫度為108℃條件下干燥至恒重，得改性納米氧化鋁；按重量份數(shù)計(jì)，在混料機(jī)中依次加入110份2號(hào)干燥油液，7份上述所得改性納米氧化鋁，9份聚異丁烯，7份苯并三氮唑，11份茶皂素，4份單硬脂酸甘油酯，5份乙二胺四乙酸，于溫度為58℃，轉(zhuǎn)速為700r/min條件下，恒溫?cái)嚢杌旌?8min，出料，灌裝，即得環(huán)境友好型抗磨液壓油。
抽空挖掘機(jī)液壓油箱內(nèi)的液壓油，拆下液壓油箱及液壓泵下面的放油堵，放凈內(nèi)部殘留的液壓油后安裝好放油堵，清洗液壓油箱，更換回油、吸油、先導(dǎo)和泄油濾芯，更換液壓油箱蓋上的呼吸器，隨后添加本發(fā)明制備的環(huán)境友好型抗磨液壓油，使液壓油液面升至距油箱頂部205mm，停止加油，即可。經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明所得環(huán)境友好型抗磨液壓油40℃運(yùn)動(dòng)粘度為44.65mm2·s-1，粘度指數(shù)為130，且潤滑性好、無毒，生物降解性好，對(duì)環(huán)境無害，同時(shí)可使液壓元件的使用壽命延長3年。