[发明专利]一种环境友好合成润滑油及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种润滑油，特别是涉及一种环境友好合成润滑油及其制备方法。

背景技术

润滑油是用在各种类型机械上以减少摩擦，保护机械及加工件的液体润滑剂，主要起润滑、冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用，根据其来源和组成可分为天然油脂（即动、植物油脂）、矿物基润滑油和合成润滑油。动、植物油脂在数千年前就被用作润滑材料以减轻劳动负荷，其具有良好的润滑性能和负荷承载能力，但易氧化、易水解、易热分解，低温流动性能较差，不能满足快速发展的现代机械工业需求。矿物油由原油提炼而成，化学成分包括高沸点、高分子量烃类和非烃类混合物，是不可再生资源，其生物降解性能差，使用面临着环境和资源的双重压力。

自本世纪30年代末第一代合成酯类润滑油诞生以来，就以其良好的润滑性能和较高的热安定性受到人们的关注。酯类润滑油一般分为单酯、双酯、多元醇酯等。单酯是一元醇和一元脂肪酸形成的酯，其价格相对便宜、粘度低、生物降解性高，但低温流动性差。双酯一般是己二酸、壬二酸或癸二酸的2-乙基已基酯、十二烷二酸的异C_8-13醇酯等，其可在较宽温度范围使用、倾点低、低温性能和润滑性能好，但易降低抗磨剂的抗磨性能，因此需要与抗磨剂匹配使用。多元醇酯（即新戊基多元醇酯）是由具有新戊基的多元醇和一元脂肪酸酯化而成，具有良好的耐热性、抗氧化性及润滑性，但其粘度较小、应用范围有限。

无论是双酯类还是多元醇润滑剂都具备各自独特的优良性能，并能满足一些特殊的使用要求，但各自均存在着一定的缺陷。因此混合各种油品以取长补短以及寻找新型合成润滑油成为使润滑油具有更优良的综合性能的途径。如公开号为CN102300966A的发明专利公开了一种基于多元醇酯的油，其可由可再生资源获得，可用于液压或传动的油以及工业润滑剂中用作润滑基础物或润滑添加剂，其具有较高的粘度指数，但在100℃下的运动粘度较低。

发明内容

本发明的首要目的是针对上述现有技术存在的问题提供一种粘度适中且粘度范围广的环境友好合成润滑油及其制备方法，本发明的合成润滑油无毒、可生物降解、摩擦阻力低、氧化及热安定性好，此外其与橡胶密封材料配伍性好、且抗磨损，应用范围广泛。

为了达到上述目的，本发明一方面提供一种环境友好合成润滑油，其组分包括碳酸直链醇酯、碳酸支链醇酯、碳酸多元醇酯中的一种或多种。

其中，所述碳酸直链醇酯、碳酸支链醇酯、碳酸多元醇酯分别为碳酸二甲酯或碳酸乙烯酯与直链醇、支链醇、多元醇进行酯交换反应制得。

特别是，所述碳酸直链醇酯的分子式为R₁OCOOR₂，其中R₁、R₂为C₁₂-C₁₈直链烃基，优选为直链烷基；所述碳酸支链醇酯的分子式为R₃OCOOR₄，其中R₃、R₄为C₁₂-C₁₈支链烃基，优选为支链烷基；所述碳酸多元醇酯的分子式为R₅OCOOR₆，其中R₅、R₆为季戊四醇、三羟甲基丙烷或新戊烷基乙二醇脱去醇羟基后形成的基团。

尤其是，所述碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯可以通过如下方式以生物质原料进行大规模制备：首先生物质原料如甘蔗、甜菜、甜高梁等糖料作物及木薯、马铃薯、玉米等淀粉作物经直接发酵生成乙醇，乙醇经脱水后生成乙烯，乙烯经氧化后生成环氧乙烷，环氧乙烷与二氧化碳反应可生成碳酸乙烯酯，碳酸乙烯酯再与甲醇进行酯交换反应即制得碳酸二甲酯。

其中，本发明的环境友好合成润滑油作为车用润滑油时，其各组分的质量百分含量分别为：碳酸直链醇酯10-20%，碳酸支链醇酯20-30%，碳酸多元醇酯50-70%；所述各组分中的碳酸直链醇酯、碳酸支链醇酯及碳酸多元醇酯可为单一成分，也可以是多种碳酸醇酯成分的混合物。

特别是，所述车用润滑油主要指用于汽车及摩托车的润滑油品，包括发动机油、液力传动油、齿轮油（手动波箱用）、刹车油、水箱及冷却系统用油、自动波箱油、刹车及离合系统用油等。

其中，本发明的环境友好合成润滑油作为工业润滑油时，其各组分的质量百分含量分别为：碳酸直链醇酯10-20%，碳酸支链醇酯50-70%，碳酸多元醇酯20-30%；所述各组分中的碳酸直链醇酯、碳酸支链醇酯及碳酸多元醇酯可为单一成分，也可以是多种碳酸醇酯成分的混合物。