[发明专利]一种基于黑水虻油脂的环境友好型抗磨添加剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种基于黑水虻油脂的环境友好型抗磨添加剂及其制备方法，所述抗磨添加剂由黑水虻油脂经转酯化反应、硫化反应得到。本发明提供的基于黑水虻油脂的环境友好型抗磨添加剂具有优异的高温抗氧化性、低温流动性以及生物可降解性，其在100℃下的运动黏度为64.5～66.7mm²/s，倾点为‑15℃，最大无卡咬负荷P_B值为1254N，烧结负荷P_D值为3087N，旋转氧弹时间为35～38min。

技术领域

本发明属于以反应产物为特征的润滑组合物，具体涉及一种基于黑水虻油脂的环境友好型抗磨添加剂及其制备方法。

背景技术

近年来，我国金属加工液市场需求持续增长。金属加工液根据用途不同可分为金属成型液、金属切削液、金属防护液和金属处理液四大类，其中抗磨剂是金属加工液中的主要成份，其作用为在金属接触表面形成保护膜降低摩擦磨损。

抗磨剂分子结构中含有硫、磷、氯等活性元素，可以与金属表面发生化学反应形成保护膜来实现对摩擦副的保护作用。其中含硫抗磨剂主要包括硫化动植物油、硫化烃、硫代酯、多硫化物等。国内外以前大量使用硫化鲸鱼油作为油性剂，鲸鱼油经过一系列化学改性而制成各种工业用途的润滑剂和极压剂、油性剂，具有优异的润滑性能，曾被广泛地用于自动传动液、金属加工液、工业齿轮油和各种液压油等油品中。《全球禁止捕鲸公约》通过后，各国大力发展硫化鲸鱼油的代替品，国内外先后研制了硫化烯烃、硫化棉籽油、硫化酯等产品。

CN1176068C、CN103923062A等专利公开报告了硫化异丁烯以及衍生物的制备方法，这类含有活性硫的抗磨添加剂具有超过40％的硫含量以及优异的抗磨性能，目前广泛应用于齿轮油的配方体系中。然而，硫化异丁烯具有强烈的气味且生产过程中会产生大量废水，不符合新一代环保型抗磨剂的发展要求。基于植物油直接硫化得到的硫化棉籽油、硫化酯等含硫抗磨剂虽然具有良好的生物降解性，但是，较差的高温抗氧性导致产生严重的油泥和积碳，较差的低温流动性导致产品无法快速到达摩擦副表面实现润滑作用，这些劣势限制了这类产品的应用。相对于植物而言，昆虫具有较短的生长周期，繁殖迅速，生物量大，饲养成本低的优点，具有非常良好的资源化利用前景，但目前基于昆虫油脂的抗磨材料应用研究较少。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种基于黑水虻油脂的环境友好型抗磨添加剂及其制备方法，该抗磨剂具有优异的高温抗氧化性、低温流动性以及生物可降解性。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

提供一种基于黑水虻油脂的环境友好型抗磨添加剂，所述抗磨添加剂由黑水虻油脂经转酯化反应、硫化反应得到。

按上述方案，所述环境友好型抗磨添加剂在100℃下的运动黏度为64.5～66.7mm²/s，倾点为-15℃，最大无卡咬负荷P_B值为1254N，烧结负荷P_D值为3087N，旋转氧弹时间为35～38min。

按上述方案，所述黑水虻油脂为7-10日龄黑水虻幼虫中提取的油脂。黑水虻幼虫经干燥、萃取、脱酸、脱色工艺即可得到黑水虻油脂，提取工艺参见：J Am OilChem Soc(2020)97:1243–1251。

本发明还包括上述基于黑水虻油脂的环境友好型抗磨添加剂的制备方法，具体步骤如下：

1)以黑水虻油脂和短链醇为原料，在硫酸作为催化剂的条件下进行转酯化反应，反应结束后静置至反应液分层，收集上层油状产物；

2)向步骤1)所得油状产物中加入催化剂，在氮气保护下加入升华硫进行硫化反应，反应结束后冷却至50～55℃进行抽滤，除去固体杂质后得到深色粘稠液体，即基于黑水虻油脂的环境友好型抗磨添加剂。