一种利用废齿轮油制备的润滑脂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用废齿轮油制备的多功能润滑脂，是由下述重量百分比的原料制成的：深度处理的废齿轮油32~45%、高碱值磺酸钙30~44%、十二羟基硬脂酸/烷基苯磺酸4~8%、转化剂6~10%、水6~13%、硼酸0.8~3.2%、极压抗磨剂0.5~1.5%、氢氧化钙0.6~1.5%、抗氧剂0.1~1.6%、乙丙共聚物/无规则聚丙烯0.2~1.2%。本发明通过加热、催化，将有害物质转化为可皂化的原料，并通过改进的润滑脂生产工艺，生产合格的润滑脂产品，从而实现资源再生，减少对废齿轮油对环境的危害，提高资源再利用率，该方法解决了目前国内废油处理过程中能耗高，废水，废渣处理难度大，对环境污染大难题。
【专利说明】一种利用废齿轮油制备的润滑脂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于润滑脂制备【技术领域】，具体涉及一种利用废齿轮油制备的润滑脂及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 2011中国润滑油需求总量已达680万吨，占世界消费总量4000万吨的17%，占亚 洲总量1130万吨的60%，已超过俄罗斯成为世界第二润滑油消费大国。随着我国经济的 持续发展，对润滑油的需求量越来越大，但废弃的润滑油也越来越多，对环境的压力越来越 大。废油回收再利用，实现资源再生意义重大。目前国外最先进的为加氢技术，实现废油再 生。但我国油源分散，废油品种多，质量不稳定，再加上我国加氢技术基础研宄不足，技术落 后，该技术并不适合我国推广应用。目前国内使用最普遍的仍是酸、碱和白土处理工艺，其 产生的废水和废渣处理难度大，对环境危害很大。溶剂精制再生技术存在着溶剂回收能耗 大，热稳定性差的问题。在低能耗，减少污染条件下，如何实现废油资源再生，意义重大。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是针对酸、碱和白土处理工艺，其产生的废水和废渣 处理难度大，对环境危害很大；溶剂精制再生技术存在着溶剂回收能耗大，热稳定性差的问 题，提供一种利用废齿轮油制备的润滑脂及其制备方法，通过对废齿轮油深度净化，加热、 催化，将有害物质转化为有用物质，通过改进的润滑脂生产工艺，生产润滑脂，实现资源回 收再利用，减少废齿轮油对环境的危害，提高资源再利用率。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案： 一种利用废齿轮油制备的多功能润滑脂，它是由下述重量百分比的原料制成的：深度 处理的废齿轮油32~45%、高碱值磺酸钙30~44%、十二羟基硬脂酸/烷基苯磺酸4~8%、转 化剂6~10%、水6~13%、硼酸0. 8~3. 2%、极压抗磨剂0. 5~1. 5%、氢氧化钙0. 6~1. 5%、抗氧剂 0. 1~1. 6%、乙丙共聚物/无规则聚丙烯0. 2~1. 2%。
[0005] 一种利用废齿轮油制备多功能润滑脂的方法，步骤如下： (1) 将深度处理的废齿轮油和高碱值磺酸钙一起加入到反应容器中，加热到60~80°c， 恒温搅拌30min ; (2) 在步骤（1)所得的混合物中加入十二羟基硬脂酸/烷基苯磺酸，在60~80°C条件下 恒温搅拌至完全溶解，加入转化剂和水，在70~90°C的条件下恒温搅拌反应3~5个小时至反 应完全； (3) 将步骤（2)所得物料加热到105~115°C，加入用热水溶化的硼酸和氢氧化妈，恒温 皂化反应1小时； (4) 将步骤（3)所得物料加热到140~160°C，恒温1. 5~2. 5小时，以脱除物料中的未除 去的水分，继续升温到190~220°C，恒温6~10min，进行高温炼制； (5) 将步骤（4)所得物料急速冷却降温到140~115°C，加入抗氧剂和极压抗磨剂； (6) 将步骤（5)所得物料冷却降温到135~110°C，加入乙丙共聚物/无规则聚丙烯； (7) 将步骤（6)所得物料进行高压剪切、均质和真空脱气，然后对成品进行检测，包装。
[0006] 所述步骤（1)中废齿轮油的处理方法如下：将回收的废齿轮油加热、沉降、离心分 离、精滤、高真空闪蒸、添加齿轮润滑剂，将醛类、酮类、醇类、过氧化物等含氧有机物转化为 羧酸类物质。
[0007] 所述步骤（1)深度处理的废齿轮油40°C黏度为100~500mm2/s，高碱值磺酸钙的碱 值为 300~500mg KOH/g。
[0008] 所述步骤（2)中的转化剂为乙醇、乙二醇、丙三醇、冰醋酸和乙二酸按照质量比为 30 :20 :20 :15 :15混合而成。所述步骤（4)中的极压抗磨剂为磷酸三苯酯或硫化异丁烯中 的至少一种。
[0009] 所述步骤（4)中的抗氧剂为二苯胺或N-苯基-a萘胺中的至少一种。
[0010] 所述步骤（6)中的增粘剂为乙丙共聚物或无规则聚丙烯中的至少一种。
[0011] 本发明的有益效果：（1)本发明通过加热、催化，将有害物质转化为可皂化的原 料，并通过改进的润滑脂生产工艺，生产合格的润滑脂产品，从而实现资源再生，减少对废 齿轮油对环境的危害，提高资源再利用率；（2)在热、催化剂作用下，将废齿轮油中、醛类、 酮类、醇类、过氧化物等含氧有机物转化为羧酸类物质；（2)在废齿轮油经过深度精滤基础 上，添加齿轮润滑剂，恢复油品损失的指标；（3)在碱作用下，将各种有机酸和无机酸转化 为皂盐，做为脂的骨架结构；（4)在转化剂作用下，将牛顿流体转化为非牛顿流体，和复合 皂的共同作用下，将深度处理和转化后的齿轮油卷吸进非牛顿流体和复合皂骨架网络中， 添加各种添加剂，生成高性能润滑脂；（5)该方法解决了目前国内废油处理过程中能耗高， 废水，废渣处理难度大，对环境污染大难题。
【具体实施方式】
[0012] 实施例1 本实施例的利用废齿轮油制备润滑脂的方法如下： 过程(一）：齿轮油的深度净化、转化，步骤如下： (1)将回收的废齿轮油加热，温度控制在60°C以下，搅拌均匀，用正电中和润滑油杂质 离子所带的负电荷，以消除静电斥力，利于杂质颗粒沉降和水的分离。沉降时间以不小于4 小时，初步切除其中的大颗粒杂质和水分。
[0013] (2)将步骤（1)所得齿轮油经过高速离心机多次循环离心分离，以除去中等颗粒杂 质和微量水分，循环离心分离次数要根据废齿轮油杂质和水分含量而定，最少不低于4次； (3 )将步骤（2 )所得齿轮油经过五级深度精滤，以脱除以上两个步骤未脱出的微量杂质 和胶质物等杂质，五级过滤，分为微孔滤网一级过滤，加强滤纸二级、三级板框过滤，高分子 薄膜滤芯四级、五级过滤； (4) 经过以上3个步骤，已完全脱除废齿轮油中金属微粒、炭粒、灰尘、油泥、残渣沥青、 胶质物和机械杂质等非理想组分。所得齿轮油再经过高真空闪蒸，脱出油中含的微量水分， 辅以加热，加热温度不超过60°C ; (5) 由步骤（4)所得的齿轮油，添加倍佳功能剂（齿轮润滑剂），恢复油品损失的指标； (6) 由步骤5所得的干净齿轮油，加热到60°C，在催化剂作用下，将醛类、酮类、醇类、过 氧化物等含氧有机物转化为羧酸类物质； 过程(二）：本实施例的废齿轮油制备高性能磺酸钙基润滑脂由下述重量组分的原料制 成：深度处理的废齿轮油35%、高碱值磺酸钙40%、十二羟基硬脂酸：4. 5 %、转化剂8%、水7%、 硼酸1. 2%、磷酸三苯酯0. 6%、氢氧化钙0. 7%、二苯胺1. 3%、乙丙共聚物0. 7%。
[0014] 制备过程如下： (1) 将过程(一）深度净化，转化后的齿轮油（40°C黏度为100~500mm2/s) 360Kg和磺酸钙(碱值为300~500mg KOH/g) 400Kg加入到反应釜中，加热到60°C，恒温 搅拌30min ; (2) 在步骤（1)所得的物料中加入十二羟基硬脂酸45Kg，60°C恒温搅拌，等其完全溶化 后，加入80Kg转化剂（乙醇24Kg、乙二醇16Kg、丙三醇16Kg、冰醋酸12Kg和乙二酸12Kg)和 70Kg水，在70°C条件下恒温搅拌反应5个小时至反应完全； (3) 将步骤（2)所得物料加热到105°C，加入热水溶化的12Kg硼酸和7Kg氢氧化钙，恒 温皂化反应1小时，将十二羟基硬脂酸以及回收处理齿轮油中各种有机酸和无机酸转化为 复合钙皂； (4) 将步骤（3)所得物料加热到140°C，以脱除物料中的未除去的水分，继续升温到 190°C，恒温lOmin，进行高温炼制； (5) 将步骤（4)所得物料急速冷却降温到115°C，加入二苯胺13Kg和磷酸三苯酯6Kg ; (6) 将步骤（5)所得物料冷却降温到110°C，加入乙丙共聚物7Kg ; (7) 将步骤（6)所得物料进行高压剪切、均质和真空脱气，然后对成品进行检测，包装。
[0015] 实施例2 过程(一）：齿轮油的深度净化、转化的工艺步骤同实施例1的过程(一）； 过程(二）：本实施例的废齿轮油制备高性能磺酸钙基润滑脂由下述重量组分的原料制 成：深度处理的废齿轮油32%、高碱值磺酸钙44%、十二羟基硬脂酸5 %、转化剂7. 5%、水6%、 硼酸2. 0%、硫化异丁烯0. 6%、氢氧化钙0. 7%、N-苯基-a萘胺1. 3%、无规则聚丙烯0. 9%。
[0016] 制备过程如下： (1) 将深度净化，转化后的齿轮油320Kg和磺酸钙440Kg加入到反应釜中，加热到80°C， 恒温搅拌30min ; (2) 在步骤（1)所得的物料中加入十二羟基硬脂酸50Kg，80°C恒温搅拌，等其完全溶 化后，加入转化剂75Kg和水60Kg，在90°C，恒温搅拌反应3个小时至反应完全； (3) 将步骤（2)所得物料加热到115°C，加入热水溶化的硼酸20Kg和氢氧化钙70Kg，恒 温皂化反应1小时，将十二羟基硬脂酸以及回收处理齿轮油中各种有机酸和无机酸转化为 复合钙皂； (4) 将步骤（3)所得物料加热到160°C，以脱除物料中的未除去的水分，继续升温到 220°C，恒温6min，进行高温炼制； (5) 将步骤（4)所得物料急速冷却降温到140°C，加入N-苯基-a萘胺13Kg和硫化异 丁稀 6Kg ; (6) 将步骤（5)所得物料冷却降温到135°C，加入无规则聚丙烯9Kg ; (7) 将步骤（6)所得物料进行高压剪切、均质和真空脱气，然后对成品进行检测，包装。
[0017] 实施例3 本实施例的利用废齿轮油制备润滑脂的方法如下： 过程(一）：齿轮油的深度净化、转化的工艺步骤同实施例1的过程(一）； 过程(二）：本实施例的废齿轮油制备高性能磺酸钙基润滑脂由下述重量组分的原料制 成：深度处理的废齿轮油34. 1%、高碱值磺酸钙40%、烷基苯磺酸6 %、转化剂8%、水6. 5%、硼 酸1. 0%、磷酸三苯酯和硫化异丁烯1. 1%、氢氧化钙0. 6%、二苯胺和N-苯基-a萘胺1. 6%、乙 丙共聚物和无规则聚丙烯1. 1%。
[0018] 制备过程如下： (1) 将过程(一）深度净化，转化后的齿轮油341Kg和磺酸钙400Kg加入到反应釜中，加 热到70°C，恒温搅拌30min; (2) 在步骤（1)所得的物料中加入烷基苯磺酸60Kg，70°C恒温搅拌，等其完全溶化后， 加入转化剂80Kg和水65Kg，在80°C，恒温搅拌反应4个小时至反应完全； (3) 将步骤（2)所得物料加热到110°C，加入热水溶化的硼酸10Kg和氢氧化钙7Kg，恒 温皂化反应1小时，将烷基苯磺酸以及回收处理齿轮油中各种有机酸和无机酸转化为复合 钙皂； (4) 将步骤（3)所得物料加热到150°C，以脱除物料中的未除去的水分，继续升温到 200°C，恒温8min，进行高温炼制； (5) 将步骤（4)所得物料急速冷却降温到125°C，加入二苯胺和N-苯基-a萘胺15Kg， 磷酸三苯酯和硫化异丁烯(质量比1:2) llKg ; (6) 将步骤（5)所得物料冷却降温到120°C，加入乙丙共聚物和无规则聚丙烯(质量比 1:1)llKg ； (7) 将步骤（6)所得物料进行高压剪切、均质和真空脱气，然后对成品进行检测，包装。
[0019] 实施例4 本实施例的利用废齿轮油制备润滑脂的方法如下： 过程(一）：齿轮油的深度净化、转化的工艺步骤同实施例1的过程(一）； 过程(二）：本实施例的废齿轮油制备高性能磺酸钙基润滑脂由下述重量组分的原料制 成：深度处理的废齿轮油45%、高碱值磺酸钙30%、烷基苯磺酸8 %、转化剂6%、水6. 9%、硼 酸0. 8%、硫化异丁烯0. 5%、氢氧化钙1. 5%、二苯胺和N-苯基-a萘胺0. 1%、无规则聚丙烯 1. 2%〇
[0020] 制备过程如下： (1) 将过程(一）深度净化，转化后的齿轮油450Kg和磺酸钙300Kg加入到反应釜中，加 热到70°C，恒温搅拌30min; (2) 在步骤（1)所得的物料中加入烷基苯磺酸80Kg，70°C恒温搅拌，等其完全溶化后， 加入转化剂60Kg (乙醇18Kg、乙二醇12Kg、丙三醇12Kg、冰醋酸9Kg和乙二酸9Kg)和水 69Kg，在80°C，恒温搅拌反应4个小时至反应完全； (3) 将步骤（2)所得物料加热到110°C，加入热水溶化的硼酸8Kg和氢氧化钙15Kg，恒 温皂化反应1小时，将烷基苯磺酸和回收处理齿轮油中各种有机酸和无机酸转化为复合钙 皂； (4) 将步骤（3)所得物料加热到150°C，以脱除物料中的未除去的水分，继续升温到 200°C，恒温8min，进行高温炼制； (5) 将步骤（4)所得物料急速冷却降温到125°C，加入二苯胺和N-苯基-a萘胺lKg，硫 化异丁稀，5Kg ; (6) 将步骤（5)所得物料冷却降温到120°C，加入无规则聚丙烯12Kg ; (7) 将步骤（6)所得物料进行高压剪切、均质和真空脱气，然后对成品进行检测，包装。
[0021] 实施例5 本实施例的利用废齿轮油制备润滑脂的方法如下： 过程(一）：齿轮油的深度净化、转化的工艺步骤同实施例1的过程(一）； 过程(二）：本实施例的废齿轮油制备高性能磺酸钙基润滑脂由下述重量组分的原料制 成：深度处理的废齿轮油33%、高碱值磺酸钙32%、十二羟基硬脂酸4 %、转化剂10%、水13%、 硼酸3. 2%、磷酸三苯酯1. 5%、氢氧化钙1. 5%、二苯胺1. 6%、无规则聚丙烯0. 2%。
[0022] 制备过程如下： (1) 将过程(一）深度净化，转化后的齿轮油330Kg和磺酸钙320Kg加入到反应釜中，加 热到75°C，恒温搅拌30min; (2) 在步骤（1)所得的物料中加入十二羟基硬脂酸40Kg，75°C恒温搅拌，等其完全溶化 后，加入转化剂l〇〇Kg和水130Kg，在80°C，恒温搅拌反应3. 5个小时至反应完全； (3) 将步骤（2)所得物料加热到110°C，加入热水溶化的硼酸32Kg和氢氧化钙15Kg，恒 温皂化反应1小时，将十二羟基硬脂酸以及回收处理齿轮油中各种有机酸和无机酸转化为 复合钙皂； (4) 将步骤（3)所得物料加热到155°C，以脱除物料中的未除去的水分，继续升温到 210°C，恒温9min，进行高温炼制； (5) 将步骤（4)所得物料急速冷却降温到130°C，加入二苯胺16Kg和磷酸三苯酯15Kg ; (6) 将步骤（5)所得物料冷却降温到125°C，加入无规则聚丙烯2Kg ; (7) 将步骤（6)所得物料进行高压剪切、均质和真空脱气，然后对成品进行检测，包装。
[0023] 表1为以上三个实施例所得成品理化性能指标。
【权利要求】
1. 一种利用废齿轮油制备的多功能润滑脂，其特征在于它是由下述重量百分比的原料 制成的：深度处理的废齿轮油32~45%、高碱值磺酸钙30~44%、十二羟基硬脂酸/烷基苯磺酸 4~8%、转化剂6~10%、水6~13%、硼酸0. 8~3. 2%、极压抗磨剂0. 5~1. 5%、氢氧化钙0. 6~1. 5%、 抗氧剂〇. 1~1. 6%、乙丙共聚物/无规则聚丙烯0. 2~1. 2%。
2. -种利用废齿轮油制备多功能润滑脂的方法，其特征在于步骤如下： (1) 将深度处理的废齿轮油和高碱值磺酸钙一起加入到反应容器中，加热到60~80°C， 恒温搅拌30min ; (2) 在步骤（1)所得的混合物中加入十二羟基硬脂酸/烷基苯磺酸，在60~80°C条件下 恒温搅拌至完全溶解，加入转化剂和水，在70~90°C的条件下恒温搅拌反应3~5个小时至反 应完全； (3) 将步骤（2)所得物料加热到105~115°C，加入用热水溶化的硼酸和氢氧化妈，恒温 皂化反应1小时； (4) 将步骤（3)所得物料加热到140~160°C，恒温1. 5~2. 5小时，以脱除物料中的未除 去的水分，继续升温到190~220°C，恒温6~10min，进行高温炼制； (5) 将步骤（4)所得物料急速冷却降温到140~115°C，加入抗氧剂和极压抗磨剂； (6) 将步骤（5)所得物料冷却降温到135~110°C，加入乙丙共聚物/无规则聚丙烯； (7) 将步骤（6)所得物料进行高压剪切、均质和真空脱气，然后对成品进行检测，包装。
3. 根据权利要求2所述的利用废齿轮油制备润滑脂的方法，其特征在于：所述步骤（1) 中废齿轮油的处理方法如下：将回收的废齿轮油加热、沉降、离心分离、精滤、高真空闪蒸、 添加齿轮润滑剂，将醛类、酮类、醇类、过氧化物等含氧有机物转化为羧酸类物质。
4. 根据权利要求2所述的利用废齿轮油制备润滑脂的方法，其特征在于：所述步骤（1) 深度处理的废齿轮油40°C黏度为100~500mm2/s，高碱值磺酸钙的碱值为300~500mg KOH/g。
5. 根据权利要求2所述的利用废齿轮油制备高功能性润滑脂的方法，其特征在于：所 述步骤（2)中的转化剂为乙醇、乙二醇、丙三醇、冰醋酸和乙二酸按照质量比为30 :20 :20 : 15 :15混合而成。
6. 根据权利要求2所述的利用废齿轮油制备高功能性润滑脂的方法，其特征在于：所 述步骤（4)中的极压抗磨剂为磷酸三苯酯或硫化异丁烯中的至少一种。
7. 根据权利要求2所述的利用废齿轮油制备润滑脂的方法，其特征在于：所述步骤（4) 中的抗氧剂为二苯胺或N-苯基-a萘胺中的至少一种。
8. 根据权利要求2所述的利用废齿轮油制备润滑脂的方法，其特征在于：所述步骤（6) 中的增粘剂为乙丙共聚物或无规则聚丙烯中的至少一种。
【文档编号】C10N30/06GK104450082SQ201410658282
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月19日 优先权日:2014年11月19日
【发明者】胡纪根, 赵淑玲, 李常馥, 王奇 申请人:河南倍佳润滑科技股份有限公司