本发明涉及一种环境友好型抗磨液压油的制备方法，属于液压油技术领域。
背景技术：
液压油就是利用液体压力能的液压系统使用的液压介质，在液压系统中起着能量传递、抗磨、系统润滑、防腐、防锈、冷却等作用。对于液压油来说，首先应满足液压装置在工作温度下与启动温度下对液体粘度的要求，由于液压油的粘度变化直接与液压动作、传递效率和传递精度有关，还要求油的粘温性能和剪切安定性应满足不同用途所提出的各种需求。
环境是人类及其他生命赖以生存的基础。液压系统的泄漏，大量的液压油进入环境，造成严重的污染。因而，可生物降解液压油的开发受到极大的关注。可生物降解液压油又称为环境友好型液压油，即指油品必须满足液压系统使用性能要求，且其自身及耗损产物又具有生态效应，包括：可生物降解性、生态毒性、可再生等。
在欧洲和北美，20多年前就开始有力地推进可生物降解液压油研究和应用，特别是在北欧、德国、瑞士及奥地利，对可生物降解液压油非常重视，并制定了环保法规来限制部分矿物油的使用。可生物降解液压油的产量增长很快，需求量逐年上升，如Mobil、BP等公司推出的可生物降解液压油，占其液压油总量10%。在国内，可生物降解液压油的产品标准尚未制定，但随着时代的发展，研制可生物降解液压油是发展的必然趋势。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题是：针对传统磷酸酯型抗磨液压油环境友好性差，废弃后在环境中会长期积累和富集，并对生态环境造成污染的问题，提供了一种以改性大豆油为基础油，添加改性纳米氧化铝制备得到环境友好型抗磨液压油的方法，本发明首先将大豆油冷冻处理去除低温下易结晶的成分，再利用高锰酸钾和冰醋酸催化大豆油中油酸发生氧化反应，并将生成的短链羧酸与正丁醇发生酯化反应，经干燥后制得2号干燥油液，最后与硅烷偶联剂改性的纳米氧化铝混合，并添加茶皂素等助剂，制得环境友好型抗磨液压油。本发明以大豆油为原料，经改性以提高其工作过程中的稳定性，并利用硅烷偶联剂改性纳米氧化铝，以提高纳米氧化铝在基础油中的分散稳定性能，所得液压油使用废弃后可生物降解，对环境友好，有效解决了传统磷酸酯型液压油废弃后对生态环境造成污染的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）量取300～500mL大豆油，倒入烧杯中，再将烧杯置于冰箱中，于温度为-15～-12℃条件下，冷藏2～4h，过滤，去除滤渣，收集得滤液，并将所得滤液转入带滴液漏斗的三口烧瓶中，再向三口烧瓶中加入300～400mL去离子水，30～50g高锰酸钾，随后将三口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，调节温度至50～55℃，搅拌转速至400～600r/min，在恒温搅拌状态下，通过滴液漏斗向三口烧瓶中滴加60～80mL冰醋酸，控制在10～15min内滴完；
（2）待滴加完毕，继续恒温搅拌反应2～4h，再将三口烧瓶中物料倒入烧杯中，静置分层，去除水层，收集得1号油液，再向1号油液中加入30～40g无水氯化钙，用玻璃棒搅拌混合10～15min后，过滤，收集滤液，得1号干燥油液；
（3）依次量取100～150mL上述所得1号干燥油液，80～120mL正丁醇，倒入四口烧瓶中，并将四口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为75～80℃，转速为600～800r/min条件下，恒温搅拌混合10～15min，随后通过滴液漏斗向四口烧瓶中滴加10～15mL质量分数为95～98%硫酸，继续恒温搅拌反应2～4h；
（4）待反应结束，静置分层，去除水层，收集得2号油液，再向2号油液中加入10～15g无水氯化钙，用玻璃棒搅拌混合10～15min后，过滤，收集滤液，得2号干燥油液，备用；
（5）依次量取200～300mL无水乙醇，8～12mL硅烷偶联剂KH-570，倒入烧杯中，滴加质量分数为8～10%盐酸，调节pH至3.8～4.0，再将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为55～60℃，转速为300～500r/min，恒温搅拌反应60～80min，再加入8～10g纳米氧化铝，继续恒温搅拌反应80～90min，过滤，收集滤饼，并用甲苯洗涤3～5次，随后将滤饼转入烘箱中，于温度为105～110℃条件下干燥至恒重，得改性纳米氧化铝；
（6）按重量份数计，在混料机中依次加入100～120份步骤（4）备用2号干燥油液，6～8份上述所得改性纳米氧化铝，8～10份聚异丁烯，6～8份苯并三氮唑，9～12份茶皂素，3～5份单硬脂酸甘油酯，4～6份乙二胺四乙酸，于温度为55～60℃，转速为600～800r/min条件下，恒温搅拌混合45～60min，出料，灌装，即得环境友好型抗磨液压油。
本发明的应用方法：抽空挖掘机液压油箱内的液压油，拆下液压油箱及液压泵下面的放油堵，放净内部残留的液压油后安装好放油堵，清洗液压油箱，更换回油、吸油、先导和泄油滤芯，更换液压油箱盖上的呼吸器，随后添加本发明制备的环境友好型抗磨液压油，使液压油液面升至距油箱顶部200～210mm，停止加油，即可。经检测，本发明所得环境友好型抗磨液压油40℃运动粘度为43.65～45.70mm2·s-1，粘度指数为125～140，且润滑性好、无毒，生物降解性好，对环境无害，同时可使液压元件的使用寿命延长2～3年。
本发明的有益效果是：
（1）本发明制得的抗磨液压油抗磨性好，极压性优良，冷却性能好，在使用过程中，纳米氧化铝可吸附于零件表面，起到防腐及防锈效果；
（2）本发明制备的抗磨液压油成分配比科学合理，生产的液压油为可降解产品，对环境友好，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
量取300～500mL大豆油，倒入烧杯中，再将烧杯置于冰箱中，于温度为-15～-12℃条件下，冷藏2～4h，过滤，去除滤渣，收集得滤液，并将所得滤液转入带滴液漏斗的三口烧瓶中，再向三口烧瓶中加入300～400mL去离子水，30～50g高锰酸钾，随后将三口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，调节温度至50～55℃，搅拌转速至400～600r/min，在恒温搅拌状态下，通过滴液漏斗向三口烧瓶中滴加60～80mL冰醋酸，控制在10～15min内滴完；待滴加完毕，继续恒温搅拌反应2～4h，再将三口烧瓶中物料倒入烧杯中，静置分层，去除水层，收集得1号油液，再向1号油液中加入30～40g无水氯化钙，用玻璃棒搅拌混合10～15min后，过滤，收集滤液，得1号干燥油液；依次量取100～150mL上述所得1号干燥油液，80～120mL正丁醇，倒入四口烧瓶中，并将四口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为75～80℃，转速为600～800r/min条件下，恒温搅拌混合10～15min，随后通过滴液漏斗向四口烧瓶中滴加10～15mL质量分数为95～98%硫酸，继续恒温搅拌反应2～4h；待反应结束，静置分层，去除水层，收集得2号油液，再向2号油液中加入10～15g无水氯化钙，用玻璃棒搅拌混合10～15min后，过滤，收集滤液，得2号干燥油液；依次量取200～300mL无水乙醇，8～12mL硅烷偶联剂KH-570，倒入烧杯中，滴加质量分数为8～10%盐酸，调节pH至3.8～4.0，再将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为55～60℃，转速为300～500r/min，恒温搅拌反应60～80min，再加入8～10g纳米氧化铝，继续恒温搅拌反应80～90min，过滤，收集滤饼，并用甲苯洗涤3～5次，随后将滤饼转入烘箱中，于温度为105～110℃条件下干燥至恒重，得改性纳米氧化铝；按重量份数计，在混料机中依次加入100～120份2号干燥油液，6～8份上述所得改性纳米氧化铝，8～10份聚异丁烯，6～8份苯并三氮唑，9～12份茶皂素，3～5份单硬脂酸甘油酯，4～6份乙二胺四乙酸，于温度为55～60℃，转速为600～800r/min条件下，恒温搅拌混合45～60min，出料，灌装，即得环境友好型抗磨液压油。
实例1
量取300mL大豆油，倒入烧杯中，再将烧杯置于冰箱中，于温度为-12℃条件下，冷藏2h，过滤，去除滤渣，收集得滤液，并将所得滤液转入带滴液漏斗的三口烧瓶中，再向三口烧瓶中加入300mL去离子水，30g高锰酸钾，随后将三口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，调节温度至50℃，搅拌转速至400r/min，在恒温搅拌状态下，通过滴液漏斗向三口烧瓶中滴加60mL冰醋酸，控制在10内滴完；待滴加完毕，继续恒温搅拌反应2h，再将三口烧瓶中物料倒入烧杯中，静置分层，去除水层，收集得1号油液，再向1号油液中加入30g无水氯化钙，用玻璃棒搅拌混合10min后，过滤，收集滤液，得1号干燥油液；依次量取100mL上述所得1号干燥油液，80mL正丁醇，倒入四口烧瓶中，并将四口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为75℃，转速为600r/min条件下，恒温搅拌混合10min，随后通过滴液漏斗向四口烧瓶中滴加10mL质量分数为95%硫酸，继续恒温搅拌反应2h；待反应结束，静置分层，去除水层，收集得2号油液，再向2号油液中加入10g无水氯化钙，用玻璃棒搅拌混合10min后，过滤，收集滤液，得2号干燥油液；依次量取200mL无水乙醇，8mL硅烷偶联剂KH-570，倒入烧杯中，滴加质量分数为8%盐酸，调节pH至3.8，再将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为55℃，转速为300r/min，恒温搅拌反应60min，再加入8g纳米氧化铝，继续恒温搅拌反应80min，过滤，收集滤饼，并用甲苯洗涤3次，随后将滤饼转入烘箱中，于温度为105℃条件下干燥至恒重，得改性纳米氧化铝；按重量份数计，在混料机中依次加入100份2号干燥油液，6份上述所得改性纳米氧化铝，8份聚异丁烯，6份苯并三氮唑，9份茶皂素，3份单硬脂酸甘油酯，4份乙二胺四乙酸，于温度为55℃，转速为600r/min条件下，恒温搅拌混合45min，出料，灌装，即得环境友好型抗磨液压油。
抽空挖掘机液压油箱内的液压油，拆下液压油箱及液压泵下面的放油堵，放净内部残留的液压油后安装好放油堵，清洗液压油箱，更换回油、吸油、先导和泄油滤芯，更换液压油箱盖上的呼吸器，随后添加本发明制备的环境友好型抗磨液压油，使液压油液面升至距油箱顶部200mm，停止加油，即可。经检测，本发明所得环境友好型抗磨液压油40℃运动粘度为43.65mm2·s-1，粘度指数为125，且润滑性好、无毒，生物降解性好，对环境无害，同时可使液压元件的使用寿命延长2年。
实例2
量取500mL大豆油，倒入烧杯中，再将烧杯置于冰箱中，于温度为-15℃条件下，冷藏4h，过滤，去除滤渣，收集得滤液，并将所得滤液转入带滴液漏斗的三口烧瓶中，再向三口烧瓶中加入400mL去离子水，50g高锰酸钾，随后将三口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，调节温度至55℃，搅拌转速至600r/min，在恒温搅拌状态下，通过滴液漏斗向三口烧瓶中滴加80mL冰醋酸，控制在15min内滴完；待滴加完毕，继续恒温搅拌反应4h，再将三口烧瓶中物料倒入烧杯中，静置分层，去除水层，收集得1号油液，再向1号油液中加入40g无水氯化钙，用玻璃棒搅拌混合15min后，过滤，收集滤液，得1号干燥油液；依次量取150mL上述所得1号干燥油液，120mL正丁醇，倒入四口烧瓶中，并将四口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80℃，转速为800r/min条件下，恒温搅拌混合15min，随后通过滴液漏斗向四口烧瓶中滴加15mL质量分数为98%硫酸，继续恒温搅拌反应4h；待反应结束，静置分层，去除水层，收集得2号油液，再向2号油液中加入15g无水氯化钙，用玻璃棒搅拌混合15min后，过滤，收集滤液，得2号干燥油液；依次量取300mL无水乙醇，12mL硅烷偶联剂KH-570，倒入烧杯中，滴加质量分数为10%盐酸，调节pH至4.0，再将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为60℃，转速为500r/min，恒温搅拌反应80min，再加入10g纳米氧化铝，继续恒温搅拌反应90min，过滤，收集滤饼，并用甲苯洗涤5次，随后将滤饼转入烘箱中，于温度为110℃条件下干燥至恒重，得改性纳米氧化铝；按重量份数计，在混料机中依次加入120份2号干燥油液，8份上述所得改性纳米氧化铝，10份聚异丁烯，8份苯并三氮唑，12份茶皂素，5份单硬脂酸甘油酯，6份乙二胺四乙酸，于温度为60℃，转速为800r/min条件下，恒温搅拌混合60min，出料，灌装，即得环境友好型抗磨液压油。
抽空挖掘机液压油箱内的液压油，拆下液压油箱及液压泵下面的放油堵，放净内部残留的液压油后安装好放油堵，清洗液压油箱，更换回油、吸油、先导和泄油滤芯，更换液压油箱盖上的呼吸器，随后添加本发明制备的环境友好型抗磨液压油，使液压油液面升至距油箱顶部210mm，停止加油，即可。经检测，本发明所得环境友好型抗磨液压油40℃运动粘度为45.70mm2·s-1，粘度指数为140，且润滑性好、无毒，生物降解性好，对环境无害，同时可使液压元件的使用寿命延长3年。
实例3
量取400mL大豆油，倒入烧杯中，再将烧杯置于冰箱中，于温度为-14℃条件下，冷藏3h，过滤，去除滤渣，收集得滤液，并将所得滤液转入带滴液漏斗的三口烧瓶中，再向三口烧瓶中加入350mL去离子水，40g高锰酸钾，随后将三口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，调节温度至53℃，搅拌转速至500r/min，在恒温搅拌状态下，通过滴液漏斗向三口烧瓶中滴加70mL冰醋酸，控制在13min内滴完；待滴加完毕，继续恒温搅拌反应3h，再将三口烧瓶中物料倒入烧杯中，静置分层，去除水层，收集得1号油液，再向1号油液中加入35g无水氯化钙，用玻璃棒搅拌混合13min后，过滤，收集滤液，得1号干燥油液；依次量取125mL上述所得1号干燥油液，100mL正丁醇，倒入四口烧瓶中，并将四口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为78℃，转速为700r/min条件下，恒温搅拌混合13min，随后通过滴液漏斗向四口烧瓶中滴加13mL质量分数为97%硫酸，继续恒温搅拌反应3h；待反应结束，静置分层，去除水层，收集得2号油液，再向2号油液中加入13g无水氯化钙，用玻璃棒搅拌混合13min后，过滤，收集滤液，得2号干燥油液；依次量取250mL无水乙醇，10mL硅烷偶联剂KH-570，倒入烧杯中，滴加质量分数为9%盐酸，调节pH至3.9，再将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为58℃，转速为400r/min，恒温搅拌反应70min，再加入9g纳米氧化铝，继续恒温搅拌反应85min，过滤，收集滤饼，并用甲苯洗涤4次，随后将滤饼转入烘箱中，于温度为108℃条件下干燥至恒重，得改性纳米氧化铝；按重量份数计，在混料机中依次加入110份2号干燥油液，7份上述所得改性纳米氧化铝，9份聚异丁烯，7份苯并三氮唑，11份茶皂素，4份单硬脂酸甘油酯，5份乙二胺四乙酸，于温度为58℃，转速为700r/min条件下，恒温搅拌混合48min，出料，灌装，即得环境友好型抗磨液压油。
抽空挖掘机液压油箱内的液压油，拆下液压油箱及液压泵下面的放油堵，放净内部残留的液压油后安装好放油堵，清洗液压油箱，更换回油、吸油、先导和泄油滤芯，更换液压油箱盖上的呼吸器，随后添加本发明制备的环境友好型抗磨液压油，使液压油液面升至距油箱顶部205mm，停止加油，即可。经检测，本发明所得环境友好型抗磨液压油40℃运动粘度为44.65mm2·s-1，粘度指数为130，且润滑性好、无毒，生物降解性好，对环境无害，同时可使液压元件的使用寿命延长3年。