專(zhuān)利名稱(chēng)：一種利用硫化地溝油制備的微乳液型金屬切削液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用硫化地溝油制備的微乳化切削液及其制備方法。
背景技術(shù)：
地溝油泛指在生活中存在的各類(lèi)劣質(zhì)油，尤指回收的食用油、反復(fù)使用的炸油。食用地溝油對(duì)人體健康的危害極大，是引發(fā)消化道癌癥和心血管疾病的罪魁之一。目前，我國(guó)各地均有不法商販，將地溝油回收經(jīng)簡(jiǎn)單處理后以食用油賣(mài)給餐飲行業(yè)，極大了損害人們的身心健康。地溝油的回收利用技術(shù)是資源再利用領(lǐng)域的難題。其根本原因在于，與作為食用油銷(xiāo)售相比較，很多地溝油的回收利用方法利潤(rùn)率偏低。因此，尋找附加值高、消耗周期短的地溝油無(wú)害型使用技術(shù)是合理回收利用地溝油的關(guān)鍵所在。專(zhuān)利CN101747989A公開(kāi)了一種地溝油基金屬切削液的制備方法，將硼酸、苯甲酸鈉、鉬酸鈉、油酸、三乙醇胺、石油磺酸鈉和地溝油加入反應(yīng)釜中，加熱至60-70°C并保溫反應(yīng)1小時(shí)后，降溫并加入乳化劑、氯化石蠟和環(huán)烷酸鉛制得目標(biāo)產(chǎn)品。制備的切削液具有潤(rùn)滑性、冷卻性、清晰性和防銹性能好的特點(diǎn)，可以保護(hù)刀具，延長(zhǎng)刀具的使用壽命；操作過(guò)程中不會(huì)對(duì)人體造成不良影響。但該發(fā)明配方中需額外添加鉬酸鈉、氯化石蠟、環(huán)烷酸鉛以提高金屬切削液的抗極壓性能，需要添加三乙醇胺以提高切削液的防銹性能和防腐能力，生產(chǎn)成本偏高，且環(huán)烷酸鉛具有一定的潛在環(huán)境危害性。地溝油的主要成份包括油酸、硬脂酸、亞油酸和甘油。對(duì)地溝油進(jìn)行硫化和皂化處理后，可以將亞油酸和油酸轉(zhuǎn)化成硫化油酸，將硬脂酸、油酸和亞油酸轉(zhuǎn)化成脂肪酸鈉。對(duì)于微乳液型金屬切削液而言，油酸和甘油是切削液油相中的主要成份，具有潤(rùn)滑和防銹作用。部分脂肪酸經(jīng)過(guò)碳酸鈉或氫氧化鈉皂化后，具有乳化作用和清洗作用。硫化油酸具有抗極壓作用，可以替代氯化石蠟、鉬酸鈉及環(huán)烷酸鉛。因此，經(jīng)硫化和皂化改性后的地溝油， 依靠自有成分所發(fā)揮的功能，完全可以滿(mǎn)足微乳液型金屬切削液的基本技術(shù)指標(biāo)要求，減少金屬切削液功能添加劑的使用量，降低微乳型金屬切削液的生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用改性地溝油制備的微乳液型金屬切削液及其制備方法，使用少量硫磺粉對(duì)回收處理的地溝油進(jìn)行改性，使用低劑量堿液對(duì)部分硫化的地溝油進(jìn)行皂化，經(jīng)復(fù)配工藝制備得到微乳液型金屬切削液，具有成本低廉特點(diǎn)和優(yōu)異的防銹、 潤(rùn)滑、清洗功能，對(duì)于合理回收利用地溝油再生資源，減少對(duì)人體的健康危害具有突出的貢獻(xiàn)；該工藝路線(xiàn)簡(jiǎn)單，操作性強(qiáng)。本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)—種利用硫化地溝油制備的微乳型金屬切削液，其特征在于按重量份數(shù)計(jì)，由下列成分組成硫化地溝油5-30份、機(jī)油或地溝油原油0-25份、碳酸鈉或氫氧化鈉3-5份、復(fù)合表面活性劑0-15份、防銹劑0. 5-3份、抗氧化劑0. 5-2. 5份，水50-70份；
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所述硫化地溝油通過(guò)下述方法制備回收地溝油經(jīng)過(guò)靜置、白土或活性炭吸附、脫色、脫膠處理后，加入硫磺粉進(jìn)行硫化，硫化溫度為100-150°C，硫化時(shí)間為1-3小時(shí)，得到硫化地溝油；所述地溝油含有下列主要成份動(dòng)植物油酸、硬脂酸、植物亞油酸和甘油；所述硫磺粉與地溝油的質(zhì)量比為1 5-15;所述地溝油原油是指回收地溝油經(jīng)過(guò)靜置、白土或活性炭吸附、脫色、脫膠處理后的地溝油；一種如上所述的利用硫化地溝油制備微乳型金屬切削液的方法，其特征在于步驟如下①回收地溝油經(jīng)過(guò)靜置、活性炭吸附、脫色、脫膠處理后，加入硫磺粉進(jìn)行硫化，硫化溫度為100-150°C，硫化時(shí)間為1-3小時(shí)，得到硫化地溝油；所述硫磺粉與地溝油的質(zhì)量比為1 5-15;②將碳酸鈉或氫氧化鈉配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3-10%的水溶液，按照碳酸鈉水溶液或氫氧化鈉水溶液硫化地溝油為1 1的比例攪拌混合，加熱至30-90°C進(jìn)行皂化，攪拌 0. 5-2小時(shí)制成膠狀膏體；③將上述的膠狀膏體、機(jī)油或地溝油原油、抗氧化劑、聚氧乙烯去水山梨醇單月桂酸酯、防銹劑在室溫條件下混合攪拌均勻；④在攪拌狀態(tài)下，用水或陰離子表面活性劑烷基磺酸鹽水溶液稀釋至5-100倍， 即得到硫化地溝油基微乳型金屬切削液；本發(fā)明中所述微乳型金屬切削液的油相由硫化地溝油和機(jī)油復(fù)配而成；硫化地溝油中含有的油酸和甘油以及機(jī)油為潤(rùn)滑劑；硫化油酸為極壓劑；碳酸鈉或氫氧化鈉為PH調(diào)節(jié)劑和皂化劑；陰離子烷基磺酸鹽和硬脂酸經(jīng)皂化后的脂肪酸鈉為清洗劑；非離子表面活性劑聚氧乙烯去水山梨醇單月桂酸酯為乳化劑；防銹劑可以是苯并三氮唑、三乙醇胺或六亞甲基四胺；抗氧化劑可以是苯甲酸鈉或苯甲酸鈉與檸檬酸的混合物。本發(fā)明的有益效果在于1、本發(fā)明為地溝油的改性應(yīng)用，屬于再生資源的高效化、無(wú)害化利用技術(shù)；2、本發(fā)明結(jié)合地溝油的成分特征，充分考慮了地溝油中油酸、亞油酸和硬脂酸在經(jīng)過(guò)硫化和皂化后，各個(gè)產(chǎn)物在微乳液型金屬切削液中所起到的作用，降低甚至是避免了部分切削液添加劑的使用，節(jié)省了生產(chǎn)成本；3、配制的微乳液型金屬切削液為乳白色，pH值在8-10之間，沒(méi)有刺激性氣味，穩(wěn)定性好。防銹和防腐性能均符合微乳液型金屬切削液的國(guó)家和行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；4、本發(fā)明中涉及到的機(jī)油可以為68#、100#或150#機(jī)油，亦可以為經(jīng)脫膠、脫色后重復(fù)利用的回收機(jī)油，可以進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本；本發(fā)明中的機(jī)油還可以使用地溝油原油完全代替。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1將經(jīng)脫膠、脫色回收得到的地溝油加入到反應(yīng)釜中，按照硫磺粉地溝油為1 10的比例加入過(guò)180目篩的硫磺粉。加熱到120°C，保持1.證。得到硫化地溝油。將 68#機(jī)油、聚氧乙烯去水山梨醇單月桂酸酯、苯并三氮唑依次加入到反應(yīng)釜中，混合攪拌均勻。向反應(yīng)釜中注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的碳酸鈉溶液進(jìn)行皂化，皂化溫度為70°C，皂化時(shí)間為 1小時(shí)。所說(shuō)的各組分質(zhì)量百分比為硫化地溝油15%、硫磺粉1. 5%、機(jī)油10%、聚氧乙烯去水山梨醇單月桂酸酯1.5%、苯并三氮唑3 %、5 %碳酸鈉水溶液69 %。用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 5%的十二烷基磺酸鈉水溶液稀釋20倍，得到微乳型金屬切削液，PH為9。實(shí)施例2 將經(jīng)脫膠、脫色回收得到的地溝油加入到反應(yīng)釜中，按照硫磺粉地溝油為 1 10的比例加入過(guò)180目篩的硫磺粉。加熱到140°C，保持lh。得到硫化地溝油。向反應(yīng)釜中注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的氫氧化鈉溶液進(jìn)行皂化，皂化溫度為70°C，皂化時(shí)間為1小時(shí)。將68#機(jī)油、聚氧乙烯去水山梨醇單月桂酸酯、苯并三氮唑依次加入到反應(yīng)釜中，混合攪拌均勻。所說(shuō)的各組分質(zhì)量百分比為硫化地溝油20%、硫磺粉2%、機(jī)油5%、聚氧乙烯去水山梨醇單月桂酸酯1. 5%、苯并三氮唑3^^3%氫氧化鈉水溶液68. 5%。用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 1 %的十二烷基磺酸鈉水溶液稀釋20倍，得到微乳型金屬切削液。實(shí)施例3 將經(jīng)脫膠、脫色回收得到的地溝油加入到反應(yīng)釜中，按照硫磺粉地溝油為 1 15的比例加入過(guò)180目篩的硫磺粉。加熱溫度至140°C，保持lh。得到硫化地溝油。 向反應(yīng)釜中注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的氫氧化鈉溶液進(jìn)行皂化，皂化溫度為70°C，皂化時(shí)間為1 小時(shí)。將150#機(jī)油、聚氧乙烯去水山梨醇單月桂酸酯、苯并三氮唑依次加入到反應(yīng)釜中，混合攪拌均勻。所說(shuō)的各組分質(zhì)量百分比為硫化地溝油20%、硫磺粉2%、機(jī)油5%、聚氧乙烯去水山梨醇單月桂酸酯1.5%、苯并三氮唑3 %、3 %氫氧化鈉水溶液68. 5 %。用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 1 %的十二烷基磺酸鈉水溶液稀釋20倍，得到微乳型金屬切削液。實(shí)施例4 將經(jīng)脫膠、脫色回收得到的地溝油加入到反應(yīng)釜中，按照硫磺粉地溝油為 1 10的比例加入過(guò)180目篩的硫磺粉。加熱到120°C，保持lh。得到硫化地溝油。向反應(yīng)釜中注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的氫氧化鈉溶液進(jìn)行皂化，皂化溫度為70°C，皂化時(shí)間為1小時(shí)。將聚氧乙烯去水山梨醇單月桂酸酯、苯六亞甲基四胺依次加入到反應(yīng)釜中，混合攪拌均勻。所說(shuō)的各組分質(zhì)量百分比為硫化地溝油25%、硫磺粉2%、、聚氧乙烯去水山梨醇單月桂酸酯1. 5%、六亞甲基四胺3^^3%氫氧化鈉水溶液68. 5%。用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 5%的十二烷基磺酸鈉水溶液稀釋20倍，得到白色微乳型金屬切削液。切削液的表面張力值為50dyn/Cm，pH值為9. 1，一級(jí)灰口鑄鐵(單片)防銹實(shí)驗(yàn)超過(guò)48小時(shí)。實(shí)施例5 將經(jīng)脫膠、脫色回收得到的地溝油加入到反應(yīng)釜中，按照硫磺粉地溝油為 1 10的比例加入過(guò)180目篩的硫磺粉。加熱到140°C，保持lh。得到硫化地溝油。向反應(yīng)釜中注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的碳酸鈉溶液進(jìn)行皂化，皂化溫度為70°C，皂化時(shí)間為1小時(shí)。 將地溝油、聚氧乙烯去水山梨醇單月桂酸酯、苯并三氮唑依次加入到反應(yīng)釜中，混合攪拌均勻。所說(shuō)的各組分質(zhì)量百分比為硫化地溝油10%、地溝油10%、硫磺粉2%、聚氧乙烯去水山梨醇單月桂酸酯1. 5%、亞硝酸鈉3^^5%碳酸水溶液68. 5%。
用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 1 %的十二烷基磺酸鈉水溶液稀釋50倍，得到微乳型金屬切削液。切削液的表面張力值為33dyn/Cm，pH值為9. 0，一級(jí)灰口鑄鐵(單片)防銹實(shí)驗(yàn)超過(guò) 24小時(shí)。
權(quán)利要求
1.一種利用硫化地溝油制備的微乳型金屬切削液，其特征在于按重量份數(shù)計(jì)，由下列成分組成硫化地溝油5-30份、機(jī)油或地溝油原油0-25份、碳酸鈉或氫氧化鈉3-5份、復(fù)合表面活性劑0-15份、防銹劑0. 5-3份、抗氧化劑0. 5-2. 5份，水50-70份；所述硫化地溝油通過(guò)下述方法制備回收地溝油經(jīng)過(guò)靜置、活性炭吸附、脫色、脫膠處理后，加入硫磺粉進(jìn)行硫化，硫化溫度為100-150°C，硫化時(shí)間為1-3小時(shí)，得到硫化地溝油；所述地溝油含有下列主要成份動(dòng)植物油酸、硬脂酸、植物亞油酸和甘油；所述硫磺粉與地溝油的質(zhì)量比為1 5-15。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用硫化地溝油制備的微乳型金屬切削液，其特征在于所述表面活性劑為聚氧乙烯去水山梨醇單月桂酸酯，或聚氧乙烯去水山梨醇單月桂酸酯與陰離子烷基磺酸鹽的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用硫化地溝油制備的微乳型金屬切削液，其特征在于所述防銹劑為苯并三氮唑、三乙醇胺或六亞甲基四胺。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種利用硫化地溝油制備的微乳型金屬切削液，其特征在于所述抗氧化劑為苯甲酸鈉，或苯甲酸鈉與檸檬酸的混合物。
5.一種如權(quán)利要求1 4任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的利用硫化地溝油制備微乳型金屬切削液的方法，其特征在于步驟如下①回收地溝油經(jīng)過(guò)靜置、活性炭吸附、脫色、脫膠處理后，加入硫磺粉進(jìn)行硫化，硫化溫度為100-150°C，硫化時(shí)間為1-3小時(shí)，得到硫化地溝油；所述硫磺粉與地溝油的質(zhì)量比為1 5-15;②將碳酸鈉或氫氧化鈉配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3-10%的水溶液，按照碳酸鈉水溶液或氫氧化鈉水溶液硫化地溝油質(zhì)量比為1 1的比例攪拌混合，加熱至30-90°C進(jìn)行皂化，攪拌 0. 5-2小時(shí)制成膠狀膏體；③將上述的膠狀膏體、機(jī)油或地溝油原油、聚氧乙烯去水山梨醇單月桂酸酯、抗氧化劑、防銹劑在室溫條件下混合攪拌均勻；④在攪拌狀態(tài)下，用水或陰離子烷基磺酸鹽稀溶液稀釋至5-100倍，即得到硫化地溝油基微乳型金屬切削液。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用硫化地溝油制備的微乳型金屬切削液及其制備方法。所述微乳型金屬切削液按重量份數(shù)計(jì)，由下列成分組成硫化地溝油5-30份、機(jī)油或地溝油原油0-25份、碳酸鈉或氫氧化鈉3-5份、復(fù)合表面活性劑0-15份、防銹劑0.5-3份、抗氧化劑0.5-2.5份，水50-70份；所述地溝油含有下列主要成份動(dòng)植物油酸、硬脂酸、植物亞油酸和甘油。本發(fā)明的制備方法是將地溝油與適量硫磺粉混合制成硫化地溝油；將硫化地溝油與堿液混合攪拌均勻，加熱得到膠狀膏體；然后加入機(jī)油、乳化劑、防銹劑和抗氧化劑；用水或陰離子表面活性劑溶液將膏體稀釋得到金屬切削液。本發(fā)明是再生資源合理回收利用技術(shù)，對(duì)環(huán)境保護(hù)也具有重要意義。
文檔編號(hào)C10N40/22GK102533422SQ20111045547
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者張紹印, 徐同寬, 朱楨濤, 王大鷙, 翟濱 申請(qǐng)人:大連工業(yè)大學(xué)