制备可再生润滑油的设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种用于制备可再生润滑油的设备，包括等离子体反应器，该等离子体反应器包括：密闭的壳体、设置在壳体的顶部的上部集油室、设置在壳体的底部的下部集油室、分别与下部集油室和上部集油室相通的气体入口和气体出口、分别与上部集油室和下部集油室相通的进油口和出油口、设置在壳体内的两块相互平行且其间带有间隙的电极、连接于电极的接线端子、以及等离子体电源。本实用新型专利技术采用等离子体聚合工艺，由可再生原料（植物油）制备出环境友好的润滑油基础油。等离子体聚合是一种低能耗、清洁及环保的工艺过程。由此获得的润滑油基础油具有环境友好的优点，而且在承载能力(极压性能)、抗磨性能和减摩性能等各方面都有着显著的优势。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于制备可再生润滑油的设备。 
技术介绍
环境友好润滑油是一类生态型润滑油(Eco-Lubricant)。环境友好润滑油(Environmentally Friendly Lubricant)亦称环境无害润滑油、环境兼容润滑油、环境协调润滑油等，是指润滑油即能满足机械设备的使用要求，又能在较短的时间内被活性微生物(细菌)分解为CO2和H2O。因此，润滑油及其耗损产物对生态环境不产生危害，或在一定程度上为环境所容许。环境友好润滑油有时也泛称为绿色润滑油(Green Lubricant)。 研究、开发和使用环境友好润滑油是人类社会可持续发展的必然选择，随着国际社会对环境保护的日益重视，对环境友好润滑油的需求将会不断上升。许多国家尤其是工业发达国家先后提出使用不污染和不危害环境的绿色润滑油。 植物油是最早使用的润滑剂之一，优异的润滑性使天然植物油至今仍是金属加工油剂的重要组分之一。研究表明，天然油(包括植物油)具有最好的生物降解性，并且其资源可再生。可作为“绿色”润滑油基础油的植物油主要有橄榄油、菜籽油、花生油、大豆油、棕榈油、蓖麻油、葵花籽油等。 植物油作为环境友好润滑油具有如下所述的优点。 植物油是太阳能产物，是可再生性资源，是一种清洁而丰富的原料。尤其是，植物油的无毒及生物降解性好，且润滑性好。天然植物油具有优异的润滑性能，植物油分子含极性基团，可在金属表面形成吸附膜，植物油中的脂肪酸可与金属表面反应形成金属皂的单层膜，两者均可起减摩抗磨作用。在四球机上对几种植物油的抗磨减摩性能评定的结果表明，植物油具有较高的油膜强度PB、较小的磨斑直径WSD和较低的摩擦系数。 然而，由于植物油自身的一些结构特点，其也具有如下所述的一些缺点。 (a)植物油含有不饱和键(C＝C双键)，造成热稳定性和氧化稳定性较差。 (b)植物油分子中有烯丙基，非常容易受到攻击，随后发生氧化降解生成极性含氧化合物，这些氧化物易聚合最终导致不溶沉积物的形成及油的酸性增加。 (c)大部分植物油的粘度低于润滑油所需要的粘度，限制了其应用范围。 (d)植物油分子在低温下容易絮凝、沉积和固化，导致低温性能差。 目前国内外改善植物油基润滑油性能的研究主要有三种：(a)对植物油进行化学改性，方法主要有：酯化/转酯化、环氧化、聚合、加氢等；(b)添加添加剂，如抗氧剂、降凝剂等，以起到辅助作用；(c)通过改进植物种植技术制取高油酸的植物油。 在如上所述的三种方式中，化学改性是目前已知的主要方法，例如采用植物油酯化改质、环氧异构酯化改性和催化热聚合反应。其中，植物油酯化改质可以提高粘温性能及降低倾点，但未消除植物油分子中的双键，其氧化稳定性仍不好且粘度较低。环氧异构酯化改性可提高植物油的粘度及粘温性能和氧化稳定性，但低温流动性仍有待改进。催化热聚合反应可以提高氧化稳定性，但产物的酸性增加，同时所得产物分子中支链过多，使得生物降解性降低。 另外，在高分子化学领域已经引入了等离子体聚合的方法，以下将对其机理加以描述。 随着温度的升高物质由固态变成液态，然后变成气态。这就是人们常见的物质的三种状态。所谓“等离子体”被定义成物质存在的第四种状态。具体地说，在温度升高的时候，物质受热能的激发而电离，电离度与温度T(K)的3/2次方成正比。如果温度足够高，就可以使物质全部电离。电离后形成的电子之总电荷量在数值上相等，而在宏观上保持电中性。这就是等离子体的基本含意。换言之，等离子体是正负电荷数量和密度基本相等的部分电离的气体，是由电子、离子、原子、分子、光子或自由基等粒子组成的集合体。 等离子体中的化学反应过程如下： 电场+电子→高能电子 活性基团+分子(或原子)→生成物+热 由此可见，激发和电离在反应过程中起关键的作用，可以实现一般化学反 应难以实现的反应。例如，过去认为惰性气体不能参与化学反应，然而它们在电场中受到激发和电离却具有很高的活化能，可以实现许多在一般情况下难以实现的反应。另一方面，高能电子也可被卤素和氧气等电子亲合力大的物质俘获，成为负离子。这类负离子具有很好的化学活性，在化学反应中起着重要的作用。研究表明，在低温等离子体中可由不同的激活自由基引起各种反应。 20世纪60年代人们发现辉光放电能引发单体形成聚合物，其具有优秀的化学与热稳定性及不溶于有机溶剂等的性能。Stuart将其取名为等离子体聚合(Plasma Polymerization)。等离子体聚合是利用等离子体把单体电离离解，使其产生各类活性种，由这些活性种之间或或活性种与单体之间进行加成反应形成聚合物，也就是说等离子体聚合是单体处于等离子体状态进行的聚合。 通过近几年国内外分析成功进行等离子体聚合的实例分析，概括聚合单体特征： (a)含氧单体，含有羟基，含有–C＝C– (b)含有–C＝C–，–(C＝O)–O–NH–。 (c)单体不含有不饱和键，含有N–H，如二乙胺。 (d)具有共轭大π键结构。 (e)不饱和键，C＝O。 由此可以看出，等离子体空间富集着电子、离子，激发态的原子、分子、自由基，等离子体本身具有较高的能量，是非常活泼的反应性物种，即活性种。所以从化学角度看，等离子体是具有化学反应性的气体，可以成为聚合反应的活性种。Chandy、Shi等人成功地利用等离子体技术研制了多种高分子功能薄膜材料、生物材料、光电薄膜，另外还有醇水分离膜、光学性能膜、气体分离膜、电子原件膜、反渗透膜、抗蚀膜、金刚石膜、导电膜等一系列高分子材料。 对常规高分子聚合反应来说，用做单体的物质必须具有不饱和键或某种特定官能团。像甲烷，乙烷，苯之类的碳氢化合物在常规的化学反应情况下是不能发生聚合的，这就限制了单体的选择范围。但是等离子体聚合大大拓宽了单体物质的种类。对甲烷，乙烷，苯之类的碳氢化合物，在等离子体放电条件下几分钟内就能聚合成3nm～1μm的透明薄膜。 单体经放电发生等离子体后，产生高能自由电子和紫外线光子，通过碰撞激励，产生了大量氢原子，自由基和衍生前驱物单体等，这些基团活性相当高，可参加各种反应。除进行直链聚合外，在链增长过程中还会不断受到荷能电子 的轰击，随机的在主链的某个位置上产生自由基，以致形成支化或交联。等离子体聚合过程中的单体受到荷能电子碰撞激励，并不要求存在非饱和键或特定的官能团，一些通常难以聚合或聚合速度很慢的单体在等离子体作用条件下变得易于聚合，而且聚合速度可以很快，几乎所有的有机可气化的物质都能被用作单体实验聚合，甚至连无机气态物质也可作为起始物质进行聚合，如Hollahan等人就成功地用CO，H2，N2的混合气体制成了聚合膜。 在液相中实现聚合，为了在电极间能形成气体放电一般要在电极间造成液体的薄层，要造成这样表面的薄层最主要采用两种方式：液体有机物装在电极间的空间，经垂直的液柱吹过气泡(一般用氢气)，或者用所研究的液体淋湿反应器的电极，当反应器直立时从上向下喷洒反应器，当反应器横卧时则转动反应器的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备可再生润滑油的设备，包括等离子体反应器（1），该等离子体反应器包括：密闭的壳体（10）、设置在所述壳体的顶部的上部集油室（11）、设置在所述壳体的底部的下部集油室（12）、分别与所述下部集油室和所述上部集油室相通的气体入口（13）和气体出口（14）、分别与所述上部集油室和所述下部集油室相通的进油口（15）和出油口（16）、设置在所述壳体内的两块相互平行且其间带有间隙（170）的电极（17）、连接于所述电极的接线端子（18a、18b）、以及等离子体电源。

【技术特征摘要】
1.一种用于制备可再生润滑油的设备，包括等离子体反应器（1），该等
离子体反应器包括：密闭的壳体（10）、设置在所述壳体的顶部的上部集油室
（11）、设置在所述壳体的底部的下部集油室（12）、分别与所述下部集油室
和所述上部集油室相通的气体入口（13）和气体出口（14）、分别与所述上部
集油室和所述下部集油室相通的进油口（15）和出油口（16）、设置在所述壳
体内的两块相互平行且其间带有间隙（170）的电极（17）、连接于所述电极
的接线端子（18a、18b）、以及等离子体电源。
2.如权利要求1所述的用于制备可再生润滑油的设备，其特征在于，所
述还包括储油罐（2）、循环泵（3）和恒温装置（4），所述储油罐连接至所
述等离子体反应器，所述循环泵连接至所述储油罐，而所述恒温装置连接至所
述循环泵。
3.如权利要求2所述的用于制备可再生润滑油的设备，其特征在于，所
述储油罐（2）和所述恒温装置（4）均具有恒温水套。
4.如权利要求1所述的用于制备可再生润滑油的设备，其特征在于，在
所述上部集油室（11）内设置有液体导流装置（110），其与所述电极（17）
之间的间隙（17...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐心茹，赵晓云，陶德华，杨敬一，周文夫，
申请(专利权)人：华东理工大学，上海大学，
类型：新型
国别省市：上海;31