CN106431910A - 无酸催化合成酯类航空发动机油基础油的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化学合成技术领域，尤其涉及一种无酸催化合成酯类航空发动机油基础油的方法。包括以下有效步骤：a、将多元醇和含有C5～C10的直链饱和一元羧酸按照摩尔比为1:5～8加入到真空反应釜中；b、控制真空反应釜中真空度50pa以下，反应温度在200℃～280℃进行酯化反应；c、保持真空反应釜真空度以及反应温度6h～8h，即可得到酯类航空发动机油基础油。本发明通过提供一种无酸催化合成酯类航空发动机油基础油的方法，利用多元醇和含有C5～C10的直链饱和一元羧酸的原料的摩尔比、真空条件以及反应温度等条件的配合下，进而代替传统催化剂的使用，使多元醇和低碳酸的反应得以在无催化剂的条件下快速反应，且生成的酯类航空发动机油基础油产率高、纯度好。
Description
技术领域
本发明属于化学合成技术领域，涉及酯类航空发动机油基础油，尤其涉及一种无酸催化合成酯类航空发动机油基础油的方法。
背景技术
多元醇酯系由脂肪族羧酸或芳香族羧酸与两个或两个以上的羟基脂肪醇(多元醇)生成的酯。多元醇酯的低温性能好，耐热、耐老化、耐污染、耐抽出及电性能都较好，其中双季戊四醇之最宜作耐热和耐高温电缆、电绝缘材料的增塑剂。则较高分子量的多元醇苯甲酸酯或邻苯二甲酸酯如一缩二(1,2-丙二醇)二苯甲酸酯和2,2,4-三甲基-1，3-戊二醇-异丁酸苯甲酸酯和三乙二醇双(邻苯二甲酸苄)酯则对耐污染可产生较好的效果，它们最适合做地板料、黏合剂和建筑装饰材料。多元醇脂肪酸酯毒性较小，有的甚至无毒，可用于食品包装材料。二元醇和缩乙二醇的脂肪酸酯的增速性能与饱和二元酸酯相似，都有较好的耐寒性。多元醇酯还能作为作润滑剂使用，特别是用于基于矿物油的润滑剂，因此，多元醇酯的生产具有重大工业意义。
目前，多元醇酯主要通过酸和多元醇高温条件下发生酯化反应得到，然而，由于多元醇酯为多元受阻结构，支化程度高,这使得酸和多元醇在酯化过程中存在严重的位阻效应,很难得到低羟基值的酯，需要加入催化剂并在高温下来提高反应速度与酯化程度。仅就催化酯化反应而言，强酸性催化剂如硫酸、磷酸、对甲苯磺酸等是非常有效的酯化催化剂，但也存在严重的非酯化催化以及副反应现象；弱酸性催化剂如钛酸酯、金属氧化物等需要更高的反应温度，且催化效率低；固体酸、杂多酸催化剂是当今酯化催化领域的研究热点，但由于其超强酸性，用于多元醇脂肪酸的酯化反应存在严重的副反应如碳化现象。
同时，在反应结束后，还需要对催化剂进行处理，不仅操作复杂，而且费时、费力，严重制约了工业生产的效率，大大提高了生产的成本。
发明内容
本发明针对上述的传统多元醇酯合成过程中存在的技术问题，提出一种设计合理、方法简便、操作简单且无需催化剂使用的无酸催化合成酯类航空发动机油基础油的方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供一种无酸催化合成酯类航空发动机油基础油的方法，包括以下有效步骤：
a、将多元醇和含有C5～C10的直链饱和一元羧酸按照摩尔比为1:5～8加入到真空反应釜中；
b、控制真空反应釜中真空度50pa以下，反应温度在200℃～280℃进行酯化反应；
c、保持真空反应釜真空度以及反应温度6h～8h，即可得到酯类航空发动机油基础油。
作为优选，所述多元醇为新戊二醇、三羟甲基氨基甲烷、季戊四醇、双季戊四醇中的任意一种物质。
作为优选，所述直链饱和一元羧酸为戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸中的任意一种物质。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，
1、本发明通过提供一种无酸催化合成酯类航空发动机油基础油的方法，利用多元醇和含有C5～C10的直链饱和一元羧酸的原料的摩尔比、真空条件以及反应温度等条件的配合下，进而代替传统催化剂的使用，使多元醇和低碳酸的反应得以在无催化剂的条件下快速反应，且生成的酯类航空发动机油基础油产率高、纯度好。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发 明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
实施例1，本实施例提供一种酸催化合成酯类航空发动机油基础油的方法，具体方法如下：
首先将新戊二醇和戊酸(含有C5的戊酸，市场也称低碳酸)加入到装有温度计、电动搅拌器和回流冷凝管及分水器的反应釜中，其中新戊二醇和戊酸的摩尔比为1:5，先通氮气30min，赶跑反应釜中的空气，然后在真空度为50pa条件下升温到200℃，反应6小时制得多元醇酯，即酯类航空发动机油基础油。
在本实施例中，无论是新戊二醇和戊酸的摩尔比、还是真空度、反应釜内的温度以及戊酸的含碳量都是使多元醇酯合成过程中避免使用催化剂的先决条件，简单的来说，在新戊二醇与戊酸的摩尔比、戊酸的含碳量、真空度以及反应釜内的温度是保证再不使用催化剂的条件下，达到快速合成多元醇酯的条件，而在此条件下，所得到的多元醇酯才能符合作为酯类航空发动机油基础油。
实施例2，本实施例提供一种酸催化合成酯类航空发动机油基础油的方法，具体方法如下：
首先将三羟甲基氨基甲烷和己酸(含有C8的己酸，市场也称低碳酸)加入到装有温度计、电动搅拌器和回流冷凝管及分水器的反应釜中，其中三羟甲基氨基甲烷和己酸的摩尔比为1:7，先通氮气30min，赶跑反应釜中的空气，然后在真空度为50pa条件下升温到220℃，反应8小时制得多元醇酯，即酯类航空发动机油基础油。
在本实施例中，无论是三羟甲基氨基甲烷和己酸的摩尔比、还是真空度、反应釜内的温度以及己酸的含碳量都是使多元醇酯合成过程中避免使用催化剂的先决条件，简单的来说，在三羟甲基氨基甲烷和己酸的摩尔比、己酸的含碳量、真空度以及反应釜内的温度是保证再不使用催化剂的条件下，达到快速合成多元醇酯的条件，而在此条件下，所得到的多元醇酯才能符合作为酯类航空发动机油基础油。
实施例3，本实施例提供一种酸催化合成酯类航空发动机油基础油的方法， 具体方法如下：
首先将季戊四醇和庚酸(含有C10的庚酸，市场也称低碳酸)加入到装有温度计、电动搅拌器和回流冷凝管及分水器的反应釜中，其中季戊四醇和庚酸的摩尔比为1:8，先通氮气30min，赶跑反应釜中的空气，然后在真空度为50pa条件下升温到280℃，反应6小时制得多元醇酯，即酯类航空发动机油基础油。
在本实施例中，无论是季戊四醇和庚酸的摩尔比、还是真空度、反应釜内的温度以及庚酸的含碳量都是使多元醇酯合成过程中避免使用催化剂的先决条件，简单的来说，在季戊四醇和庚酸的摩尔比、庚酸的含碳量、真空度以及反应釜内的温度是保证再不使用催化剂的条件下，达到快速合成多元醇酯的条件，而在此条件下，所得到的多元醇酯才能符合作为酯类航空发动机油基础油。
实施例4，本实施例提供一种酸催化合成酯类航空发动机油基础油的方法，具体方法如下：
首先将双季戊四醇和辛酸(含有C6的辛酸，市场也称低碳酸)加入到装有温度计、电动搅拌器和回流冷凝管及分水器的反应釜中，其中双季戊四醇和辛酸的摩尔比为1:5，先通氮气30min，赶跑反应釜中的空气，然后在真空度为50pa条件下升温到250℃，反应8小时制得多元醇酯，即酯类航空发动机油基础油。
在本实施例中，无论是双季戊四醇和辛酸的摩尔比、还是真空度、反应釜内的温度以及辛酸的含碳量都是使多元醇酯合成过程中避免使用催化剂的先决条件，简单的来说，在双季戊四醇和辛酸的摩尔比、辛酸的含碳量、真空度以及反应釜内的温度是保证再不使用催化剂的条件下，达到快速合成多元醇酯的条件，而在此条件下，所得到的多元醇酯才能符合作为酯类航空发动机油基础油。
实施例5，本实施例提供一种酸催化合成酯类航空发动机油基础油的方法，具体方法如下：
首先将双季戊四醇和壬酸(含有C8的壬酸，市场也称低碳酸)加入到装有温度计、电动搅拌器和回流冷凝管及分水器的反应釜中，其中双季戊四醇和 壬酸的摩尔比为1:6，先通氮气30min，赶跑反应釜中的空气，然后在真空度为50pa条件下升温到240℃，反应8小时制得多元醇酯，即酯类航空发动机油基础油。
在本实施例中，无论是双季戊四醇和壬酸的摩尔比、还是真空度、反应釜内的温度以及壬酸的含碳量都是使多元醇酯合成过程中避免使用催化剂的先决条件，简单的来说，在双季戊四醇和壬酸的摩尔比、壬酸的含碳量、真空度以及反应釜内的温度是保证再不使用催化剂的条件下，达到快速合成多元醇酯的条件，而在此条件下，所得到的多元醇酯才能符合作为酯类航空发动机油基础油。
实施例6，本实施例提供一种酸催化合成酯类航空发动机油基础油的方法，具体方法如下：
首先将季戊四醇和癸酸(含有C9的癸酸，市场也称低碳酸)加入到装有温度计、电动搅拌器和回流冷凝管及分水器的反应釜中，其中季戊四醇和癸酸的摩尔比为1:8，先通氮气30min，赶跑反应釜中的空气，然后在真空度为50pa条件下升温到280℃，反应6小时制得多元醇酯，即酯类航空发动机油基础油。
在本实施例中，无论是季戊四醇和癸酸的摩尔比、还是真空度、反应釜内的温度以及癸酸的含碳量都是使多元醇酯合成过程中避免使用催化剂的先决条件，简单的来说，在季戊四醇和癸酸的摩尔比、癸酸的含碳量、真空度以及反应釜内的温度是保证再不使用催化剂的条件下，达到快速合成多元醇酯的条件，而在此条件下，所得到的多元醇酯才能符合作为酯类航空发动机油基础油。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (3)
1.一种无酸催化合成酯类航空发动机油基础油的方法，其特征在于，包括以下有效步骤：
a、将多元醇和含有C5～C10的直链饱和一元羧酸按照摩尔比为1:5～8加入到真空反应釜中；
b、控制真空反应釜中真空度50pa以下，反应温度在200℃～280℃进行酯化反应；
c、保持真空反应釜真空度以及反应温度6h～8h，即可得到酯类航空发动机油基础油。
2.根据权利要求1所述的无酸催化合成酯类航空发动机油基础油的方法，其特征在于，所述多元醇为新戊二醇、三羟甲基氨基甲烷、季戊四醇、双季戊四醇中的任意一种物质。
3.根据权利要求1所述的无酸催化合成酯类航空发动机油基础油的方法，其特征在于，所述直链饱和一元羧酸为戊酸，己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸中的任意一种物质。
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