CN107964449A - 一种生物基多元醇酯类水基润滑油及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物基多元醇酯类水基润滑油及其制备方法，将由农林废弃物经水解工艺制得的乙酰丙酸与多元醇经酯化反应制备的乙酰丙酸多元醇酯和水复配而成水基润滑油，本发明方法制备的生物基多元醇酯类水基润滑油为油包水型微乳化液体，具有原料廉价易得，抗燃抗爆，可生物降解等优点，可以替代目前现有的聚醚(PAG)产品应用于液压油、制动液、压缩机油等。此外，本发明中复配乳化剂过程中使用负载型固体超强酸为催化剂，具有反应速度快，反应条件温和，催化剂可以轻易移除，后续处理过程简单的特点。

Description

一种生物基多元醇酯类水基润滑油及其制备方法
技术领域
本发明属于生物基材料的合成润滑剂领域，具体涉及生物基水溶性乙酰丙酸多元醇酯及生物基水基润滑油制备方法。
背景技术
国民经济和社会发展迫切需要绿色发展。现用水基润滑油主要是聚醚类，在制造过程中，采用有毒有害的化石基环氧化合物，产品存在高温氧化、分解后生成有毒气体等缺陷，影响生态环境和人类健康，也阻止了经济的发展步伐。因此，本着绿色发展、节能和环保要求，研制环境友好水基润滑油势在必行。乙酰丙酸多元醇酯类水基润滑油具有原料廉价易得、无毒、可生物降解、使用性能好等特点，是新一代的水基润滑剂。
发明内容
本发明的首要目的是针对上述现有技术中存在的问题提供一种产品性能优异、价格低廉的生物基多元醇酯类水基润滑油及其制备方法。本发明的生物基多元醇酯类水基润滑油为油包水型微乳化液体，具有原料廉价易得，抗燃抗爆，可生物降解等优点，可以替代目前现有的聚醚(PAG)产品应用于液压油、制动液、压缩机油等。本发明制备多元醇酯类水基润滑油过程中使用负载型固体超强酸为催化剂，具有反应速度快，反应条件温和，催化剂可以轻易移除，后续处理过程简单的特点。
为实现本发明的目的，本发明一方面提供一种生物基多元醇酯类水基润滑油的制备方法，包括首先将乙酰丙酸与多元醇类化合物进行酯化反应，然后将酯化反应物乙酰丙酸多元醇酯与水混合均匀。
其中，所述多元醇类化合物为分子中含有二个或二个以上羟基的醇类化合物。
特别是，所述多元醇类化合物选择三羟甲基丙烷、季戊四醇、新戊二醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇中的一种，优选为三羟甲基丙烷、季戊四醇、新戊二醇。
其中，所述多元醇与乙酰丙酸的摩尔比按照多元醇与乙酰丙酸进行酯化反应的化学计量进行配比，即多元醇含有的羟基的摩尔数与乙酰丙酸的摩尔数相匹配。
通常，按照多元醇与乙酰丙酸进行酯化反应的化学计量比，所述乙酰丙酸的摩尔数为多元醇中含有的羟基摩尔数±(5％-7％)，优选为多元醇中含有的羟基摩尔数±(5％)，即如果多元醇分子中含有4个羟基，则乙酰丙酸的摩尔数为3.8-4.2；如果多元醇分子中含有2个羟基，则乙酰丙酸的摩尔数为1.9-2.1；如果多元醇分子中含有3个羟基，则乙酰丙酸的摩尔数为2.8-3.2。
特别是，酯化反应的反应物所述乙酰丙酸与多元醇的摩尔配比按照化学计量比，使得多元醇中醇羟基全部反应进行酯化反应。
特别是，所述酯化反应的温度为150-220℃，优选为160-180℃；反应时间为2-5h，优选为3-4h。
特别是，在固体酸催化剂的作用下，乙酰丙酸与多元醇进行所述的酯化反应。
其中，所述固体酸催化剂按照如下方法制备而成：将催化剂载体浸泡于酸溶液中，然后将固液分离后的催化剂载体依次进行干燥处理、煅烧处理，即得。
特别是，所述催化剂载体为硅藻土、高岭石或者ZrO2中的一种或多种；所述酸溶液选择硫酸溶液。
尤其是，所述硫酸溶液的浓度为0.1-1.0mol/L，优选为0.5mol/L。
其中，所述催化剂载体的重量与酸溶液的体积之比为1：2-8，即每1g催化剂载体浸泡于2-8ml的酸溶液中或每1kg催化剂载体浸泡于2-8L的酸溶液中，优选为1:5。
特别是，浸泡处理时间≥12h，优选为12-18h；所述干燥处理温度为80-120℃，优选为110℃；干燥时间为1-3h，优选为2h；所述煅烧处理温度为400-500℃，优选为450℃；煅烧时间为3-5h，优选为4h。
特别是，酯化反应过程中固体酸催化剂与乙酰丙酸的重量之比为1-5:100，优选3：100。
其中，所述乙酰丙酸多元醇酯与水的体积之比为20-80：20-80，优选为60-80:20-40，进一步优选为60-70：30-40，更进一步优选为65-70：30-35。
特别是，在搅拌状态下将酯化反应物乙酰丙酸多元醇酯与水混合均匀，搅拌速率为30-100rpm；搅拌时间为0.5-1.5h，优选为1h。
其中，所述乙酰丙酸来自于农林废弃物经水解工艺制得。
特别是，所述农林废弃物主要是指农作物秸秆、林业剩余物、城市园林绿地废弃物、废纸、木质包装、废木质家具、木质建筑废弃物等。
本发明另一方面提供一种生物基多元醇酯类水基润滑油的制备方法，包括如下顺序进行的步骤：
1)制备固体酸催化剂
将催化剂载体浸泡于酸溶液中，然后将固液分离后的催化剂载体依次进行干燥处理、煅烧处理，制得固体酸催化剂；
2)制备乙酰丙酸多元醇酯润滑剂
将乙酰丙酸、多元醇类化合物在固体酸催化剂的作用下进行酯化反应，酯化反应物进行固液分离，液体即为乙酰丙酸多元醇酯润滑剂；
3)制备生物基多元醇酯类水基润滑油
在搅拌状态下将乙酰丙酸多元醇酯润滑剂与水混合均匀，即得生物基多元醇酯类水基润滑油。
其中，步骤1)中所述催化剂载体为硅藻土、高岭石或者ZrO2中的一种或多种，优选为硅藻土、高岭石。
特别是，所述催化剂载体选择粒度为40-60目的硅藻土颗粒、高岭石颗粒。
其中，步骤1)中所述催化剂载体的重量与酸溶液的体积之比为1：2-8，即每1g催化剂载体浸泡于2-8ml的酸溶液中或每1kg催化剂载体浸泡于2-8L的酸溶液中，优选为1:5。
特别是，所述酸溶液选择硫酸溶液。
尤其是，所述硫酸溶液的浓度为0.1-1.0mol/L，优选为0.5mol/L。
其中，步骤1)中所述干燥处理的干燥温度为80-120℃，优选为110℃；干燥时间为1-3h，优选为2h；所述煅烧处理的煅烧温度为400-500℃，优选为450℃；煅烧时间为3-5h，优选为4h。
特别是，步骤1)中催化剂载体浸泡于酸溶液中的浸泡时间≥12h，优选为12-18h。
其中，步骤2)中所述多元醇类化合物选择分子中含有二个或二个以上羟基的醇类化合物。
特别是，所述多元醇类化合物选择三羟甲基丙烷、季戊四醇、新戊二醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇中的一种，优选为三羟甲基丙烷、季戊四醇、新戊二醇。
其中，步骤2)中所述固体酸催化剂与乙酰丙酸的重量份配比为1-5：100，优选为3：100。
特别是，步骤2)中所述多元醇与乙酰丙酸的摩尔比按照多元醇与乙酰丙酸进行酯化反应的化学计量进行配比，即多元醇含有的羟基的摩尔数与乙酰丙酸的摩尔数相匹配。
通常，按照多元醇与乙酰丙酸进行酯化反应的化学计量比，所述乙酰丙酸的摩尔数为多元醇中含有的羟基摩尔数±(5％-7％)，优选为多元醇中含有的羟基摩尔数±(5％)，即如果多元醇分子中含有4个羟基，则乙酰丙酸的摩尔数为3.8-4.2；如果多元醇分子中含有2个羟基，则乙酰丙酸的摩尔数为1.9-2.1；如果多元醇分子中含有3个羟基，则乙酰丙酸的摩尔数为2.8-3.2。
尤其是，酯化反应的反应物所述乙酰丙酸与多元醇的摩尔配比按照化学计量比，使得多元醇中醇羟基全部反应进行酯化反应。
尤其是，所述酯化反应的温度为150-220℃，优选为160-180℃；反应时间为2-5h，优选为3-4h。
特别是，酯化反应在搅拌状态下进行，搅拌速率为150-200rpm。
尤其是，酯化反应之后，进行固液分离处理(例如抽滤、离心等)，固体催化剂回收再利用；液体即为乙酰丙酸多元醇酯润滑剂。
其中，所述乙酰丙酸来自于农林废弃物经水解工艺制得。
特别是，所述农林废弃物主要是指农作物秸秆、林业剩余物、城市园林绿地废弃物、废纸、木质包装、废木质家具、木质建筑废弃物等。
其中，步骤3)中所述乙酰丙酸多元醇酯润滑剂与水的体积之比为20-80：20-80，优选为60-80:20-40，进一步优选为60-70：30-40，更进一步优选为65-70：30-35。。
特别是，在搅拌状态下将所述乙酰丙酸多元醇酯润滑剂与水混合均匀，其中搅拌速率为30-80rpm；搅拌时间为0.5-1.5h，优选为1h。
本发明又一方面提供一种按照上述方法制备而成的生物基多元醇酯类水基润滑油。
相对于现有技术，本发明具有以下优点：
1、水溶性乙酰丙酸多元醇酯为生物组分，具有原料廉价易得、产品无毒、非易燃易爆品、储存运输方便等特点，含水最高可以达到40％，成本低。
2、生物基水基润滑油适用于抗燃液压油、制动液、压缩机油、纺织润滑剂、金属加工液、制冷润滑剂、二冲程发动机油等场合，代替现有的聚醚(PAG)。
3、制备水基润滑油可进行生物降解，且可在常温条件下长时间保存。
4、酯化催化剂为负载型固体催化剂，分离简单，可重复使用。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1
1、制备固体酸催化剂
1A)将催化剂载体硅藻土置于球磨机进行球磨处理后并进行筛分处理，制成粒度为40-60目硅藻土颗粒催化剂载体颗粒；
1B)将催化剂载体颗粒硅藻土颗粒浸泡于硫酸溶液中，进行浸泡处理，其中催化剂载体硅藻土颗粒的质量与硫酸溶液的体积之比为1：5，即每1g催化剂载体硅藻土浸泡于5ml的硫酸溶液中或每1kg催化剂载体硅藻土浸泡于5L的硫酸溶液中；硫酸溶液的摩尔浓度为0.5mol/L；
1C)浸泡18h后，进行固液分离(抽滤、过滤等)，液相(即酸性液体)回收再利用，固相进行干燥处理，并干燥至绝干，其中干燥温度为110℃，干燥时间为2h；然后将干燥处理后的固体置于马弗炉内进行煅烧，制得固体酸催化剂SO4 2-/硅藻土，其中煅烧温度为450℃，煅烧时间为4h。
2、制备生物基多元醇酯类润滑剂
将乙酰丙酸、多元醇类化合物(季戊四醇)和固体酸催化剂(SO4 2-/硅藻土)置于恒温加热搅拌装置中，在搅拌状态下，加热进行酯化反应，生成生物基乙酰丙酸季戊四酯；其中，季戊四醇与乙酰丙酸的摩尔比为1:4；固体酸催化剂与乙酰丙酸的重量之比为3：100；搅拌速率为170rpm；酯化反应温度为180℃；反应时间为3h；反应结束后，进行固液分离处理(抽滤)，固体催化剂回收再利用；液体即为生物基多元醇酯类润滑剂(即生物基乙酰丙酸季戊四酯润滑剂)。
酯化反应酯化率高达96.2％。制备的生物基乙酰丙酸季戊四酯润滑剂为均匀透明液体材料。
3、制备多元醇酯类水基润滑油
在搅拌状态下，将制备的生物基多元醇酯类润滑剂(即生物基乙酰丙酸季戊四酯润滑剂)与水混合，搅拌均匀，制得多元醇酯类水基润滑油(即生物基乙酰丙酸季戊四酯水基润滑油)产品，其中，生物基多元醇酯类润滑剂与水的体积比为65：35，搅拌速度为30-80rpm；搅拌时间为1h。
制备的生物基乙酰丙酸季戊四酯水基润滑油为均匀透明液体材料，在室温下正常贮存60天依然保持均一溶液状态。按照石油产品国家标准、行业标准检测本发明制备的多元醇酯类水基润滑油的性能，其中：
按照国家标准GB/T 265-1988《石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法》测定本发明制备的多元醇酯类水基润滑油的100℃下运动粘度为12.4mm2/s；按照国家标准GB/T267-88《标准开口杯法》测定本发明制备的多元醇酯类水基润滑油的闪点(开口)为180.2℃；按照行业标准SY/T 0541-2009《原油凝点测定法》测定本发明制备的多元醇酯类水基润滑油的倾点为-55℃。
实施例2
制备固体酸催化剂的过程中，除了步骤1A)中催化剂载体颗粒的粒径为50-60目；步骤1B)中催化剂载体硅藻土颗粒的质量与硫酸溶液的体积之比为1:8；硫酸溶液的摩尔浓度为0.1mol/L；步骤1C)中浸泡时间为12h，干燥温度为80℃，干燥时间为3h；煅烧处理温度为500℃，煅烧时间为3h之外，其余与实施例1相同；
制备生物基多元醇酯类润滑剂过程中，除了季戊四醇与乙酰丙酸的摩尔比为1：4.2；固体酸催化剂与乙酰丙酸的重量之比为5：100；搅拌速率为150rpm；酯化反应温度为220℃；反应时间为2h之外，其余与实施例1相同；
制备多元醇酯类水基润滑油过程中，除了生物基多元醇酯类润滑剂与水的体积比为60:40，搅拌速度为80rpm；搅拌时间为0.5h之外，其余与实施例1相同。
制备的生物基乙酰丙酸季戊四酯水基润滑油为均匀透明液体材料，在室温下正常贮存60天依然保持均一溶液状态。按照石油产品国家标准、行业标准检测本发明制备的多元醇酯类水基润滑油的性能，测定结果为：多元醇酯类水基润滑油的运动粘度(100℃)12.9mm2/s；闪点(开口)为186.4℃；倾点-53℃。
实施例3
制备固体酸催化剂的过程中，除了步骤1A)中催化剂载体颗粒的粒径为40-50目；步骤1B)中催化剂载体硅藻土颗粒的质量与硫酸溶液的体积之比为1:3；硫酸溶液的摩尔浓度为1.0mol/L；步骤1C)中浸泡时间为18h，干燥温度为120℃，干燥时间为1h；煅烧处理温度为400℃，煅烧时间为5h之外，其余与实施例1相同；
制备生物基多元醇酯类润滑剂过程中，除了季戊四醇与乙酰丙酸的摩尔比为1：3.8；固体酸催化剂与乙酰丙酸的重量之比为1：100；搅拌速率为200rpm；酯化反应温度为150℃；反应时间为5h之外，其余与实施例1相同；
制备多元醇酯类水基润滑油过程中，除了生物基多元醇酯类润滑剂与水的体积比为70:30，搅拌速度为30rpm；搅拌时间为1.5h之外，其余与实施例1相同。
制备的生物基乙酰丙酸季戊四酯水基润滑油为均匀透明液体材料，在室温下正常贮存60天依然保持均一溶液状态。按照石油产品国家标准、行业标准检测本发明制备的多元醇酯类水基润滑油的性能，测定结果为：多元醇酯类水基润滑油的运动粘度(100℃)10.9mm2/s；闪点(开口)为191.5℃；倾点-50℃。
实施例4
1、制备固体酸催化剂
1A)将催化剂载体高岭石置于球磨机进行球磨处理后并进行筛分处理，制成粒度为40-60目高岭石颗粒催化剂载体颗粒；
1B)将催化剂载体颗粒高岭石颗粒浸泡于硫酸溶液中，进行浸泡处理，其中催化剂载体高岭石颗粒的质量与硫酸溶液的体积之比为1：4，即每1g催化剂载体高岭石浸泡于4ml的硫酸溶液中或每1kg催化剂载体高岭石浸泡于4L的硫酸溶液中；硫酸溶液的摩尔浓度为0.5mol/L；
1C)浸泡18h后，进行固液分离(抽滤、过滤等)，液相(即酸性液体)回收再利用，固相进行干燥处理，并干燥至绝干，其中干燥温度为110℃，干燥时间为2h；然后将干燥处理后的固体置于马弗炉内进行煅烧，制得固体酸催化剂SO4 2-/高岭石，其中煅烧温度为500℃，煅烧时间为4h。
2、制备生物基多元醇酯类润滑剂
将乙酰丙酸、多元醇类化合物(三羟甲基丙烷)和固体酸催化剂(SO4 2-/高岭石)置于恒温加热搅拌装置中，在搅拌状态下，加热进行酯化反应，生成生物基乙酰丙酸三羟甲基丙烷酯；其中，三羟甲基丙烷与乙酰丙酸的摩尔比为1:3；固体酸催化剂与乙酰丙酸的重量之比为3：100；搅拌速率为170rpm；酯化反应温度为180℃；反应时间为4h；反应结束后，进行固液分离处理(抽滤)，固体催化剂回收再利用；液体即为生物基多元醇酯类润滑剂(即生物基乙酰丙酸三羟甲基丙烷酯润滑剂)。
酯化反应酯化率高达97.6％。制备的生物基乙酰丙酸三羟甲基丙烷酯润滑剂为均匀透明液体材料。
3、制备多元醇酯类水基润滑油
在搅拌状态下，将制备的生物基多元醇酯类润滑剂(即生物基乙酰丙酸三羟甲基丙烷酯润滑剂)与水混合，搅拌均匀，制得多元醇酯类水基润滑油(即生物基乙酰丙酸三羟甲基丙烷酯水基润滑油)产品，其中，生物基多元醇酯类润滑剂与水的体积比为70：30，搅拌速度为80rpm；搅拌时间为1h。
制备的生物基乙酰丙酸季戊四酯水基润滑油为均匀透明液体材料，在室温下正常贮存60天依然保持均一溶液状态。按照石油产品国家标准、行业标准检测本发明制备的多元醇酯类水基润滑油的性能，测定结果为：生物基乙酰丙酸三羟甲基丙烷酯润滑油运动粘度(100℃)13.2mm2/s；闪点(开口)180.8℃；倾点-54.3℃。
实施例5
制备固体酸催化剂的过程中，除了步骤1A)中催化剂载体颗粒的粒径为50-60目；步骤1B)中催化剂载体高岭石颗粒的质量与硫酸溶液的体积之比为1:2；硫酸溶液的摩尔浓度为1.0mol/L；步骤1C)中浸泡时间为18h，干燥温度为120℃，干燥时间为1h；煅烧处理温度为400℃，煅烧时间为5h之外，其余与实施例4相同；
制备生物基多元醇酯类润滑剂过程中，除了季戊四醇与乙酰丙酸的摩尔比为1：3.2；固体酸催化剂与乙酰丙酸的重量之比为1：100；搅拌速率为150rpm；酯化反应温度为220℃；反应时间为2h之外，其余与实施例4相同；
制备多元醇酯类水基润滑油过程中，除了生物基多元醇酯类润滑剂与水的体积比为80：20，搅拌速度为100rpm；搅拌时间为0.5h之外，其余与实施例4相同。
制备的生物基乙酰丙酸季戊四酯水基润滑油为均匀透明液体材料，在室温下正常贮存60天依然保持均一溶液状态。按照石油产品国家标准、行业标准检测本发明制备的多元醇酯类水基润滑油的性能，测定结果为：多元醇酯类水基润滑油的运动粘度(100℃)10.9mm2/s；闪点(开口)为196.4℃；倾点-59℃。
实施例6
制备固体酸催化剂的过程中，除了步骤1A)中催化剂载体颗粒的粒径为40-50目；步骤1B)中催化剂载体高岭石颗粒的质量与硫酸溶液的体积之比为1:6；硫酸溶液的摩尔浓度为0.1mol/L；步骤1C)中浸泡时间为18h，干燥温度为80℃，干燥时间为3h；煅烧处理温度为450℃，煅烧时间为3h之外，其余与实施例4相同；
制备生物基多元醇酯类润滑剂过程中，除了季戊四醇与乙酰丙酸的摩尔比为1：2.8；固体酸催化剂与乙酰丙酸的重量之比为5：100；搅拌速率为200rpm；酯化反应温度为150℃；反应时间为3h之外，其余与实施例4相同；
制备多元醇酯类水基润滑油过程中，除了生物基多元醇酯类润滑剂与水的体积比为60：40，搅拌速度为50rpm；搅拌时间为1.5h之外，其余与实施例4相同。
制备的生物基乙酰丙酸季戊四酯水基润滑油为均匀透明液体材料，在室温下正常贮存60天依然保持均一溶液状态。按照石油产品国家标准、行业标准检测本发明制备的多元醇酯类水基润滑油的性能，测定结果为：多元醇酯类水基润滑油的运动粘度(100℃)10.2mm2/s；闪点(开口)为175.6℃；倾点-54℃。
实施例7
1、制备固体酸催化剂
1A)将催化剂载体硅藻土置于球磨机进行球磨处理后并进行筛分处理，制成粒度为40-60目硅藻土颗粒催化剂载体颗粒；
1B)将催化剂载体颗粒硅藻土颗粒浸泡于硫酸溶液中，进行浸泡处理，其中催化剂载体硅藻土颗粒的质量与硫酸溶液的体积之比为1:5，即每1g催化剂载体硅藻土浸泡于5ml的硫酸溶液中或每1kg催化剂载体硅藻土浸泡于5L的硫酸溶液中；硫酸溶液的摩尔浓度为0.5mol/L；
1C)浸泡18h后，进行固液分离(抽滤、过滤等)，液相(即酸性液体)回收再利用，固相进行干燥处理，并干燥至绝干，其中干燥温度为110℃，干燥时间为2h；然后将干燥处理后的固体置于马弗炉内进行煅烧，制得固体酸催化剂SO4 2-/硅藻土，其中煅烧温度为500℃，煅烧时间为4h。
2、制备生物基多元醇酯类润滑剂
将乙酰丙酸、多元醇类化合物(新戊二醇)和固体酸催化剂(SO4 2-/硅藻土)置于恒温加热搅拌装置中，在搅拌状态下，加热进行酯化反应，生成生物基乙酰丙酸新戊二醇酯；其中，新戊二醇与乙酰丙酸的摩尔比为1:2；固体酸催化剂与乙酰丙酸的重量之比为3：100；搅拌速率为150-200rpm；酯化反应温度为160℃；反应时间为4h；反应结束后，进行固液分离处理(抽滤)，固体催化剂回收再利用；液体即为生物基多元醇酯类润滑剂(即生物基乙酰丙酸新戊二醇酯润滑剂)。
酯化反应酯化率高达92.4％。制备的生物基乙酰丙酸新戊二醇酯润滑剂为均匀透明液体材料。
3、制备多元醇酯类水基润滑油
在搅拌状态下，将制备的生物基多元醇酯类润滑剂(即生物基乙酰丙酸新戊二醇酯润滑剂)与水混合，搅拌均匀，制得多元醇酯类水基润滑油(即生物基乙酰丙酸新戊二醇酯水基润滑油)产品，其中，生物基多元醇酯类润滑剂与水的体积比为70：30，搅拌速度为50-100rpm；搅拌时间为1h。
制备的生物基乙酰丙酸新戊二醇酯水基润滑油为均匀透明液体材料，在室温下正常贮存60天依然保持均一溶液状态。按照石油产品国家标准、行业标准检测本发明制备的多元醇酯类水基润滑油的性能，测定结果为：多元醇酯类水基润滑油的运动粘度(100℃)12.1mm2/s；闪点(开口)173℃；倾点-58℃。

Claims (10)

1.一种生物基多元醇酯类水基润滑油的制备方法，其特征是，包括首先将乙酰丙酸与多元醇进行酯化反应，然后将酯化反应物乙酰丙酸多元醇酯与水混合均匀。
2.一种生物基多元醇酯类水基润滑油的制备方法，其特征是，包括如下顺序进行的步骤：
1)制备固体酸催化剂
将催化剂载体浸泡于酸溶液中，然后将固液分离后的催化剂载体依次进行干燥处理、煅烧处理，制得固体酸催化剂；
2)制备乙酰丙酸多元醇酯润滑剂
将乙酰丙酸、多元醇类化合物在固体酸催化剂的作用下进行酯化反应，酯化反应物进行固液分离，液体即为乙酰丙酸多元醇酯润滑剂；
3)制备生物基多元醇酯类水基润滑油
在搅拌状态下将乙酰丙酸多元醇酯润滑剂与水混合均匀，即得生物基多元醇酯类水基润滑油。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征是，步骤1)中所述催化剂载体为硅藻土、高岭石或者ZrO2中的一种或多种。
4.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征是，步骤1)中所述催化剂载体的重量与酸溶液的体积之比为1：2-8。
5.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征是，步骤1)中所述酸溶液选择硫酸溶液。
6.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征是，步骤1)中所述干燥处理的干燥温度为80-120℃；所述煅烧处理的煅烧温度为400-500℃，煅烧时间为3-5h。
7.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征是，步骤2)中所述多元醇类化合物选择分子中含有二个或二个以上羟基的醇类化合物。
8.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征是，步骤2)中所述固体酸催化剂与乙酰丙酸的重量份配比为1-5：100，优选为3：100。
9.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征是，步骤3)中所述生物基酯类乳化剂与水的体积之比为20-70：30-80，优选为60-70：30-40。
10.一种生物基多元醇酯类水基润滑油，其特征是，按照如权利要求1-9任一所述方法制备而成。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102030646A (zh) * 2010-11-18 2011-04-27 郑州大学 一种纤维素类物质水解直接转化生成乙酰丙酸乙酯的工艺
CN102887825A (zh) * 2012-09-04 2013-01-23 陕西省石油化工研究设计院 一种复合固体酸催化制备多元醇酯类润滑油的方法
CN104830513A (zh) * 2015-06-07 2015-08-12 烟台顺隆化工科技有限公司 一种半合成型金属切削液

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102030646A (zh) * 2010-11-18 2011-04-27 郑州大学 一种纤维素类物质水解直接转化生成乙酰丙酸乙酯的工艺
CN102887825A (zh) * 2012-09-04 2013-01-23 陕西省石油化工研究设计院 一种复合固体酸催化制备多元醇酯类润滑油的方法
CN104830513A (zh) * 2015-06-07 2015-08-12 烟台顺隆化工科技有限公司 一种半合成型金属切削液

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HAIRUI JI等: ""Synthesis of levulinic acid-based polyol ester and its influence on tribological behavior as a potential lubricant"", 《RSC ADVANCES》 *

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