CN111484886A - 一种多元醇酯基础油及其制备方法 - Google Patents

一种多元醇酯基础油及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种多元醇酯基础油及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：a)将多元醇和混合脂肪酸在催化剂存在下进行反应，得到多元醇酯基础油；所述多元醇为单季戊四醇和双季戊四醇；所述混合脂肪酸包括正己酸、异己酸、正庚酸、异庚酸和正癸酸中的两种以上。与现有技术相比，本发明提供的多元醇酯基础油采用特定组成的原料制备而成，得到的产品具有高黏度指数、高闪点，且综合性能优异，能够满足润滑油在日益苛刻的发动机运行条件下的应用。

Description

一种多元醇酯基础油及其制备方法
技术领域
本发明涉及润滑油技术领域，更具体地说，是涉及一种多元醇酯基础油及其制备方法。
背景技术
润滑油广泛应用于航空航天、高铁、汽车、机械、冶金等领域，随着科技技术的高速发展，对润滑油的使用条件和质量提出了更高的要求，要求其具有更好的抗氧化稳定性、更高的黏度指数和低温流动性等。其中，基础油是润滑油的重要组成部分，基础油质量的好坏将直接影响润滑油的质量。而国内的高黏度指数润滑油的基础油主要依靠进口，目前没有进行大规模工业化生产。因此，对高黏度指数基础油的开发将有利于我国高档润滑油的生产和应用。
公开号为CN109054923A的中国专利公开了一种多元醇酯基础油，由多元醇和混合脂肪酸经酯化反应后制成；所述多元醇包括单季戊四醇、双季戊四醇和三季戊四醇中的一种或多种；所述混合脂肪酸包括正庚酸和异壬酸，还包括正辛酸、正壬酸和正癸酸中的一种或多种。通过对制备多元醇酯基础油的原料物进行优化选择，获得了一种耐高温性能优异且满足基础理化性能指标要求的多元醇酯基础油。而文献《新戊基多元醇酯的制备及其黏度特性》制备了一系列新戊基多元醇酯；通过实验结果表明合成了酯化率较高且杂原子很低的新戊基多元醇酯，季戊四醇二脂肪酸混合酯由五种组分构成；其运动黏度随脂肪酸碳原子数、长链脂肪酸、异构酸、长链异构酸、醇羟基数含量增大而逐渐增大；其黏度指数随脂肪酸碳原子数、长链脂肪酸、长链异构酸和醇羟基数含量的增大变化不明显，而随异构酸含量的增加逐渐降低。
随着市场对高粘度指数润滑油基础油的需求日渐增大，提供一种高粘度指数的多元醇酯基础油，将其应用至航空航天、高铁、汽车、机械、冶金等领域，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多元醇酯基础油及其制备方法，本发明提供的制备方法制备得到的多元醇酯基础油具有高黏度指数、高闪点，能够满足润滑油在日益苛刻的发动机运行条件下的应用。
本发明提供了一种多元醇酯基础油的制备方法，包括以下步骤：
a)将多元醇和混合脂肪酸在催化剂存在下进行反应，得到多元醇酯基础油；所述多元醇为单季戊四醇和双季戊四醇；所述混合脂肪酸包括正己酸、异己酸、正庚酸、异庚酸和正癸酸中的两种以上。
优选的，步骤a)中所述多元醇中单季戊四醇和双季戊四醇的摩尔比为1：(6～20)。
优选的，步骤a)中所述混合脂肪酸为正己酸和正庚酸；所述混合脂肪酸中正己酸和正庚酸的质量比为3：(4～7)。
优选的，步骤a)中所述混合脂肪酸为正己酸和异庚酸；所述混合脂肪酸中正己酸和异庚酸的质量比为3：(2～5)。
优选的，步骤a)中所述混合脂肪酸为正己酸和正癸酸；所述混合脂肪酸中正己酸和正癸酸的质量比为8：(1～2)。
优选的，步骤a)中所述多元醇和混合脂肪酸的质量比为(4～8)：13。
优选的，步骤a)中所述催化剂包括硫酸、硫酸氢钠、钛酸酯、活性炭、氧化锌和阳离子交换树脂中的一种或多种。
优选的，步骤a)中所述反应的温度为160℃～240℃，时间为5h～14h。
优选的，所述步骤a)还包括：
将反应后得到的反应混合物依次进行脱酸、碱洗、水洗和脱水，得到多元醇酯基础油。
本发明还提供了一种多元醇酯基础油，由上述技术方案所述的制备方法制备而成。
本发明提供了一种多元醇酯基础油及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：a)将多元醇和混合脂肪酸在催化剂存在下进行反应，得到多元醇酯基础油；所述多元醇为单季戊四醇和双季戊四醇；所述混合脂肪酸包括正己酸、异己酸、正庚酸、异庚酸和正癸酸中的两种以上。与现有技术相比，本发明提供的多元醇酯基础油采用特定组成的原料制备而成，得到的产品具有高黏度指数、高闪点，且综合性能优异，能够满足润滑油在日益苛刻的发动机运行条件下的应用。
此外，本发明提供的制备方法简单、条件温和，适合大规模工业生产。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种多元醇酯基础油的制备方法，包括以下步骤：
a)将多元醇和混合脂肪酸在催化剂存在下进行反应，得到多元醇酯基础油；所述多元醇为单季戊四醇和双季戊四醇；所述混合脂肪酸包括正己酸、异己酸、正庚酸、异庚酸和正癸酸中的两种以上。
本发明将多元醇和混合脂肪酸在催化剂存在下进行反应，得到多元醇酯基础油。在本发明中，所述多元醇为单季戊四醇和双季戊四醇；所述多元醇中单季戊四醇和双季戊四醇的摩尔比优选为1：(6～20)，更优选为1：10。本发明对所述多元醇的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述单季戊四醇和双季戊四醇的市售商品即可。
在本发明中，所述混合脂肪酸包括正己酸、异己酸、正庚酸、异庚酸和正癸酸中的两种以上，优选选自正己酸、异己酸、正庚酸、异庚酸和正癸酸中的两种。在本发明一个优选的实施例中，所述混合脂肪酸为正己酸和正庚酸；所述混合脂肪酸中正己酸和正庚酸的质量比优选为3：(4～7)，更优选为3：5.5；在本发明另一个优选的实施例中，所述混合脂肪酸为正己酸和异庚酸；所述混合脂肪酸中正己酸和异庚酸的质量比优选为3：(2～5)，更优选为3：3.5；在本发明另一个优选的实施例中，所述混合脂肪酸为正己酸和正癸酸；所述混合脂肪酸中正己酸和正癸酸的质量比优选为8：(1～2)，更优选为8：1.5。本发明对所述混合脂肪酸的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的正己酸、异己酸、正庚酸、异庚酸和正癸酸的市售商品即可。
在本发明中，所述多元醇和混合脂肪酸的质量比优选为(4～8)：13，更优选为(5～7)：13。
在本发明中，所述催化剂优选包括硫酸、硫酸氢钠、钛酸酯、活性炭、氧化锌和阳离子交换树脂中的一种或多种，更优选为硫酸。本发明对所述催化剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述硫酸、硫酸氢钠、钛酸酯、活性炭、氧化锌和阳离子交换树脂的市售商品即可。
在本发明中，所述反应的温度优选为160℃～240℃，更优选为200℃；所述反应的时间优选为5h～14h，更优选为10h。
在本发明中，所述步骤a)优选还包括：
将反应后得到的反应混合物依次进行脱酸、碱洗、水洗和脱水，得到多元醇酯基础油。
本发明提供的制备方法简单、条件温和，适合大规模工业生产。
本发明还提供了一种多元醇酯基础油，由上述技术方案所述的制备方法制备而成。本发明提供的多元醇酯基础油具有高黏度指数不仅具有良好的黏温性能，而且高低温性能较好，适用范围较广，可在航空航天、高铁、汽车、机械、冶金等领域进行应用，尤其对黏温性能要求较高的发动机润滑领域具有较高应用价值；面对日益苛刻的润滑油使用条件，此类合成油具有很大应用价值。
本发明提供了一种多元醇酯基础油及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：a)将多元醇和混合脂肪酸在催化剂存在下进行反应，得到多元醇酯基础油；所述多元醇为单季戊四醇和双季戊四醇；所述混合脂肪酸包括正己酸、异己酸、正庚酸、异庚酸和正癸酸中的两种以上。与现有技术相比，本发明提供的多元醇酯基础油采用特定组成的原料制备而成，得到的产品具有高黏度指数、高闪点，且综合性能优异，能够满足润滑油在日益苛刻的发动机运行条件下的应用。
此外，本发明提供的制备方法简单、条件温和，适合大规模工业生产。
为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。本发明以下实施例中所用的原料均为市售商品。
实施例1
将30重量份的多元醇(摩尔比为1：10的单季戊四醇和双季戊四醇)和70重量份的混合脂肪酸(质量比为3：5.5的正己酸和正庚酸)充分混合，再加入0.5重量份质量浓度为10％的硫酸，在200℃下反应10h，得到反应混合物；再将得到的反应混合物依次进行脱酸、碱洗、水洗和脱水，得到多元醇酯基础油。
实施例2
将25重量份的多元醇(摩尔比为1：6的单季戊四醇和双季戊四醇)和65重量份的混合脂肪酸(质量比为3：3.5的正己酸和异庚酸)充分混合，再加入0.5重量份质量浓度为10％的硫酸，在200℃下反应10h，得到反应混合物；再将得到的反应混合物依次进行脱酸、碱洗、水洗和脱水，得到多元醇酯基础油。
实施例3
将35重量份的多元醇(摩尔比为1：20的单季戊四醇和双季戊四醇)和65重量份的混合脂肪酸(质量比为8：1.5的正己酸和正癸酸)充分混合，再加入0.5重量份质量浓度为10％的硫酸，在200℃下反应10h，得到反应混合物；再将得到的反应混合物依次进行脱酸、碱洗、水洗和脱水，得到多元醇酯基础油。
对比例1
将30重量份的单季戊四醇和70重量份的混合脂肪酸(质量比为3：5.5的正己酸和正庚酸)充分混合，再加入0.5重量份质量浓度为10％的硫酸，在200℃下反应10h，得到反应混合物；再将得到的反应混合物依次进行脱酸、碱洗、水洗和脱水，得到多元醇酯基础油。
对比例2
将30重量份的双季戊四醇和70重量份的混合脂肪酸(质量比为3：5.5的正己酸和正庚酸)充分混合，再加入0.5重量份质量浓度为10％的硫酸，在200℃下反应10h，得到反应混合物；再将得到的反应混合物依次进行脱酸、碱洗、水洗和脱水，得到多元醇酯基础油。
对比例3
将30重量份的多元醇(摩尔比为1：10的单季戊四醇和双季戊四醇)和70重量份的正己酸充分混合，再加入0.5重量份质量浓度为10％的硫酸，在200℃下反应10h，得到反应混合物；再将得到的反应混合物依次进行脱酸、碱洗、水洗和脱水，得到多元醇酯基础油。
对比例4
将30重量份的多元醇(摩尔比为1：10的单季戊四醇和双季戊四醇)和70重量份的正庚酸充分混合，再加入0.5重量份质量浓度为10％的硫酸，在200℃下反应10h，得到反应混合物；再将得到的反应混合物依次进行脱酸、碱洗、水洗和脱水，得到多元醇酯基础油。
对实施例1～3及对比例1～4制备得到的多元醇酯基础油的各项性能进行分析，分析结果参见表1所示。
表1实施例1～3及对比例1～4制备得到的多元醇酯基础油的各项性能数据
Figure BDA0002487985420000061
由表1可知，本发明实施例1～3制备得到的多元醇酯基础油的运动粘度(40℃)不超过28mm2/s，倾点低于-60℃，具有高黏度指数(≥135)、高闪点(≥250℃)，能够满足润滑油在日益苛刻的发动机运行条件下的应用。
所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种多元醇酯基础油的制备方法，包括以下步骤：
a)将多元醇和混合脂肪酸在催化剂存在下进行反应，得到多元醇酯基础油；所述多元醇为单季戊四醇和双季戊四醇；所述混合脂肪酸包括正己酸、异己酸、正庚酸、异庚酸和正癸酸中的两种以上。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述多元醇中单季戊四醇和双季戊四醇的摩尔比为1：(6～20)。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述混合脂肪酸为正己酸和正庚酸；所述混合脂肪酸中正己酸和正庚酸的质量比为3：(4～7)。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述混合脂肪酸为正己酸和异庚酸；所述混合脂肪酸中正己酸和异庚酸的质量比为3：(2～5)。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述混合脂肪酸为正己酸和正癸酸；所述混合脂肪酸中正己酸和正癸酸的质量比为8：(1～2)。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述多元醇和混合脂肪酸的质量比为(4～8)：13。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述催化剂包括硫酸、硫酸氢钠、钛酸酯、活性炭、氧化锌和阳离子交换树脂中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述反应的温度为160℃～240℃，时间为5h～14h。
9.根据权利要求1～8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a)还包括：
将反应后得到的反应混合物依次进行脱酸、碱洗、水洗和脱水，得到多元醇酯基础油。
10.一种多元醇酯基础油，由权利要求1～8任一项所述的制备方法制备而成。
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