CN113683506A - 一种双酯衍生物型润滑油基础油及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双酯衍生物型润滑油基础油及其制备方法，属于润滑油技术领域。该制备方法包括取环氧脂肪酸甲酯与短链脂肪醇在磷酸催化下，反应温度为80～110℃下反应15～25h，制得双酯衍生物，且双酯衍生物的结构式如下式I所示：
Figure DDA0003225471930000011
其中，上述式I中R取自，正丙基、正丁基、正戊基、异戊基、正己基中任意一种。本发明设计的双酯衍生物在润滑油基础油中具备较好的应用。

Description

一种双酯衍生物型润滑油基础油及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种新型基础油，属于润滑油技术领域，具体地涉及一种双酯衍生物型润滑油基础油及其制备方法。
背景技术
近年来，许多国家越来越关注开发和发展生态环境友好润滑剂作为传统矿物基润滑剂的替代品，生态环境友好润滑剂将在未来工业和交通的发展中将起着重要作用。传统矿物基润滑剂具有可生物降解性能差和毒性大的缺点，致使其环境友好性差，一旦泄露到环境中，将会造成巨大的生态灾难。因此，减少使用传统矿物基润滑剂或者找到其替代品将具有重大的生态环境意义。
餐饮废油是动植物油脂经反复高温加热使用后的废弃物，其含有一定量的酚类、酮类等有毒有害物质和多环芳烃、苯并芘等致癌物质。这些有毒有害物质，一旦进入环境或被人体摄入，将会导致严重的环境灾难并对人类的生命健康构成严重的威胁。在全球能源危机及环境保护呼声日益高涨的情形下，对餐饮废油进行资源化利用，替代矿物油作为生产助剂、表面活性剂、化工原料、生物柴油、润滑油等的原料，实现变废为宝，不仅可以改善生态环境、缓解能源危机，还可以创造可观的经济效益、促进经济可持续发展，具有十分重要的理论意义和现实意义，餐饮废油的主要组分是动植物油，动植物油具有粘度指数高、润滑性能好、闪点高、挥发损失少和可生物降解等优点，可以作为传统矿物基润滑剂的潜在替代品。但动植物油基本成分甘油三酯分子结构中含有C＝C不饱和双键β-CH活性位点，以及甘油三酯分子在低温下容易发生堆积作用而形成大晶体，致使动植物油的热氧化稳定性能、水解稳定性能和低温流动性能不够理想，限制了其作为润滑油基础油的大规模生产和广泛使用。目前，动植物油的改性方法包括生物改性、化学改性和添加剂改性等，其中化学改性由包括氢化、酯化、环氧化、置换、酰化、Friedel-Crafts烷氧基化，或者将以上的改性方法组合使用。
中国发明专利申请(申请公布日：CN109055019A，申请公布号：2018-12-21)公开了一种化学改性餐饮废油制备润滑油基础油的方法，属于化学化工技术领域。首先在催化剂作用下将经预处理后的餐饮废油与甲醇进行酯交换反应得到脂肪酸甲酯，再将脂肪酸甲酯与甲酸在催化剂存在下进行原位环氧化反应得到环氧脂肪酸甲酯，最后再在催化剂存在下和氮气保护下将环氧脂肪酸甲酯与酸酐进行环氧键开环反应制备出三酯衍生物润滑油基础油。本发明开发了一条餐饮废油资源化利用的新方法，制备的三酯衍生物改善了餐饮废油的低温流动性和热氧化安定性，作为传统矿物基润滑油基础油的替代品，实现变废为宝，不仅可以改善生态环境，还可以缓解能源危机，具有较强的推广和应用价值。
CN109055019A：该专利是以餐饮废油为原材料，依次通过酯交换反应和环氧化反应改性后得到环氧脂肪酸甲酯，采用(C1—C6)酸酐对环氧脂肪酸甲酯进行开环改性得到一系列的三酯衍生物作为润滑油基础油。而本发明是在该申请的基础上，采用(C1—C6)短链脂肪醇对环氧脂肪酸甲酯进行开环改性得到一系列的双酯衍生物作为润滑油基础油。因此，从技术方案来说，该申请不同于CN109055019A，是一种新型的环氧脂肪酸甲酯开环改性方法，所得到的双酯衍生物也不同于CN109055019A得到的三酯衍生物，二者分属于不同类型的酯类润滑油基础油。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种双酯衍生物型润滑油基础油及其制备方法。本发明探究了短链脂肪醇碳链长度对双酯衍生物的极压性能、减摩性能、抗磨性能等摩擦性能的影响，结果表明所有产物的极压性能对比原材料有了极大改善，但与碳链长度无太大联系；随着醇的碳链增大，双酯衍生物的摩擦系数呈现出先降低后增加的趋势；随着醇的碳链的增长，其磨斑直径会相应的降低，抗磨性能增强；此外，双酯衍生物对ZDDP具有较好的感受性，其摩擦学性能得到较好改善。
为实现上述目的，本发明公开了一种双酯衍生物，它具备如下化学结构式：
Figure BDA0003225471910000031
其中，上述式I中R取自，正丙基、正丁基、正戊基、异戊基、正己基中任意一种、任意两种、任意三种、任意四种或多种混合。
进一步地，R为异戊基。
为更好的实现本发明技术目的，本发明还公开了上述双酯衍生物的制备方法，所述双酯衍生物为取环氧脂肪酸甲酯与短链脂肪醇在磷酸催化下，反应温度为80～110℃下反应15～25h制得。
进一步地，所述环氧脂肪酸甲酯与短链脂肪醇之间摩尔比为(3～5):1。
进一步地，所述环氧脂肪酸甲酯与短链脂肪醇之间摩尔比为4:1。
进一步地，所述磷酸的用量为环氧脂肪酸甲酯与短链脂肪醇总质量的1.5～3.0％。
本发明还公开了一种双酯衍生物型润滑油基础油，它包括具备如下式I结构式中的一种或两种及两种以上：
Figure BDA0003225471910000032
其中，上述式I中R取自，正丙基、正丁基、正戊基、异戊基或正己基。
进一步地，上述式I中R为异戊基。
此外，本发明还公开了一种双酯衍生物在润滑油基础油中的应用。
本发明的有益效果主要体现在如下：
本发明考察了短链脂肪醇碳链长度对双酯衍生物的极压性能、减摩性能、抗磨性能等摩擦性能的影响，结果表明，所有产物极压性能对比原材料有了极大的改善，尤其是i-WAD，其最大无卡咬负荷达到了1020N，与碳链长度无太大联系；随着醇的碳链的增大，双酯衍生物的摩擦系数呈现出先降低后增加的趋势。随着负荷的增加，摩擦系数也会相对应的增加，但部分产物在200N到400N的负荷下摩擦系数会降低；随着醇的碳链的增长，其磨斑直径会相应的降低，抗磨性能增强，故本发明设计的双酯衍生物可作为润滑油基础油使用。
附图说明
图1为反应温度对产物环氧值影响的线性关系图；
图2为反应时间对产物环氧值影响的线性关系图；
图3为催化剂用量对产物环氧值影响的线性关系图；
图4为环氧脂肪酸甲酯的红外光谱图；
图5为环氧脂肪酸甲酯的核磁氢谱图；
图6为正己醇开环衍生物的红外光谱图；
图7为图6中产物的核磁氢谱图；
图8为图6中产物的氧化安定性对比图；
图9为图6中产物的PB值图示；
图10为图6中产物的摩擦系数变化图；
图11为图6中产物的磨斑直径变化图；
图12为图6中产物及150N钢球磨斑形貌图。
具体实施方式
为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。
本发明设计的实施例采用的实验试剂及仪器如下表1和表2所示；
表1主要试剂和药品及其生产厂家
Figure BDA0003225471910000041
Figure BDA0003225471910000051
表2主要仪器及其生产厂家
Figure BDA0003225471910000052
Figure BDA0003225471910000061
实施例1
本实施例公开了环氧脂肪酸甲酯开环反应制备双酯衍生物：
取环氧脂肪酸甲酯50mL，按醇油摩尔比4:1量取正己醇74mL，将二者混合加入到三颈烧瓶中，称取一定量磷酸加到反应物中，用电磁加热套加热，打开搅拌器搅拌，回流反应25h，其中，反应原理如下所示：
Figure BDA0003225471910000062
对上述制备的双酯衍生物的环氧值进行测定，具体如下：
(1)配置0.1mol/L和0.01mol/L的氢氧化钠溶液。
(2)配置盐酸-丙酮溶液：按体积计，取盐酸1份、丙酮40份混合，密闭贮存于玻璃瓶中，现配现用。
(3)配置混合指示液：首先配置0.1％的甲酚红溶液，然后取0.1％的甲酚红溶液10mL，加入0.1％百里香酚蓝溶液30mL，混合均匀。以0.1mol/L的氢氧化钠及0.1mol/L的盐酸溶液调至中性。
(4)精确称取0.5～1g的双酯衍生物置于250mL磨口三角锥形瓶中，精确加入盐酸-丙酮溶液20mL，密塞，摇匀后放置暗处，静置30min。加入混合指示液5滴，用0.15mol/L的氢氧化钠标准溶液滴定至紫蓝色，同时作空白试验。
(5)计算：每100g样品中环氧乙烷基中氧的克数称为环氧值，环氧值X按如下数学关系式进行计算：
Figure BDA0003225471910000071
V——空白试验消耗氢氧化钠标准溶液的体积(mL)；
V1——试样试验消耗氢氧化钠标准溶液的体积(mL)；
V2——试样中测定酸值消耗氢氧化钠标准溶液的体积(mL)；
N——氢氧化钠标准溶液的浓度(mol/L)；
W——试样重量(g)；
G——测定酸值时试样的重量(g)；
0.016——氧的毫克当量。
上述测量结果的允许误差如表3所示；
表3环氧值测定允许误差
Figure BDA0003225471910000072
(6)产物的后处理：
除去催化剂磷酸
磷酸易溶于水，将产物加入50mL蒸馏水，并倒入分液漏斗中，来回振荡，摇动，同时放气，静置一段时间后放出下层水层，重复实验3次。
除去产品中过量的醇
安装连接好旋转蒸发器和循环水真空泵，并通好冷凝水。打开循环水真空泵电源和旋转蒸发器电源，调节真空压力为0.2MPa，此时正己醇对应的沸点为103℃，调节旋转蒸发器的加热温度为103℃。打开进样开关。把样品装入旋转瓶中，在油浴中加热至收集蒸发产物正己醇的烧瓶中不再增加。蒸发结束后，关闭电源开关、循环泵开关、真空泵抽气开关，收集样品，清洗样品收集瓶，旋转瓶。
干燥水分
将产物倒入烧杯中，加入无水硫酸镁，再放入真空干燥箱中，静置24h，过滤除去干燥剂无水硫酸镁，所得油状液体即为双酯衍生物。
实施例2
探究影响环氧脂肪酸甲酯开环改性的各因素
(1)反应温度的影响
取环氧脂肪酸甲酯50mL，按醇油摩尔比4:1量取正己醇74mL，将二者混合加入到三颈烧瓶中，称取磷酸1.0g作为催化剂加入反应物中，分别调节反应温度为80℃、90℃、100℃、110℃，打开搅拌器搅拌，回流反应25h。反应完成后分别测量产物环氧值，结果如图1所示。
从图1可以看出，随着反应温度的增大，产物环氧值先减小后增大，反应在100℃左右环氧值最低，反应相对更完全，所以我们选择反应温度为100℃。因为所选的醇沸点均在110到160℃之间，除了正丙醇沸点为97℃，对其进行实验，发现其在90℃开环效率较高，可能是因为100℃超过了其沸点，造成部分挥发所致，所以对正丙醇反应温度保持在90℃，其余醇反应温度为100℃。
(2)反应时间的影响
取环氧脂肪酸甲酯50mL，按醇油摩尔比4:1量取正己醇74mL，将二者混合加入到三颈烧瓶中，称取磷酸1.0g作为催化剂加入反应物中，调节反应温度为100℃，打开搅拌器搅拌，分别放置15h，20h，25h，30h分别测量反应后产物的环氧值，可得出如下图2结果。
从图2可以看出，随着反应时间的增加，环氧值降低，在25h到30h，环氧值变化不大，说明反应开环的程度改变程度并不大，所以，为了节约时间，我们选择最合适的反应时间为25h。
(3)催化剂用量的影响
取环氧脂肪酸甲酯50mL，按醇油摩尔比4:1量取正己醇74mL，将二者混合加入到三颈烧瓶中，分别称取1.5wt.％磷酸，2.0wt.％磷酸，2.5wt.％磷酸，3.0wt.％磷酸作为催化剂加入反应物中，调节反应温度为100℃，打开搅拌器搅拌，放置25h。分别测量反应后产物的环氧值，可得出如下图3。
从图3可以看出，随着催化剂用量的增大，环氧值出现先减小后增大的趋势，在催化剂用量为2.5wt.％的时候环氧值最小，这说明开环效率最高，所以我们选择2.5wt.％的催化剂用量。
从上述单因素实验中，可以得到最佳的反应条件为：反应温度100℃，反应时间为25h，催化剂用量为2.5wt.％。
实施例3
本实施例对上述实施例制备的双酯衍生物进行结构表征：
其中，环氧脂肪酸甲酯的结构表征如图4和图5所示。
其中，图4为环氧脂肪酸甲酯的红外光谱图。对其进行特征峰分析，可得到如下结果：723cm-1(CH2面外弯曲振动)，1113cm-1(醚基C-O-C对称伸缩振动)，1169,，1246和1196cm-1(酯基-COO-伸缩振动)，1362cm-1(CH3对称弯曲振动)，1462cm-1(CH2弯曲振动)，1739cm-1(CH2羰基C＝O伸缩振动)，2922cm-1和2853cm-1(CH3弯曲振动)。
图5为环氧脂肪酸甲酯的核磁氢谱图。对其进行分析我们可以得到：0.9ppm(3H,-CH3),1.3ppm(20H,-CH2)，1.5ppm(4H,-CH2CH(O)CHCH2-),1.6ppm(2H,-CH2CH2CO2CH3),2.3ppm(2H，-CH2CO2CH3)，2.9ppm(2H,-CH(O)CH-)。
正己醇开环双酯衍生物的结构表征如图6、图7所示。
结合图6可知，其特征峰进行分析，可得到如下结果：724.36cm-1(CH2面外弯曲振动)，1057.19cm-1(C-OH伯醇)，1245.85cm-1,1174.63cm-1(酯基-COO-伸缩振动)，1378.16cm-1(CH3对称弯曲振动)，1464.97cm-1(CH2弯曲振动)，1737.56cm-1(CH2羰基C＝O伸缩振动)，2924.53cm-1和2855.15cm-1(CH2羰基C＝O伸缩振动)，3355.19cm-1(-OH)。从两者的对比中，我们可以看到在开环后在3355cm-1出现了OH峰，1057.19cm-1出现了伯醇峰，1737.56cm-1处的CH2羰基C＝O明显降低，据此我们判断出开环产物的生成。
结合图7可知，我们可以得到：0.9ppm(-CH3，-OH稀溶),1.3ppm(,-CH2)，1.5ppm(-CH2CH(O)CHCH2-),1.6ppm(-CH2CH2CO2CH3),2.3ppm(-CH2CO2CH3)，2.9ppm(-CH(O)CH-),4.1ppm(-OH,浓溶液)。从图7中我们可以看到，在0.9ppm处的峰明显增高，这是由于开环反应产生了-OH和-CH3，并且在4.1ppm处出现了-OH浓溶液的峰。
实施例5
取环氧脂肪酸甲酯与正丁醇按照摩尔比4:1，及反应条件：反应温度100℃，反应时间为25h，催化剂用量为2.5wt.％，反应制得目标产物。
实施例6
取环氧脂肪酸甲酯与正戊醇按照摩尔比4:1，及反应条件：反应温度100℃，反应时间为25h，催化剂用量为2.5wt.％，反应制得目标产物。
实施例7
取环氧脂肪酸甲酯与异戊醇按照摩尔比4:1，及反应条件：反应温度100℃，反应时间为25h，催化剂用量为2.5wt.％，反应制得目标产物。
实施例8
取环氧脂肪酸甲酯与正丙醇按照摩尔比4:1，及反应条件：反应温度90℃，反应时间为25h，催化剂用量为2.5wt.％，反应制得目标产物。
实施例9
本实施例考察了双酯衍生物粘度性能、酸值、低温流动性能、热氧化安定性能等理化性能。
环氧脂肪酸甲酯简称EFAME，将用正丙醇开环产物简称为BAD，正丁醇开环产物简称为DAD，正戊醇开环产物简称为WAD，异戊醇开环产物简称为i-WAD，正己醇开环产物简称为JAD，另外，我们选择用150N基础油进行对比。150N基础油为加氢工艺处理，属于III类基础油，是用全加氢工艺制得，属高粘度指数的加氢基础油，又称作非常规基础油。它的特点是有很高的粘度指数和低的挥发性，主要应用于化妆品，橡塑制品，润滑油脂等领域。
(1)粘度性能
双酯衍生物的粘度性能如表4所示；
表4双酯衍生物的粘度性能
Figure BDA0003225471910000111
结合表4可知，双酯衍生物在100℃和40℃的粘度均高于原料EFAME，并且随着碳链长度的增加，产物的粘度会降低，但是引入支链之后，其粘度又会相应的增加，这是由于分子量的增加和支链的引入改变了原有分子结构的原因；另一方面，具有高粘度指数之称的III类基础油150N的粘度指数为107，而i-WAD的粘度指数也达到了107，其它双酯衍生物的粘度指数也都在85～95之间，其粘度指数也比较高。
(2)酸值
主要使用GB/T1668-2008石油产品和润滑剂酸值和碱值测定法测定。测定结果如表5所示。
表5双酯衍生物的酸值
Figure BDA0003225471910000121
从表5可以看出，EFAME和双酯衍生物的酸值均低于实验原料餐饮废油(酸值114.16mgKOH/g)；随着碳链的增长，双酯衍生物的酸值降低，酸值最低的为JAD(酸值0.26mgKOH/g)，接近150N。
(3)低温流动性能
倾点按照国家标准GB/T3535-2006测定。测定结果如表6所示。
表6双酯衍生物的倾点
Figure BDA0003225471910000122
由表6可知，EFAME的倾点为8.5℃，它的双酯衍生物的倾点随着碳链长度的增加而降低，而支链的存在会使倾点降得更低，这是因为在环氧键周围引入适当碳链长度的烷基基团可以降低分子的不饱和度，有效的阻止分子的堆积而生成的大分子结晶体。另一方面，i-WAD和JAD的低温流动性已经优于150N，相信在加入降凝剂等改善低温流动性能的添加剂，双酯衍生物的低温性能将得到更好改善。
(4)热氧化安定性能
测定油品热氧化安定性的方法主要采用压力差示扫描量热法，其原理是一定量的油品在空气(或氧气)及金属催化剂存在下，恒温下氧化一定的时间，然后测定油品的酸值、粘度及其沉积物的生成情况，具有微量，快速，准确等优点。试验主要测量起始氧化温度(简称OT)和最快氧化温度(简称SM)，OT和SM越高，表示油品的热氧化性能越好。试验的测试条件为：初始温度为40℃，升温速率为10℃/min，最高温度为250℃。试验结果如图8所示。结合图8可知，大部分基础油的氧化安定性都要优于EFAME，并且随着碳链的增长，氧化安定性出现先下降后上升的趋势，支链会降低氧化安定性，这可能是因为较长的侧链易受攻击，发生热分解。还可以发现，JAD的氧化安定性较好，与150N相当，其他基础油的氧化安定性略低于150N，具体实验数据如表7。
表7双酯衍生物氧化安定性能
Figure BDA0003225471910000131
Figure BDA0003225471910000141
(5)极压性能
最大无卡咬负荷PB表示用四球机测定润滑剂极压性能时，在规定条件下钢球不发生卡咬的最高负荷。PB值的大小代表了油膜强度的高低。测定的条件为：转速1450rpm，油温为室温，时间为10s，负荷根据试油的性能而改变。实验测得的PB值如图9所示。
从图9可以看出，EFAME的最大无卡咬负荷为667N，基础油150N的最大无卡咬负荷为883N，而我们对EFAME进行开环改性所合成的双酯衍生物的最大无卡咬负荷则在834到1020N之间，所有产物极压性能对比原材料有了极大的改善，并且大部分产物的极压性能要优于150N，尤其是i-WAD，其最大无卡咬负荷达到了1020N，这在不添加添加剂的情况下已经算很高了。图9中数据也表明了极压性能与醇的碳链长度并无太大关联，但支链的存在会提高极压性能，具体数据如表8。
表8双酯衍生物极压性能
双酯衍生物 P<sub>B</sub>值/N
EFAME 667
BAD 932
DAD 883
WAD 932
i-WAD 1020
JAD 834
150N 883
(6)减摩性能
试验的测定条件为：转速为1200rpm，油温为室温，时间为30min，负荷为100-400N，试验测定的结果如图10所示：
从图10中可以看到，在100N、200N及400N负荷下，双酯衍生物的摩擦系数均较EFAME有所降低，这表明开环改性对提高减摩性能有一定的作用。与矿物基础油150N对比，在100N负荷下，150N的摩擦系数最小，但随着负荷的增大，部分双酯衍生物的减摩效果会超过150N，比如在200N负荷下，JAD的摩擦系数比150N要小，400N的负荷下，WAD,i-WAD的摩擦系数都要比150N小，表明高负荷条件下双酯衍生物的减摩性能与150N相当。另一方面，随着醇的碳链的增大，双酯衍生物的摩擦系数呈现出先降低后增加的趋势。随着负荷的增加，摩擦系数也会相对应的增加，但在图10中可以看到，负荷从200N增加到400N时，部分样品的摩擦系数降低了，可能的原因是随着负荷的增加导致温度上升，产生减摩作用的分子膜易被破坏，但其形成的速度也会增加，当分子膜的破坏与生成形成一个动态平衡，更多的分子膜用于到减摩，使减摩的效率增加，所以摩擦系数会下降，具体数据如表9。
表9双酯衍生物在不同载荷下摩擦系数变化
Figure BDA0003225471910000151
(7)抗磨性能
试验的测定条件为：转速为1200rpm，油温为室温，时间为30min，负荷为400N，试验结果如图11所示：
从图11中可以看出，随着压力的增大，磨斑直径也会相应的增大，并且随着醇的碳链的增长，其磨斑直径会相应的降低，这可能是因分子量的增大导致油膜厚度的增加，使得抗磨性能增强。并且可以发现，在低负荷的时候，150N的抗磨性能优于双酯衍生物，但在负荷增大到一定程度，双酯衍生物的抗磨性能会超过150N，说明双酯衍生物更适合在较大载荷下使用，具体数据如表10。
表10双酯衍生物在不同载荷下磨斑直径变化
Figure BDA0003225471910000161
(8)钢球磨斑表面形貌分析
采用扫描电子显微镜，对双酯衍生物和150N的表现磨斑进行了分析，如图12所示，放大倍数为×1000。得到磨斑的测定条件为：转速为1200rpm，油温为室温，时间为30min，载荷为400N。
从图12可以看出，当磨斑表面放大到1000倍时，EFAME的磨痕较为明显，也相对较深，双酯衍生物和150N的磨斑相对较浅，BAD的磨斑直径虽然较大，但其划痕比较平缓；i-WAD的划痕与150N深度形貌相差不多，但150N的局部磨损较为严重；WAD与JAD的划痕较BAD深，说明随和碳链长度的增加，其边界润滑性能并没有增加，可能是由于极性基团没有增加。
实施例10
本实施例采用二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)作为抗磨添加剂来考察双酯衍生物的摩擦学性能。以双酯衍生物JAD为基础油，分别将0wt.％、0.5wt.％、1wt.％、1.5wt.％的T202溶于JAD中，用MM-W1A立式万能摩擦磨损试验机考察摩擦学性能。分别用最大无卡咬负荷PB评定极压性能，以摩擦系数评定减摩性能，磨斑直径评定抗摩性能。
(1)极压性能：在加了0.5wt.％的ZDDP后，JAD的PB值有了明显的提高，说明JAD对ZDDP具有良好的感受性。随着浓度的增大，减摩剂的效果并没有那么明显，所以在1.0wt.％浓度添加剂的时候，极压效果最好。
(2)减摩性能：随着负荷的增加，不同浓度ZDDP下的JAD的摩擦系数也都增大了；在同一负荷下，随着添加剂浓度的增加，JAD的摩擦系数先降低后增加，说明1.0wt.％浓度ZDDP下的JAD减摩效果增加比较明显。
(3)抗磨性能：随着负荷的增大，JAD的磨斑直径都增大；并且在同一负荷下，随着ZDDP浓度的增加，JAD的磨斑直径降低。在1.5wt.％浓度ZDDP下的i-WAD磨斑直径最小，随着负荷的增加，其增加的幅度也较小，说明在1.5wt.％浓度ZDDP下的JAD抗磨效果较好。
综上所述，本申请设计的短链脂肪醇碳链长度对双酯衍生物的极压性能、减摩性能、抗磨性能等摩擦性能的影响。结果表明，所有产物极压性能对比原材料有了极大的改善，尤其是i-WAD，其最大无卡咬负荷达到了1020N，与碳链长度无太大联系；随着醇的碳链的增大，双酯衍生物的摩擦系数呈现出先降低后增加的趋势。随着负荷的增加，摩擦系数也会相对应的增加，但部分产物在200N到400N的负荷下摩擦系数会降低；随着醇的碳链的增长，其磨斑直径会相应的降低，抗磨性能增强。
与此同时，不同浓度ZDDP作为双酯衍生物JAD添加剂对其极压、减摩、抗磨等摩擦学性能的影响。结果表明，双酯衍生物JAD对ZDDP具有较好的感受性，其摩擦学性能能得到较好改善。
此外，本发明还测试了以下实验数据；表11-表13表明反应温度、反应时间、催化剂用量对环氧值的影响数据，
表11反应温度对产物环氧值影响
Figure BDA0003225471910000171
Figure BDA0003225471910000181
表12反应时间对产物环氧值影响
时间/h 环氧值/％
15 2.5
20 1.5
25 0.7
30 0.5
表13催化剂用量对产物环氧值影响
催化剂用量/wt％ 环氧值/％
1.5 0.76
2.0 0.67
2.5 0.60
3.0 0.68
以上实施例仅为最佳举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。除上述实施例外，本发明还有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种双酯衍生物，其特征在于，它具备如下化学结构式：
Figure FDA0003225471900000011
其中，上述式I中R取自，正丙基、正丁基、正戊基、异戊基或正己基中任意一种。
2.根据权利要求1所述双酯衍生物，其特征在于，R为异戊基。
3.一种权利要求1所述双酯衍生物的制备方法，其特征在于，所述双酯衍生物为取环氧脂肪酸甲酯与短链脂肪醇在磷酸催化下，反应温度为80～110℃下反应15～25h制得。
4.根据权利要求3所述双酯衍生物的制备方法，其特征在于，所述环氧脂肪酸甲酯与短链脂肪醇之间摩尔比为(3～5):1。
5.根据权利要求4所述双酯衍生物的制备方法，其特征在于，所述环氧脂肪酸甲酯与短链脂肪醇之间摩尔比为4:1。
6.根据权利要求3～5中任意一项所述双酯衍生物的制备方法，其特征在于，所述磷酸的用量为环氧脂肪酸甲酯与短链脂肪醇总质量的1.5～3.0％。
7.一种双酯衍生物型润滑油基础油，其特征在于，它包括具备如下式I结构式中的一种或两种及两种以上：
Figure FDA0003225471900000012
其中，上述式I中R取自，正丙基、正丁基、正戊基、异戊基或正己基。
8.根据权利要求8所述的双酯衍生物型润滑油基础油，其特征在于，上述式I中R为异戊基。
9.一种权利要求1或2所述的双酯衍生物在润滑油基础油中的应用。
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