CN115074166A - 一种耐高温合成酯制备方法 - Google Patents

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曾君
徐剑波
王倩
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陈飞彪
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Abstract

本发明提供的合成酯油,由季戊四醇、脂肪酸在催化剂作用下经过酯化反应制得。将季戊四醇与脂肪酸在催化剂作用下进行酯化分水反应,检测反应物羟值小于5mgKOH/g时停止反应,经分离纯化处理,即得所需合成酯产品。本发明提供了一种耐高温(300℃以上)合成酯冷冻机油及其制备方法,该POE油除具备优良的热稳定性、黏温特性、润滑性性能。

Description

一种耐高温合成酯制备方法
技术领域
本发明涉及一种适用于R410a、R32等氢氟烃(HFCs)制冷剂的合成酯型(POE)冷冻机油组合物。
背景技术
臭氧层破坏是公认的全球三大环境污染问题之一,臭氧层破坏,将使地面受到紫外线辐射的强度增加,给地球上的生命带来巨大危害。2019年与2020年分别颁布的《蒙特利尔议定书》与《空调新能效标准》(GB19576-2019),明确禁止使用旧型制冷剂氟利昂。作为一个负责任的大国,中国政府于2018年正式宣布,提前禁用R22,改用R32、R410等新型制冷剂。国家明令禁用制冷剂氟利昂,原配套使用的传统冷冻机油遭到淘汰。作为制冷环节的心脏,新型POE冷冻机油应运而生,一系列政策直接致使新一代POE冷冻机油市场消费量急剧增加,尤其是面对R32的冷冻机油全球短缺。
冷冻机油是指制冷压缩机专用润滑油,主要用于润滑、冷却、散热、清理、密封、减噪等功效,广泛应用于汽车、家用电器、航空航天等众多领域。近年来国家大力发展环保产业,国务院、环保部出台一系列政策对使用消耗臭氧层物质建设进行管理,禁止使用制冷剂R22,传统矿物油冷冻机油无法适配,新型POE冷冻机油亟待适配。并且,随着消费升级和下游应用领域不断拓展,冷冻机油行业需求旺盛。
POE冷冻机油稳定性差:合成酯稳定性差,易水解腐蚀设备,缩短空调寿命,造成安全隐患。润滑性能低:温度的降低,会发生制冷剂与冷冻机油分离。在蒸发器内,影响传热效率;供油不足烧坏压缩机;机体异常振动甚至造成滑动部件烧结。目前,我国各行业所使用的POE多元醇酯型冷冻机油主要依赖美、日进口。
发明内容
本发明提供了一种耐高温(300℃以上)合成酯冷冻机油及其制备方法,该POE油除具备优良的热稳定性、黏温特性、润滑性性能。
为达上述目的,本发明采用如下技术方案:
本发明提供的合成酯油,由季戊四醇、脂肪酸在催化剂作用下经过酯化反应制得。
将季戊四醇与脂肪酸在催化剂作用下进行酯化分水反应,检测反应物羟值小于5mgKOH/g时停止反应,经分离纯化处理,即得所需合成酯产品。
本发明所述的脂肪酸为碳数C3~C20的直链或支链脂肪酸中的一种或几种。所述脂肪酸与季戊四醇摩尔比为10:1~1:1。
本发明所述催化剂为硫酸、磷酸、钛硅分子筛、铁硅分子筛、锡硅分子筛中的一种或几种。所述催化剂与季戊四醇的质量比为0.1~2%。
本发明所述酯化反应温度为80~300℃,反应时间为2h~24h。本发明提供的POE油可用于家用空调、车载空调、家用冰箱、冷库等中。
有益效果:本发明提供了一种耐高温(300℃以上)合成酯冷冻机油及其制备方法,该POE油除具备优良的热稳定性、黏温特性、润滑性性能。
具体实例
实施例1
将0.2mol季戊四醇、0.4mol的异戊酸、0.6mol异壬酸、0.3g钛硅分子筛置于带有回流冷凝器及电动搅拌器的三口烧瓶中。温度为250℃,反应12小时。除去反应生成的水,待反应物羟值小于5mgKOH/g时停止反应,降温至200℃并减压蒸馏2h,除去未反应的酸,取出反应混合物,加入0.5%KOH溶液进行碱洗,然后用蒸馏水进行水洗,洗至中性,然后在120℃条件下减压蒸馏1h,冷却过滤后得到浅黄色合成酯油。
实施例2
将0.2mol季戊四醇、0.6mol的丁酸、0.4mol异辛酸、0.1mol全0.2mol异壬酸以及0.3g铁硅分子筛置于带有回流冷凝器及电动搅拌器的三瓶烧瓶中。温度为220℃,反应10小时。除去反应生成的水,待反应物羟值小于5mgKOH/g时停止反应,降温至210℃并减压蒸馏1h,除去未反应的酸,取出反应混合物,加入0.5%KOH溶液进行碱洗,然后用蒸馏水进行水洗,洗至中性,然后在120℃条件下减压蒸馏1h,冷却过滤后得到浅黄色合成酯油。
实施例3
对以上实施例和对比例制得产品的氧化安定性、热稳定性及成碳情况、高温测试后油品颜色进行测定。氧化诱导期测定采用PDSC方法,测定条件为:温度190℃,氧压0.5MPa;热稳定性、成碳情况及高温测试后油品颜色等测试依据SH/T0300-92《曲轴箱模拟试验方法(QZX法)。结果见下表1中所示:
表1热稳定性对比
Figure BDA0003721476660000031
Figure BDA0003721476660000041
通过对比可知,本发明提供的耐高温合成酯油与常规的合成酯油相比,热、氧化安定性等方面具有明显优势,是一种高温稳定性能优良的POE冷冻机油。

Claims (6)

1.一种耐高温合成酯制备方法,其特征在于,所述合成酯由季戊四醇、脂肪酸在催化剂作用下经过酯化反应制得,具体步骤为:将季戊四醇与脂肪酸在催化剂作用下进行酯化分水反应,检测反应物羟值小于5mgKOH/g时停止反应,经分离纯化处理,即得所需合成酯产品。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温合成酯制备方法,其特征在于,所述的脂肪酸为碳数C3~C20的直链或支链脂肪酸中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温合成酯制备方法,其特征在于,所述脂肪酸与季戊四醇摩尔比为脂肪酸:季戊四醇=10:1~1:1。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温合成酯制备方法,其特征在于,所述催化剂为硫酸、磷酸、钛硅分子筛、铁硅分子筛、锡硅分子筛中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温合成酯制备方法,其特征在于,所述催化剂与季戊四醇的质量比为催化剂/季戊四醇=0.1~2%。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温合成酯制备方法,其特征在于,所述酯化反应温度为80~300℃,反应时间为2h~24h。
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