[發明專利]一種無催化劑殘留的低羥基三季戊四醇脂肪酸酯的制備方法

有效

• 申請號: 201210347673.5
• 申請日: 2012-09-18
• 公開（公告）號: CN102839035A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 彭枝忠;楊杰
• 申請（專利權）人: 江蘇瑞陽化工股份有限公司
• 主分類號: C10M105/38
• 分類號: C10M105/38
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 蔣家華

技術領域

本發明涉及一種無催化劑殘留的低羥基三季戊四醇脂肪酸酯的制備方法，屬于有機化學領域。

技術背景

三季戊四醇脂肪酸合成酯基礎油具有十分優秀的粘度和耐高溫性能，潤滑性能十分出色，是優良的耐高溫潤滑材料。其典型產品三季戊四醇異壬酸癸酸酯40℃粘度720mm²/S，閃點330℃，非常適合用于高溫潤滑油和高溫潤滑脂。以多元醇與二元酸和一元酸反應形成的復酯雖然粘度也高，但其耐高溫性能遠不如三季戊四醇酯類。

常規多元醇脂肪酸酯產品對羥基要求十分苛刻，一般要求在5mgKOH/g以內。羥基含量過高對高溫潤滑油的使用十分不利，在使用過程中羥基容易轉化為羧基，進而腐蝕設備。多元醇脂肪酸酯產品對催化劑殘留要求也十分苛刻，一般要求不能檢出。催化劑通常是強酸性物質，催化劑含量高則會在合成酯使用過程中催化其高溫分解，使合成酯耐高溫性能急劇下降。據《酯化反應中催化劑的研究進展》（《研發前沿》2008年4月6日第十六卷第七期）報道，酯化催化劑涉及無機強酸催化劑、相轉移催化劑、室溫離子液體催化劑、離子型有機化合物催化劑、固相催化劑、無機鹽催化劑、分子篩催化劑、雜多酸催化劑、離子交換樹酯催化劑等等。這些催化劑通常會造成產品顏色深、腐蝕設備、催化劑殘留在合成酯中降低產品耐高溫性能等缺點。

目前，合成酯基礎油產品羥基高、催化劑殘留嚴重，對產品的耐高溫性能負面影響十分大，嚴重影響三季戊四醇脂肪酸合成酯基礎油的應用性能。

技術內容

本發明提供了一種無催化劑殘留的低羥基三季戊四醇脂肪酸酯的制備方法，克服了現有技術三季戊四醇脂肪酸酯羥基高、催化劑殘留嚴重的問題，且所得酯有更好的耐高溫性能。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種無催化劑殘留的低羥基三季戊四醇脂肪酸酯的制備方法，包括如下步驟：

A、將三季戊四醇、脂肪酸和活性炭在160-260℃下和惰性氣體的保護下反應至羥基的含量不大于2.0mgKOH/g,反應中過程中在反應物底部通入氮氣，其中，三季戊四醇中的羥基和脂肪酸中的羧基的摩爾比為1：（1.1-1.5），活性炭的質量用量為三季戊四醇和脂肪酸質量和的0.1-1%；

B、將步驟A所得物料在1-20Pa絕壓、120-260℃、惰性氣體保下，蒸餾去除未反應的脂肪酸；

C、將步驟B所得物料惰性氣體保護下冷卻到95-105℃后，濾去物料中的活性炭；

D、將步驟C所得物料洗滌至pH為中性；

E、將步驟D所得物料干燥至水含量不大于500ppm，得無催化劑殘留的低羥基三季戊四醇脂肪酸酯。

上述制備方法，各步驟中當物料溫度高于120℃時，都優選通惰性氣體保護，所述惰性氣體優選為氮氣；上述步驟A中在反應物底部通入氮氣，目的是用氮氣作為一種攜水劑充分帶出反應物料中的水分，使酯化反應進行得更徹底，通入速度以能產生連續均勻的直接為5-20mm的氣泡為準。

上述步驟A中，反應過程通過分水器移除反應生成的水。步驟D中，中性的Ph值具體可為6.8-7.3。

上述制備方法，用活性炭作催化劑，反應結束后可方便地將活性炭徹底濾去，克服現有技術因催化劑的殘留而造成的設備腐蝕及高溫下酯的分解。且上述方法所得產品耐高溫性能好，色澤淺，小于加納色（Gardner）1號。

為了提高所得酯的耐高溫性能，所述三季戊四醇為三季戊四醇含量大于30％的三季戊四醇產品。

為了提高所得酯的耐高溫性能和潤滑性，所述三季戊四醇為三季戊四醇含量大于80％、雙季戊四醇含量為15-10％、四季戊四醇含量小于5％的三季戊四醇產品。

為了保證所得酯的耐高溫性能和潤滑性，所述脂肪酸為C5-C18的一元支鏈脂肪酸或一元直鏈脂肪酸中一種或兩種以上任意配比的混合物。直鏈脂肪酸和支鏈脂肪酸的配比可以根據合成酯基礎油的粘度和傾點要求任意組合。

為了保證催化效率，所述活性炭為木質活性炭。

上述步驟A的反應時間為6-24小時。在活性炭的催化作用下，6-24小時即可將羥基的含量降至不大于2.0mgKOH/g。

為了防止洗滌過程中乳化，步驟D中洗滌在60-85℃、軸流式攪拌下進行，攪拌速度為5-30轉/分鐘。

為了保證洗滌效果，上述步驟D中洗滌，先堿洗后水洗，堿洗時，羧基與氫氧根的摩爾比為1：（1.1-2）。