[發明專利]一種芳基烷基多元醇酯及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201410466365.3
• 申請日: 2014-09-12
• 公開（公告）號: CN104355994A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 劉春德
• 申請（專利權）人: 大連東方創新科技有限公司
• 主分類號: C07C67/08
• 分類號: C07C67/08;C07C67/03;C07C69/612;C10M105/38;C10L1/19
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李馨

技術領域

本發明涉及一種芳基烷基多元醇酯及其制備方法，屬于潤滑油基礎油、原油降粘劑合成領域。

背景技術

多元醇酯基潤滑油通常是動植物脂肪酸和相應的多元醇進行酯化反應而制的；脂肪酸甲酯與多元醇進行酯交換也可以制的多元醇酯。因其較好的耐熱性、優良的粘溫性、良好的潤滑性能，使之在航空發動機潤滑油、金屬高溫加工油、纖維油劑等領域具有廣闊的使用前景。脂肪酸多元醇酯也可作稠油降粘劑、柴油降凝劑、油溶性乳化劑等使用，但由于脂肪酸的正烷基結構與原油的烷基芳基結構相似性有一定差別，應用效果往往不理想。

動物或植物脂肪酸都含有雙鍵(油酸、亞油酸、亞麻酸)，雙鍵具有極強反應活性，在空氣中可與氧氣發生反應。因此，利用天然脂肪酸合成的酯基潤滑油基礎油，難以在非常苛刻的環境中使用。

對于以動物或植物油及其衍生物為原料合成潤滑油研究主要集中在降低原料不飽和度和增加支鏈化方面，所采用的技術主要包括選擇性氫化、支鏈化、環氧化等方面。

Gerard?hellion等人將亞油酸含量在65％以上的葵花籽油進行甲酯化后，依次通過異構化、共聚作用、氫化和酯交換(二丁氧基錫0.05％，甲酯/三羥甲基丙烷＝3.1:1,200-220℃,5h)得到多元醇支鏈脂肪酸酯。產品傾點低于-53℃，分解溫度高達340℃，粘度指數155，非常適合于高性能的潤滑油。Helena?wagner等人利用多種方法將油脂甲酯支鏈化，然后與多元醇進行酯交換也得到不錯的效果。

Biermann?U等人在Et₂Al₂Cl作用下，將油酸與異丙醇氯甲酸酯反應生成1:1的9位和10位異構體，得到9-(或10-)異丙基十八酸。

支鏈羧酸可以合成出性能非常好的酯基潤滑油，傾點可達-60℃以下。但是，支鏈羧酸的合成工藝相對較復雜，導致產品成本過高，應用受到一定限制。

環氧化是脂肪酸雙鍵發生的主要反應之一。環氧化植物油主要用于塑料制品和穩定劑制品等領域。

發明內容

本發明的目的是提供一種芳基烷基多元醇酯，由以下方法制備，

傅-克烷基化反應：烯基羧酸與芳香烴在酸性催化劑作用下進行的烷基化反應，得到芳基烷基羧酸；

酯化反應：再將芳基烷基羧酸與多元醇在固體酸催化劑或金屬錫類催化劑作用下進行的脫水縮合反應，得到芳基烷基多元醇酯；

所述烯基羧酸與芳香烴、酸性催化劑的摩爾比為1:1.5-3.5:1.15-2.0；反應溫度100-135℃，反應5小時，水洗至pH值中性，短程蒸餾脫除未反應的原料和其中的飽和酸，得芳基烷基羧酸。

所述芳基烷基羧酸與多元醇中羥基摩爾比1:1～3.0；固體酸催化劑占總物料質量的0.3～3.0％，金屬錫類催化劑占總物料質量的0.3～2.0％。

進一步地，在上述技術方案中，一種芳基烷基多元醇酯的制備是在酸性催化劑作用下，芳香烴與烯基羧酸的雙鍵發生傅-克烷基化反應，合成出以下通式(Ⅰ)表述的芳基烷基羧酸：

其中：m+n為0-30正整數

R為苯基，甲苯基，間二甲苯基，對二甲苯基，鄰二甲苯基，乙苯基，正丙基苯基，異丙基苯基，正丁基苯基，異丁基苯基，叔丁基苯基，萘基，甲基萘基，二甲基萘基，乙基萘基，丙基萘基，丁基萘基，聯苯基，苯酚基中的一種。

芳基烷基羧酸與多元醇在固體酸催化劑或金屬錫類催化劑作用下進行脫水縮合反應，得到芳基烷基多元醇酯。

進一步地、在上述技術方案中，所述烯基羧酸為十一烯酸：CH₂＝CH(CH₂)₈COOH、油酸：CH₃(CH₂)₇CH＝CH(CH₂)₇COOH、芥酸：順式-13-二十二碳烯酸中的一種或多種，優選油酸。

進一步地、在上述技術方案中，所述芳基烷基羧酸與多元醇進行酯化，所用的固體酸催化劑選自陽離子交換樹脂、分子篩固載化液體酸或金屬鹽中的任意一種或幾種混合物，優選D001-CC樹脂、HZSM-5型分子篩、固體磷酸、羰基固體酸、硫酸鋯、D061樹脂、HY、USY、ReY、H-Beta、絲光沸石、磷鉬酸、硅鎢酸中的任意一種或幾種混合物；所述金屬錫類催化劑選自氧化亞錫、氯化亞錫或草酸亞錫中的任意一種，優選氧化亞錫。

進一步地、在上述技術方案中，所述油酸與間二甲苯在甲基磺酸催化下進行烷基化反應，合成出以下通式(Ⅲ)表述的間二甲苯基十八烷羧酸：