[發明專利]基于蠅蛆油的生物潤滑基礎油及其制備方法

在審

• 申請號: 201610088405.4
• 申請日: 2016-02-17
• 公開（公告）號: CN105754726A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 楊得坡;蔡子哲;趙志敏;吳勝清;楊文哲;彭詩儀
• 申請（專利權）人: 中山大學;中山市尤利卡天然藥物有限公司;廣州燕穗生物科技有限公司
• 主分類號: C11C3/04
• 分類號: C11C3/04;C11B3/12;C10M101/04
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝;許飛

技術領域

本發明涉及一種新型的生物潤滑基礎油及其制備方法，特別涉及基于蠅蛆油的生物潤滑基礎油及其制備方法。

背景技術

生物潤滑基礎油（Biolubricant或生物基潤滑油（Bio-basedlubricant）概念最早起源于美國，是指使用動植物油（脂肪酸）經過化學改性（酯化反應）得到基礎油油品，并在其中添加其它物質（添加劑），如：抗氧化劑、抗極壓與抗磨劑、防銹劑等，制成的一種能夠快速生物降解、不含有毒物質，對環境和生態不會造成影響的潤滑油。生物潤滑基礎油屬于一種環保、綠色潤滑油或可降解潤滑油，也是目前國際潤滑油市場的發展方向，并受到各國政府與企業的重視。

現階段的工藝一般為將脂肪酸與正辛醇/異辛醇通過酸催化進行酯化反應，后通過減壓蒸餾分離出過量的正辛醇/異辛醇。對于利用脂肪酸與正辛醇制備正辛酯的工藝，尚未見報道。對于利用脂肪酸與異辛醇通過酯化反應制備脂肪酸異辛酯的工藝方法，CN104232323A[脂肪酸異辛酯的制備工藝，李保國，賀林，陶梅香；姚偉杰等]涉及了一種通過幾種酸性催化劑或組合催化劑合成脂肪酸異辛酯的方法。通過所公開催化劑催化的異辛醇與脂肪酸（特別涉及十六碳或十八碳飽和脂肪酸為主要組分的脂肪酸），在催化劑添加量為0.01-5wt%，溫度100-200℃，脂肪酸與異辛醇摩爾比1：1.1-1：2.0的條件下，實現了反應1.5-6小時，反應后通過蒸餾（8-60毫巴，即為800-6000Pa）除去異辛醇，通過過濾、離心、沉降等方法出去固體催化劑。獲得了羥值小于1mgKOH/g，酸值小于0.2mgKOH/g，收率為95.9%的脂肪酸異辛酯。該方法克服了催化劑不易分離，產生大量廢水等問題，然而此方法制備的脂肪酸異辛酯的羥值、酸值、以及收率仍然有提升空間，而且對于脂肪酸異辛酯的純度并無描述，同時在存在原料、催化劑成本較高的問題。

殷樹梅等[殷樹梅,李再峰,岳葆泰,等.棕櫚酸異辛酯的合成[J].化學世界,2001(3):146-152]以棕櫚酸、異辛醇為原料,對甲基苯磺酸作催化劑,研究了棕櫚酸異辛酯的合成,確定最佳工藝條件為:醇酸摩爾比為1.5∶1,催化劑的質量分數為0.15%,反應溫度為140～170℃,時間3.5h,此條件下收率達97%。同樣存在收率偏低，對純度無描述的問題，而且其羥值數據并沒有做進一步檢測研究。

對于脂肪酸異辛酯的制備，固定化酶催化法有著催化劑循環利用，反應條件溫和的優勢。HeXL等[HeXL,ChenBQ,TanTW.Enzymaticsynthesisof2-ethylhexylesteroffattyacidbyimmobilizedlipase[J].Candidaj.mol.catal.B:enzymatic,2002,18(6):333-339]最初報道了以硅藻土為載體的固定化假絲酵母脂肪酶在有機相催化合成棕櫚酸異辛酯,在40℃下反應24h,然而，酶法普遍存在的問題為反應時間國產，酯化率偏低90%左右等劣勢，進一步阻礙了其工業化的應用。

總結現階段合成脂肪酸辛酯方法，原料選擇多數傾向選擇用來源于傳統植物油的脂肪酸，成本高；與此同時，工藝存在雜質量大>3%(純度不高于97%)、羥值高(>1mgKOH/g)、酸值偏高（>0.2mgKOH/g）等問題。雜質一般為酸堿，以及未反應的正辛醇/異辛醇。辛醇含量偏高的原因有：可為對于未反應的辛醇的脫除工藝效果不佳，已有研究表明[張紅，酯類潤滑油基礎油的合成及摩擦學性能研究，碩士論文，2015，武漢工業學院]，異辛酯作為潤滑油使用，其碳鏈越長，潤滑性能更佳。其研究亦表明原料異辛醇與產品的潤滑性能差距較大。作為產品的雜質之一，如何除去未反應的辛醇也非常重要。現階段羥值（堿值）以及酸值水平，當脂肪酸正辛酯/異辛酯作為潤滑油基礎油使用時，游離的酸堿可腐蝕發動機以及潤滑管道，導致不良后果。現階段的制備方法其酸值堿值的水平雖然已經達到了較低的水平，但其品質依然有待提高。因此，尋找一種高轉化率，條件溫和，效率高，純度高的脂肪酸正辛酯/異辛酯的合成工藝，對我國現階段的脂肪酸辛酯的應用現狀有著重大意義。