[發明專利]一種低傾點季戊四醇油酸酯混合酯及其合成方法

有效

• 申請號: 201810825061.X
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN108863785B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 廖德仲;廖嘉樹
• 申請（專利權）人: 湖南理工學院
• 主分類號: C07C67/08
• 分類號: C07C67/08;C07C69/58;C07C69/60;C07C69/593;C10M105/38;C10N30/02
• 代理公司: 岳陽市大正專利事務所(普通合伙) 43103
• 代理人: 皮維華

本發明公開了一種低傾點季戊四醇油酸酯混合酯，其主要成分為季戊四醇三油酸馬來酸單酯混合酯，在結構中保持三個長碳鏈的油酸基團，同時引入馬來酸的順式雙鍵結構或雙鍵結構加支鏈結構，使得單位質量中雙鍵數量增加或支鏈結構增加，從而降低傾點。其合成方法包括如下步驟：先按油酸與季戊四醇摩爾比為3加入油酸和季戊四醇進行反應；再加入馬來酸單酯，將未反應完全的羥基全部封閉；反應完全后冷卻，水洗，脫去帶水劑，得到淺黃色油狀透明液體季戊四醇三油酸馬來酸單酯混合酯。本發明通過兩步酯化反應合成季戊四醇油酸酯混合酯，主要成份為季戊四醇油酸馬來酸單酯混合酯，產品粘度比季戊四醇四油酸酯的低，且傾點比季戊四醇油酸酯低；同時本發明中原材料價廉易得、性能穩定，操作簡單，工業上容易實現。

技術領域

本發明涉及精細有機化工領域，具體是一種低傾點季戊四醇油酸酯混合酯及其合成方法。

背景技術

季戊四醇四油酸酯具有優異的潤滑性能，抗燃性能好，揮發低，生物降解率大于90%，傾點-32℃。高品質的可以用作合成酯型抗燃液壓油的基礎油、航空發動機潤滑油的基礎油。

低溫流動性是潤滑油的一個重要性能，用傾點表示。傾點是指油品在規定的試驗條件下，被冷卻的試樣能夠流動的最低溫度。傾點高的油品不適合在寒冷地區應用。酯類油的低溫流動性與結構有關，文獻《當代化工》44卷第7期P1570-1572《酯類潤滑油的結構對性能影響研究》中表明，對于雙酯化合物，兩端碳鏈的支化可以提高油品的低溫流動性能，另外，雙鍵的存在一定程度上能改善油品的低溫流動性能。中國發明專利申請CN 107735484A中，合成了C9或C10單羧酸的三羥甲基丙烷酯，其中C9或C10單羧酸中包含5-15mol％支鏈酸和85-95mol％直鏈酸（相對于單羧酸的總摩爾數）。如壬酸與3,5,5-三甲基己酸摩爾比為9:1時，三羥甲基丙烷混合酯傾點低于-54℃。中國專利CN102203225B中采用支鏈化的2-丙基庚酸與季戊四醇、三羥甲基丙烷直接酯化，分別得到季戊四醇的四2-丙基庚酸酯（四酯含量97~98%）、三羥甲基丙烷的三2-丙基庚酸酯（三酯含量97%），兩者傾點都很低，分別為-56℃和-52℃，但兩者的粘度指數都比較小，前者110，后者89，生物降解率未報道，屬于品質不高的酯類油。文獻《潤滑與密封》36卷第2期P1-3《季戊四醇油酸丙烯酸混合酯的合成及性能研究》中通過兩步法合成季戊四醇油酸丙烯酸混合酯聚合物。第一步：季戊四醇、油酸、丙烯酸一鍋反應得到混合酯；第二步：引發劑偶氮異丁腈存在下，丙烯酸雙鍵聚合。第一步中采用飽和碳酸氫鈉溶液洗滌、蒸餾水洗方式脫酸。但該文獻中引入的丙烯酸為不穩定結構，相當于末端烯烴，末端烯烴容易聚合，導致油品在使用過程中粘度逐步上升，最終甚至出現聚合物沉淀。

現有技術表明季戊四醇四油酸酯是性能良好的基礎油，其合成方法已有文獻報道。對季戊四醇四油酸酯結構進行改造，引入馬來酸單酯結構，得到低傾點的季戊四醇油酸馬來酸單酯混合酯的工作未見文獻報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有生物降解率高、粘度高、揮發低、閃點高、粘度指數高、傾點非常低的季戊四醇油酸酯混合酯及其合成方法。

本發明采用的技術方案是：一種低傾點季戊四醇油酸酯混合酯，其特征在于:其主要成分為季戊四醇三油酸馬來酸單酯混合酯，在結構中保持三個長碳鏈的油酸基團，同時引入馬來酸的順式雙鍵結構或雙鍵結構加支鏈結構，使得單位質量中雙鍵數量增加或支鏈結構增加，從而降低傾點。

本發明低傾點季戊四醇油酸酯混合酯的合成方法，包括如下步驟：第一步按油酸與季戊四醇摩爾比為3加入油酸和季戊四醇，在加入催化劑、帶水劑的條件下進行反應；第二步再加入馬來酸單酯，將未反應完全的羥基全部封閉，其中油酸：季戊四醇：馬來酸單酯的摩爾比為3：1：1.1~1.2；第三步反應完全后冷卻至室溫，水洗，有機層真空脫去帶水劑，得到淺黃色油狀透明液體季戊四醇三油酸馬來酸單酯混合酯。

本發明所述馬來酸單酯指的是馬來酸單酯指的是馬來酸單甲酯、馬來酸單乙酯、甲基馬來酸單甲酯、甲基馬來酸單乙酯、2,3-二甲基馬來酸單甲酯、2,3-二甲基馬來酸單乙酯中的一種或多種的混合物。