阅读说明：本技术 一种润滑油基础油季戊四醇混合酯的合成方法 (A kind of synthetic method of lube base oil mixed esters of pentaerythritol ) 是由 任杰 潘雨文 王恒秀 于 2019-08-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种润滑油基础油季戊四醇混合酯的合成方法,它以季戊四醇、短链酸、长链酸为原料,在催化剂及带水剂的作用下,在130℃-200℃下反应3-9h,在季戊四醇结构中分别引入短链酸基团及长链酸基团,经后处理得到季戊四醇混合酯。本发明通过采用上述技术用于润滑油基础油季戊四醇混合酯的合成,其反应条件温和、后续处理简单、成本低廉,适于工业生产,得到的季戊四醇混合酯倾点低、闪点高,能在较为广泛温度下正常使用,而且其生物降解性好、有利于保护环境和可持续发展。(The invention discloses a kind of synthetic methods of lube base oil mixed esters of pentaerythritol, it is using pentaerythrite, short chain acids, long chain acid as raw material, under the action of catalyst and water entrainer, 3-9h is reacted at 130 DEG C -200 DEG C, introduce short chain acids group and long-chain acid groups respectively in pentaerythrite structure, it is post-treated to obtain mixed esters of pentaerythritol.The present invention is used for the synthesis of lube base oil mixed esters of pentaerythritol by using above-mentioned technology; its reaction condition is mild, subsequent processing is simple, low in cost; suitable for industrial production; obtained mixed esters of pentaerythritol pour point is low, flash-point is high; can at relatively broad temperature normal use, and its biological degradability is good, is conducive to protect environment and sustainable development.)

一种润滑油基础油季戊四醇混合酯的合成方法

技术领域

本发明属于润滑油的材料合成技术领域，具体涉及一种润滑油基础油季戊四醇混合酯的合成方法。

背景技术

润滑油作为机械运行不可缺少的材料，任何机械零件在相对运动的情况下，都会产生摩擦磨损，所以润滑油对维持机构的运行及提高机械寿命起非常关键的作用。

润滑油的种类很多，根据其常温物理状态可分为液体润滑油、半固体润滑油、固体润滑油和气体润滑油。通常大量使用的是液体润滑油和半固体润滑油。根据其来源和组成又可分为天然油脂（即动、植物油脂）、矿物油脂和合成油脂，其发展历程是从天然油脂发展到矿物油脂，再进一步发展到合成润滑油。

矿物润滑油是目前最常用的润滑油，但矿物润滑油产品有明显的不足。首先，矿物润滑油基础油的低温性能差，尤其是高粘度润滑油的倾点一般都在-10℃以下，在寒冷冬季野外操作很难启动。其次，矿物润滑油基础油在120℃下开始迅速氧化，在加入各种添加剂后才可以在150℃下长期使用，但在更高温度下使用寿命很短。且传统的矿物基润滑油其生物降解性差，随着经济的快速发展，机械趋向于高端化，精密化，这使得我们对润滑油提出了越来越高的要求。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种绿色生物降解性好、倾点低、闪点高，能在高低温下正常使用的润滑油基础油季戊四醇混合酯的合成方法。

所述的一种润滑油基础油季戊四醇混合酯的合成方法，其特征以季戊四醇、短链酸、长链酸为原料，在催化剂及带水剂的作用下，在130℃-200℃下反应3-9h，在季戊四醇结构中分别引入短链酸基团及长链酸基团，经后处理得到季戊四醇混合酯。

所述的润滑油基础油季戊四醇混合酯的合成方法，其特征在于后处理过程为：真空除去带水剂和未反应的酸得到粗酯，再将粗酯中少量的酸用碱液中和、水洗、分层，有机层真空除水，得到浅黄色透明液体季戊四醇混合酯。

所述的润滑油基础油季戊四醇混合酯的合成方法，其特征在于短链酸为短链一元羧酸，优选为丙酸、正丁酸、异丁酸或戊酸。

所述的润滑油基础油季戊四醇混合酯的合成方法，其特征在于长链酸为长链一元羧酸，优选为辛酸、油酸或异辛酸。

所述的润滑油基础油季戊四醇混合酯的合成方法，其特征在于带水剂为3-戊酮，投料质量为原料总质量的15-25%。

所述的润滑油基础油季戊四醇混合酯的合成方法，其特征在于催化剂为树脂催化剂，优选为酸性离子交换树脂，投料质量为原料总质量的1-5%。

所述的润滑油基础油季戊四醇混合酯的合成方法，其特征在于季戊四醇、短链酸、长链酸的投料摩尔比为1:3.5-4.0:0.5-1.0。

所述的润滑油基础油季戊四醇混合酯的合成方法，其特征在于中和用的碱液为碳酸钠，其浓度为1mol/L。

通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明取得的有益效果为：

1）本发明采用树脂，特别是酸性离子交换树脂作为催化剂（固体酸），相对常规催化剂而言，其具有无腐蚀性、易分离、价格低廉等优点，而且在限定催化剂的作用下，能大大提高其酯化率，本发明的酯化率为97.5%以上，最高达99.3%；

2）本发明通过将短链一元羧酸与长链一元羧酸同时嵌入酯分子中，并通过调节加入量的不同，来调节季戊四醇酯的运动粘度，可使 100℃的运动粘度在4.2-7.2mm²/s，扩大了产品的应用范围；

3）本发明的反应条件温和，后续处理简单，成本低廉，适于工业生产，得到的季戊四醇混合酯倾点较低在-40℃--60℃、闪点大于250℃，能在较为广泛温度下正常使用，而且其生物降解性大于90%，有利于保护环境和可持续发展。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例1：

在装有分水器的精馏塔的塔釜依次加入75g季戊四醇、196.91 g戊酸和79.44g辛酸，称取3.51gHND-580酸性离子交换树脂（购于江阴市南大合成化学有限公司）于精馏塔的塔釜中，再加入70.27g3-戊酮，加热至150-170℃，在塔釜搅拌回流分水反应7h。反应完全后，在真空度不低于0.098Mpa，升温至190℃，真空蒸馏除去大部分未反应的酸和带水剂，再用1mol/L的碳酸钠溶液中和，水洗，分液，有机层真空除去水分，得到黄色油状透明液体，酯化率为98.5%，倾点为-55℃，闪点为255℃，100℃的运动粘度为6.2mm²/s。

实施例2：

在装有分水器的精馏塔的塔釜依次加入75g季戊四醇，196.91g戊酸，39.72g辛酸，称取3.11HND-580酸性离子交换树脂（购于江阴市南大合成化学有限公司）于精馏塔的塔釜中，再加入62.3g3-戊酮，加热至150-170℃，在塔釜搅拌回流分水反应5h，反应完全后，在真空度不低于0.098Mpa，升温至190℃，真空蒸馏除去大部分未反应的酸和带水剂，再用1mol/L的碳酸钠溶液中和，水洗，分液，有机层真空除去水分，得到黄色油状透明液体，酯化率为97%，倾点为-54℃，闪点为253℃，100℃的运动粘度为4.5mm²/s。

实施例3：

在装有分水器的精馏塔的塔釜依次加入75g季戊四醇， 225.05g戊酸，79.44g异辛酸，称7.58 HND-580酸性离子交换树脂（购于江阴市南大合成化学有限公司）于精馏塔的塔中，再加入68.3g3-戊酮，加热至150-170℃，在塔釜搅拌回流分水反应6h，反应完全后，在真空度不低于0.098Mpa，升温至190℃，真空蒸馏除去大部分未反应的酸和带水剂，再用1mol/L的碳酸钠溶液中和，水洗，分液，有机层真空除去水分，得到黄色油状透明液体，酯化率为99.3%，倾点为-54℃，闪点为260℃，100℃的运动粘度为7.1mm²/s。

实施例4：

在装有分水器的精馏塔的塔釜依次加入75g季戊四醇， 194.15g异丁酸， 79.44g异辛酸，称6.97g HND-580酸性离子交换树脂（购于江阴市南大合成化学有限公司）于精馏塔的塔釜中，再加入69.71g3-戊酮，加热至150-170℃，在塔釜搅拌回流分水反应6h，反应完全后，在真空度不低于0.098Mpa，升温至190℃，真空蒸馏除去大部分未反应的酸和带水剂，再用1mol/L的碳酸钠溶液中和，水洗，分液，有机层真空除去水分，得到黄色油状透明液体，酯化率为98.6%，倾点为-57℃，闪点为265℃，100℃的运动粘度为6.5mm²/s。

实施例5：

在装有分水器的精馏塔的塔釜依次加入75g季戊四醇，194.15g正丁酸， 79.44g异辛酸，称3.48g HND-580酸性离子交换树脂（购于江阴市南大合成化学有限公司）于精馏塔的塔釜中中，再加入69.7g3-戊酮，加热至150-170℃，在塔釜搅拌回流分水反应7h，反应完全后，在真空度不低于0.098Mpa，升温至190℃，真空蒸馏除去大部分未反应的酸和带水剂，再用1mol/L的碳酸钠溶液中和，水洗，分液，有机层真空除去水分，得到黄色油状透明液体，酯化率为98.3%，倾点为-51℃，闪点为251℃，100℃的运动粘度为5.3mm²/s。

实施例6：

在装有分水器的精馏塔的塔釜依次加入75g季戊四醇，194.15g正丁酸，77.81g油酸，称3.47g HND-580酸性离子交换树脂（购于江阴市南大合成化学有限公司）于精馏塔的塔釜中中，再加入69.4g3-戊酮，加热至150-170℃，在塔釜搅拌回流分水反应7h，反应完全后，在真空度不低于0.098Mpa，升温至190℃，真空蒸馏除去大部分未反应的酸和带水剂，再用1mol/L的碳酸钠溶液中和，水洗，分液，有机层真空除去水分，得到黄色油状透明液体，酯化率为97.5%，倾点为-56℃，闪点为270℃，100℃的运动粘度为6.8mm²/s。

实施例7：

在装有分水器的精馏塔的塔釜依次加入75g季戊四醇， 163g丙酸，77.81g油酸，称3.15g HND-580酸性离子交换树脂（购于江阴市南大合成化学有限公司）于精馏塔的塔釜中，再加入60.5g3-戊酮，加热至150-170℃，在塔釜搅拌回流分水反应7h，反应完全后，在真空度不低于0.098Mpa，升温至190℃，真空除去大部分未反应的酸和带水剂，再用1mol/L的碳酸钠溶液中和，水洗，分液，有机层真空除去水分，得到黄色油状透明液体，酯化率为98%，倾点为-52℃，闪点为265℃，100℃的运动粘度为5.5mm²/s。

实施例8：

在装有分水器的精馏塔的塔釜依次加入75g季戊四醇， 163g丙酸，79.44 g异辛酸，称3.17g HND-580酸性离子交换树脂（购于江阴市南大合成化学有限公司）于精馏塔的塔釜中中，再加入60.3g3-戊酮，加热至150-170℃，在塔釜搅拌回流分水反应7h，反应完全后，在真空度不低于0.098Mpa，升温至190℃，真空蒸馏除去大部分未反应的酸和带水剂，再用1mol/L的碳酸钠溶液中和，水洗，分液，有机层真空除去水分，得到黄色油状透明液体，酯化率为98.8%，倾点为-53℃，闪点为255℃，100℃的运动粘度为4.2mm²/s。