润滑油及润滑脂基础油及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种基础油，为新戊基多元醇二元酸复酯，所述新戊基多元醇二元酸复酯是通过先将Ｃ５～１２的二元脂肪酸的羧基用新戊二醇、三羟甲基丙烷和新戊四醇组成的混合醇完全酯化后，再用Ｃ１４～２０的不饱和一元脂肪酸封端而制得。本发明专利技术所提供的基础油具有高闪点、高燃点、低倾点、高粘度指数、低蒸发损失，以及热氧化安定性和生物降解率高的特点。可以作为合成润滑油及润滑脂基础油，特别是涉及高温高压条件下使用的合成润滑油基础油，特别适用于难燃液压油、高温链条油、高温润滑脂等在高温高压易于接触明火的苛刻工作场所。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种润滑油及润滑脂基础油及其制备方法与应用，尤其是涉及一种液压油基础油的制备与应用，属于工业润滑油

技术介绍
液压机械已广泛应用于钢铁、电力、煤炭和机械等行业。作为动力介质的液压油是液压传动技术的关键材料，也是工业润滑油耗量最大的三种重要油品之一。随着现代液压技术的不断发展，有的液压系统常常处于高压、高温条件下工作。对所使用的液压油提出了抗燃性更为苛刻的要求。20世纪70年代以前，各国致力于开发含水型乳化液(W/O及O/W型)、水-乙二醇型以及不含水的磷酸酯型、氯代烃型抗燃液压油。但含水型抗燃液压液的使用压力一般低于10Mpa，而且润滑性差，不能满足高温、高压条件下液压系统的长寿命使用要求。不含水的磷酸酯和氯代烃抗燃液压油由于受到材料适应性、毒性、价格和日益严格的环保要求等因素的制约，使用范围将愈来愈受到更严格的限制。随着社会的进步和科技的发展，节约资源和环境保护已成为世界各国实现可持续发展面临的两大课题。节能、减排、减少环境污染是工业持续发展的方向和动力。新一代酯型抗燃液压油采用酯类化合物作基础油，具有高闪点、高燃点、低蒸发损失、高粘度指数、优异的润滑性能、无毒、可生物降解和良好的材料适应性及主要原料来自可再生的动植物油脂经化学加工而成等优点，是一种符合环保要求的“绿色科技产品”。 由于难燃液压油的工作环境是极苛刻的，因此对润滑油的性能要求是相当全面和严格。主要表现为 (1)粘温性液压系统的工作点长期处于高温高压条件下，这就要求难燃液压油具有良好的粘温性能、高粘度指数，能够在宽温度范围内使用； (2)抗燃性液压系统的工作点长期处于高温高压条件下，而且容易和明火接触，这对油品的安全使用是个极大的考验，这就要求难燃液压油的抗燃性要好，油品的闪点燃点要高，挥发性要低；矿物性液压油和一般的合成液压油是很难达到的； (3)高温高压抗氧化性液压系统长期在高温高压条件下工作，温度是油品引起氧化反应加快的主要因素，测定表明温度每升高10℃，氧化速度增加2～4倍。同样，氧分压随压缩空气的压力增大而提高，液压油的氧化作用与氧分压的增大而加快，这就要求液压油具有优良的抗氧化性能； (4)环保随着社会的发展和科技的进步，对环保的要求越来越严格，节能、减排、减少环境污染是工业持续发展的方向和动力；对于占润滑油中很大成分的液压油来说，生物降解、无毒性、不污染环境，符合环保要求也是将来发展的趋势； (5)长寿命工作合成难燃液压油一个主要优势是采用新型的合成酯类油作为基础油，实现了长寿命工作；目前一般可达3年，且安全可靠，如此长时间工作，液压油反复地经受加热、冷却等苛刻条件，起到润滑、冷却、防锈及密封等效应，一般的液压油是很难达到的。 对于合成难燃液压油来说，基础油的比例高达95％以上，基础油的性能就决定了产品的主要性能。虽然目前的合成难燃液压油采用了合成酯类油作为基础油，能够满足环保、使用寿命等方面的要求，但是由于其采用的合成酯为单一酯，在粘度、倾点、闪点等方面还难以满足难燃液压油的苛刻要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服以上现有技术的不足，提供一种润滑油及润滑脂基础油，以解决现有的基础油在粘度、倾点、闪点上无法达到要求的技术问题。 本专利技术的目的还在于公开一种制备成本较低且易于实现工业化的上述润滑油及润滑脂基础油的制备方法，以及上述润滑油及润滑脂基础油在润滑油领域特别是在高温高压易接触明火条件下的液压设备中的应用。 本专利技术采用以下技术方案来解决以上技术问题 一种基础油，为新戊基多元醇二元酸复酯，所述新戊基多元醇二元酸复酯是通过先将C5～12的二元脂肪酸的羧基用新戊二醇、三羟甲基丙烷和新戊四醇组成的混合醇完全酯化后，再用C14～20的不饱和一元脂肪酸封端而制得。 上述基础油中，所述混合醇中，所述新戊二醇、三羟甲基丙烷、新戊四醇的摩尔百分比如下 新戊二醇20～30％； 三羟甲基丙烷50～60％； 新戊四醇10～30％。 优选的，所述混合醇中，所述新戊二醇、三羟甲基丙烷、新戊四醇的摩尔百分比如下 新戊二醇20～25％ 三羟甲基丙烷50～60％ 新戊四醇20～25％ 较佳的，所述C5～12的二元脂肪酸为两种C5～12的直链二元脂肪酸的混合，所述两种C5～12的直链二元脂肪酸的摩尔比1∶1～1∶4。优选的，所述C5～12的二元脂肪酸为两种C6～10的直链二元脂肪酸的混合，所述两种C6～10的直链二元脂肪酸的摩尔比为1∶1～1∶2 所述直链二元脂肪酸可选自戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸或十二烷二酸。 较佳的，所述C14～20的不饱和一元脂肪酸选自植物油酸或十六碳烯酸。 上述基础油中，所述将C5～12的二元脂肪酸的羧基用新戊二醇、三羟甲基丙烷和新戊四醇组成的混合醇完全酯化，是指需保证所述二元脂肪酸的羧基被完全酯化。可通过控制所述新戊二醇、三羟甲基丙烷和新戊四醇组成的混合醇的总摩尔量与所述C5～12的二元脂肪酸酯化反应的摩尔量之比为2∶1左右来实现，两者间可以有1％左右的误差。 所述用C14～20的不饱和一元脂肪酸封端是指，所述新戊二醇、三羟甲基丙烷和新戊四醇与所述二元脂肪酸发生酯化聚合反应后，多出的全部羟基再与C14～20的一元脂肪酸进行酯化反应封端。最终形成包括新戊二醇酯、三羟甲基丙烷醇酯和新戊四醇酯的新戊基多元醇二元酸复酯，包含的结构式如下 2CmH2m n＝13～19，m＝3～10； {2C6H11COO}2CmH2m n＝13～19，m＝3～10； {3C5H8COO}2CmH2m n＝13～19，m＝3～10。 本专利技术还提供了一种上述润滑油及润滑脂基础油的制备方法，包括以下步骤 1)使C5～12的二元脂肪酸与新戊二醇、三羟甲基丙烷和新戊四醇组成的混合醇，在催化剂的催化作用下发生酯化反应； 2)步骤1中所述反应完成后，加入摩尔量为所述C5～12的二元脂肪酸总摩尔量的至少4倍的C14～20的一元脂肪酸混合酯化，获得反应产物； 3)去除步骤2中所得产物中的未反应的过量脂肪酸及步骤1所述催化剂，得到所述的新戊基多元醇二元酸复酯。 步骤1)中，所述催化剂为锆酸四辛酯和对甲苯磺酸，其中，所述锆酸四辛酯的摩尔量为所述C5～12的二元脂肪酸总摩尔量的0.95～1.05％，所述对甲苯磺酸的摩尔量为所述C5～12的二元脂肪酸总摩尔量的1.9～2.1％；所述酯化反应的温度为160～180℃，反应时间为140～180分钟。 步骤2)中，反应的温度为200～220℃，反应时间为100～120分钟；所述C14～20的一元脂肪酸的总摩尔量需较所述混合醇中未与所述二元脂肪酸反应的羟基的总摩尔量过量一些，以便第二步酯化反应完全。 步骤3)中，通过减压蒸馏的方式进行去除所述未反应的过量脂肪酸。根据所选用的脂肪酸的性质，本领域的技术人员能够确定所述减压蒸馏的条件，如于200℃、3.2Kpa的真空条件下进行蒸馏。 步骤3)中，通过碱洗和水洗的方式去除所述催化剂。该碱洗和水洗的方法为本领域的技术人员所熟知，如可将反应产物先加入3～5％的碳酸钠水溶性进行中和，然后进行水洗。催化剂去除后，再经脱水、过滤处理后即本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基础油，为新戊基多元醇二元酸复酯，所述新戊基多元醇二元酸复酯是通过先将Ｃ↓［５～２］的二元脂肪酸的羧基用新戊二醇、三羟甲基丙烷和新戊四醇组成的混合醇完全酯化后，再用Ｃ↓［１４～２０］的不饱和一元脂肪酸封端而制得。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，汪宪臣，姜作泰，
申请(专利权)人：上海海都化学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]