CN112210415A - 一种双酯基础油及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及润滑油技术领域，尤其涉及一种双酯基础油及其制备方法。所述双酯基础油，由包括二元酸和异构醇的原料经酯化反应制备得到；所述二元酸包括己二酸和癸二酸中的一种或两种；所述异构醇包括异辛醇、异壬醇、异癸醇、和异十三醇中的一种或几种。本发明提供的双酯基础油具有较高的黏度指数和较低的倾点，较低的倾点能保证良好的低温性能，较高的黏度指数可用于较高的运行温度，可广泛应用于航空、轮机和压缩机等行业润滑剂的生产，尤其对低温性能要求较高且运行温度较高的发动机润滑领域具有较高应用价值。实验表明，本发明提供的双酯基础油的倾点不高于‑60℃，黏度指数不小于140。

Description

一种双酯基础油及其制备方法
技术领域
本发明涉及润滑油技术领域，尤其涉及一种双酯基础油及其制备方法。
背景技术
双酯的出现是为解决两次大战时期战车、飞机等润滑***的低温启动问题。随着科技的不断进步，机械设备润滑部件的工作条件日益苛刻，对润滑油的性能要求也不断提高。双酯的性能优势是低温性能良好，已广泛应用于航空、航天、制造业等领域的润滑装置，现应用环境日益苛刻，对双酯的高温黏度也有了更高的需求。实现双酯的高黏度指数是目前的研究难点，所以研制一种低温性能优异的高黏度指数混合双酯基础油对实际应用具有重要意义。
中国专利201710916378.X提供一种高粘度指数的合成酯润滑油基础油，该合成酯润滑油基础油具有非常高的粘度指数和较低的倾点，倾点可以达到-45℃。该专利保证了高黏度指数，但所用原料涉及芳香类等大位阻结构组分，倾点等低温性能仍然有待于提高。中国专利200780032945.X提供了一种流体轴承用润滑油，具有低粘度、较低的蒸发量和优异的低温流动性。该专利主要针对低温性能，通过混合二元酸与单一的醇组分(2-乙基-1-己醇)合成二酯作为基础油，对黏度指数未有技术突破。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种双酯基础油及其制备方法，本发明提供的双酯基础油具有较高的黏度指数和较低的倾点。
本发明提供了一种双酯基础油，由包括二元酸和异构醇的原料经酯化反应制备得到；
所述二元酸包括己二酸和癸二酸中的一种或两种；
所述异构醇包括异辛醇、异壬醇、异癸醇、和异十三醇中的一种或几种。
优选的，所述二元酸包括癸二酸和己二酸；所述癸二酸和己二酸的摩尔比为0.1：1.3～2.0。
优选的，所述异构醇包括异辛醇和异十三醇；所述异辛醇和异十三醇的质量比为1～2：3～7。
优选的，所述异构醇包括异壬醇和异十三醇；所述异壬醇和异十三醇的质量比为1～2：3～9。
优选的，所述异构醇包括异癸醇和异十三醇；所述异癸醇和异十三醇的质量比为2：6～9。
优选的，所述二元酸的羧基与所述异构醇的羟基的摩尔比为1：1.1～1.5。
本发明还提供了一种双酯基础油的制备方法，包括以下步骤：
在催化剂的条件下，将二元酸和异构醇在140～200℃下进行酯化反应，得到双酯基础油。
优选的，所述催化剂包括浓硫酸、氧化亚锡、硫酸氢钠、活性炭、钛酸酯和氧化锌中的一种或几种。
优选的，所述酯化反应的时间为6～16h。
优选的，所述酯化反应后，还包括：脱醇、蒸馏和过滤。
本发明提供了一种双酯基础油，由包括二元酸和异构醇的原料经酯化反应制备得到；所述二元酸包括己二酸和癸二酸中的一种或两种；所述异构醇包括异辛醇、异壬醇、异癸醇、和异十三醇中的一种或几种。本发明提供的双酯基础油具有较高的黏度指数和较低的倾点，较低的倾点能保证良好的低温性能，较高的黏度指数可用于较高的运行温度，可广泛应用于航空、轮机和压缩机等行业润滑剂的生产，尤其对低温性能要求较高且运行温度较高的发动机润滑领域具有较高应用价值。
实验结果表明，本发明提供的双酯基础油的倾点不高于-60℃，黏度指数不小于140，运动粘度在4.5～5.5mm2/s，闪点不低于220℃。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种双酯基础油，由包括二元酸和异构醇的原料经酯化反应制备得到；
所述二元酸包括己二酸和癸二酸中的一种或两种；
所述异构醇包括异辛醇、异壬醇、异癸醇、和异十三醇中的一种或几种。
在本发明的某些实施例中，所述二元酸包括癸二酸和己二酸。
在本发明的某些实施例中，所述癸二酸和己二酸的摩尔比为0.1：1.3～2.0。在某些实施例中，所述癸二酸和己二酸的摩尔比为0.1：1.9或0.1：2.0。
在本发明的某些实施例中，所述异构醇包括异辛醇、异壬醇、异癸醇、和异十三醇中的两种。
在本发明的某些实施例中，所述异构醇包括第一异构醇和第二异构醇；所述第一异构醇选自异辛醇、异壬醇和异癸醇中的一种；所述第二异构醇为异十三醇。
在本发明的某些实施例中，所述第一异构醇和第二异构醇的质量比为1～2：3～9。
在本发明的某些实施例中，所述异构醇包括异辛醇和异十三醇；所述异辛醇和异十三醇的质量比为1～2：3～7。在某些实施例中，所述异辛醇和异十三醇的质量比为1.3：3.5。
在本发明的某些实施例中，所述异构醇包括异壬醇和异十三醇；所述异壬醇和异十三醇的质量比为1～2：3～9。在某些实施例中，所述异壬醇和异十三醇的质量比为1.08：3。
在本发明的某些实施例中，异构醇包括异癸醇和异十三醇；所述异癸醇和异十三醇的质量比为2：6～9。
在本发明的某些实施例中，所述二元酸的羧基与所述异构醇的羟基的摩尔比为1：1.1～1.5。在某些实施例中，所述二元酸的羧基与所述异构醇的羟基的摩尔比为1：1.2。
本发明还提供了一种上文所述的双酯基础油的制备方法，包括以下步骤：
在催化剂的条件下，将二元酸和异构醇在140～200℃下进行酯化反应，得到双酯基础油。
本发明提供的双酯基础油的制备方法中，采用的原料的组分和配比同上，在此不再赘述。
在本发明的某些实施例中，所述制备方法包括：
将二元酸和异构醇混匀后，在催化剂的作用下进行酯化反应，得到双酯基础油。
在本发明的某些实施例中，所述催化剂包括浓硫酸、氧化亚锡、硫酸氢钠、活性炭、钛酸酯和氧化锌中的一种或几种。在本发明的某些实施例中，所述催化剂的质量占所述二元酸和异构醇的总质量的0.1％～0.3％。在某些实施例中，所述催化剂的质量占所述二元酸和异构醇的总质量的0.2％或0.16％。
在本发明的某些实施例中，所述酯化反应的时间为6～16h。
在本发明的某些实施例中，所述酯化反应在搅拌的条件下进行。本发明对所述搅拌的方法并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的搅拌方法即可。
在本发明的某些实施例中，所述酯化反应后，还包括：脱醇、蒸馏和过滤。
在本发明的某些实施例中，所述酯化反应后，不再有反应水产生后，进行脱醇。
在本发明的某些实施例中，所述脱醇的温度为215～225℃，压力不大于0.096MPa，时间为0.5～1.5h。
在本发明的某些实施例中，所述脱醇后，还包括：降温。
在本发明的某些实施例中，所述降温后的温度为不大于70℃。
本发明对所述蒸馏的方法并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的蒸馏方法，蒸馏至无醇组分馏出即可。
本发明对所述过滤的方法并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的过滤方法即可。
本发明对上文采用的原料的来源并无特殊的限制，可以为一般市售。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种双酯基础油及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
以下实施例中所用的原料均为市售。
实施例1
在配有温度计、搅拌桨、冷凝管、分水器的1500mL三口烧瓶中依次加入己二酸277.67g(1.9mol)、癸二酸20.23g(0.1mol)、异辛醇169.30g(1.3mol)、异十三醇701.26g(3.5mol)、氧化亚锡2.4g，启动搅拌开始加热，升温至180℃，恒温6h，不再有反应水产生后，启动真空泵，调节真空度至0.096MPa，在220℃下进行脱醇1h，降温至65℃，将反应液经过蒸馏和过滤，得到产物双酯基础油940g。
实施例2
在配有温度计、搅拌桨、冷凝管、分水器的1500mL三口烧瓶中依次加入己二酸292.28g(2.0mol)、癸二酸20.23g(0.1mol)、异壬醇192.44g(1.33mol)、异十三醇742.51g(3.71mol)、氧化亚锡2.0g，启动搅拌开始加热，逐步升温至200℃，恒温8h，不再有反应水产生后，启动真空泵，调节真空度至0.09MPa，在220℃下进行脱醇1h，降温至65℃，将反应液经过蒸馏和过滤，得到产物双酯基础油860g。
比较例1
在配有温度计、搅拌桨、冷凝管、分水器的1500mL三口烧瓶中依次加入己二酸360.00g(2.46mol)、异辛醇834.10g(6.40mol)，氧化亚锡2.7g，启动搅拌开始加热，逐步升温至180℃，恒温8h，不再有反应水产生后，启动真空泵，调节真空度至0.09MPa，在200℃下进行脱醇1h，降温至65℃，将反应液经过蒸馏和过滤，得到产物双酯基础油913g。
对实施例1～2及比较例1的制得的双酯基础油的性能进行分析，结果如表1所示。
表1实施例1～2及比较例1的制得的双酯基础油的性能分析结果
项目 实施例1 实施例2 比较例1 分析方法
酸值，mgKOH/g 0.03 0.04 0.01 GB/T 7304
黏度指数 144 142 126 GB/T 2541
倾点 -61 -60 -61 GB/T 3535
运动粘度(100℃)，mm<sup>2</sup>/s 4.839 4.664 2.365 GB/T 265
闪点，℃ 226 224 208 GB/T 3536
由表1可以看出，本发明提供的双酯基础油的倾点不高于-60℃，黏度指数不小于140，运动粘度在4.5～5.5mm2/s，闪点不低于220℃。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种双酯基础油，由包括二元酸和异构醇的原料经酯化反应制备得到；
所述二元酸包括己二酸和癸二酸中的一种或两种；
所述异构醇包括异辛醇、异壬醇、异癸醇、和异十三醇中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的双酯基础油，其特征在于，所述二元酸包括癸二酸和己二酸；所述癸二酸和己二酸的摩尔比为0.1：1.3～2.0。
3.根据权利要求1所述的双酯基础油，其特征在于，所述异构醇包括异辛醇和异十三醇；所述异辛醇和异十三醇的质量比为1～2：3～7。
4.根据权利要求1所述的双酯基础油，其特征在于，所述异构醇包括异壬醇和异十三醇；所述异壬醇和异十三醇的质量比为1～2：3～9。
5.根据权利要求1所述的双酯基础油，其特征在于，所述异构醇包括异癸醇和异十三醇；所述异癸醇和异十三醇的质量比为2：6～9。
6.根据权利要求1所述的双酯基础油，其特征在于，所述二元酸的羧基与所述异构醇的羟基的摩尔比为1：1.1～1.5。
7.一种双酯基础油的制备方法，包括以下步骤：
在催化剂的条件下，将二元酸和异构醇在140～200℃下进行酯化反应，得到双酯基础油。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂包括浓硫酸、氧化亚锡、硫酸氢钠、活性炭、钛酸酯和氧化锌中的一种或几种。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述酯化反应的时间为6～16h。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述酯化反应后，还包括：脱醇、蒸馏和过滤。
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