本发明涉及一种三羟甲基丙烷高纯油酸酯的制备方法，属于环保技术领域。
背景技术：
三羟甲基丙烷（简称TMP）化学名称为2-乙基-2-羟甲基-1，3-丙二醇，又名三甲醇丙烷、2，2-二羟甲基丁醇，外观为白色结晶或粉末，有吸湿性。白色片状结晶，易溶于水、低碳醇、甘油、N,N-二甲基甲酰胺，部分溶于丙酮、乙酸乙酯，微溶于四氯化碳、乙醚和氯仿。主要用于醇酸树脂、聚氨酯、不饱和树脂、聚酯树脂、涂料等领域，也可用于合成航空润滑油、印刷油墨等，还可用作纺织助剂和聚氯乙烯树脂的热稳定剂。由于高纯度油酸具有良好的物理、化学特性，因而在医药、化妆和生物工程领域等多方面的应用受到重视。它不仅具有优秀的抗氧化、防磨损、防锈和防泡沫性能，还可以把油品与火焰或炽热表面接触时发生火灾和爆炸的危险降到最低。良好的的抗凝和低温流动性，可在-40℃使用；良好的气相和液相防锈性，所用油箱内壁无需附加不锈钢板或涂漆处理，对各种金属构件和密封、软管材质都能适用；特别适用于接近高温和火焰有燃火危险的工业液压系统使用，用来代替矿物油型润滑油；适用于滑动轴承式齿轮泵、平衡性叶片泵、轴向柱塞泵、也可用于螺旋泵、往复式柱塞泵、离心泵等；不推荐使用滚动轴承式齿轮泵、变量叶片泵、径向柱塞泵。近年来，合成三羟甲基丙烷高纯油酸酯合成酯抗燃液压油得到了很快的发展，但是国内产的酯型抗燃液压油，为了达到较高的润滑性以及良好的抗氧化性能，添加剂的加入量往往很高，所用催化剂多为强酸或强碱，存在对环境污染大，设备腐蚀严重，副反应多，抗乳化性能差，低温性能差的问题。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对合成三羟甲基丙烷高纯油酸酯所用催化剂多为强酸或强碱，对环境污染大，设备腐蚀严重，副反应多，抗乳化性能差，低温性能差的问题，本发明提供了一种三羟甲基丙烷高纯油酸酯的制备方法，本法明采用溶胶凝胶法制备分子筛负载硫酸/二氧化钛的固体超强酸，来催化三羟甲基丙烷和高纯油酸的酯化反应，制得可生物降解的三羟甲基丙烷高纯油酸酯。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案：
（1）称取1~2g分子筛加入30~50mL摩尔浓度为0.8mol/L硫酸钛溶液中，以400~500r/min搅拌15~20min，滴加质量分数为8%氨水调节pH值为7.5~8.0，在室温下陈化5~6h，减压抽滤，得白色沉淀，并用质量分数为95%乙醇溶液洗涤沉淀2~3次，将沉淀置于100~105℃干燥箱中干燥20~24h后，加入粉碎机粉碎，过100目筛，将过筛后的粉末浸泡在50~80mL摩尔浓度为0.5mol/L硫酸溶液中30~40min，过滤，将滤渣置于100~105℃干燥箱中干燥1~2h，转入管式炉中，在520~550℃下焙烧4~5h，冷却至室温，得硫酸/二氧化钛固体超强酸催化剂，备用；
（2）量取50~80mL工业油酸加入反应釜中，加入1~3g单质碘， 20~30mL丙烯酸甲酯，加热至180~200℃，保持温度2~3h，冷却至室温，减压蒸馏，得高纯油酸；
（3）量取30~40mL上述高纯油酸，5~7g三羟甲基丙烷加入反应釜中，加热至70~80℃，待三羟甲基丙烷完全溶解，加入0.6~0.8g上述步骤（1）制备的硫酸/二氧化钛固体超强酸催化剂，保持釜内真空度为80~100kPa，反应3~4h，真空降温，过滤，向滤液中加入2~3g活性炭，在50~55℃下以300~400r/min搅拌4~5h，
抽滤并减压蒸馏，得三羟甲基丙烷高纯油酸酯。
本发明的具体应用方法是：将本发明制备的三羟甲基丙烷高纯油酸酯用手工涂抹或机械压入至阀门润滑部位，静置干燥后，经检测，其黏附性（抗水喷雾，38℃，5min）达到1.01～1.06％，使用寿命提高了10～15%。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明制备的三羟甲基丙烷高纯油酸酯具有抗氧化、防磨损、油品灰分小润滑性好、消泡时间短的特点；
（2）本发明制备的三羟甲基丙烷高纯油酸酯，抗乳化性能好，低温性能好，降解率低、对环境污染小等优点，可广泛应用于环保技术领域。
具体实施方式
首先称取1~2g分子筛加入30~50mL摩尔浓度为0.8mol/L硫酸钛溶液中，以400~500r/min搅拌15~20min，滴加质量分数为8%氨水调节pH值为7.5~8.0，在室温下陈化5~6h，减压抽滤，得白色沉淀，并用质量分数为95%乙醇溶液洗涤沉淀2~3次，将沉淀置于100~105℃干燥箱中干燥20~24h后，加入粉碎机粉碎，过100目筛，将过筛后的粉末浸泡在50~80mL摩尔浓度为0.5mol/L硫酸溶液中30~40min，过滤，将滤渣置于100~105℃干燥箱中干燥1~2h，转入管式炉中，在520~550℃下焙烧4~5h，冷却至室温，得硫酸/二氧化钛固体超强酸催化剂，备用；然后量取50~80mL工业油酸加入反应釜中，加入1~3g单质碘， 20~30mL丙烯酸甲酯，加热至180~200℃，保持温度2~3h，冷却至室温，减压蒸馏，得高纯油酸；最后量取30~40mL上述高纯油酸，5~7g三羟甲基丙烷加入反应釜中，加热至70~80℃，待三羟甲基丙烷完全溶解，加入0.6~0.8g上述制备的硫酸/二氧化钛固体超强酸催化剂，保持釜内真空度为80~100kPa，反应3~4h，真空降温，过滤，向滤液中加入2~3g活性炭，在50~55℃下以300~400r/min搅拌4~5h，抽滤并减压蒸馏，得三羟甲基丙烷高纯油酸酯。
实例1
首先称取1g分子筛加入30mL摩尔浓度为0.8mol/L硫酸钛溶液中，以400r/min搅拌15min，滴加质量分数为8%氨水调节pH值为7.5，在室温下陈化5h，减压抽滤，得白色沉淀，并用质量分数为95%乙醇溶液洗涤沉淀2次，将沉淀置于100℃干燥箱中干燥20h后，加入粉碎机粉碎，过100目筛，将过筛后的粉末浸泡在50mL摩尔浓度为0.5mol/L硫酸溶液中30min，过滤，将滤渣置于100℃干燥箱中干燥1h，转入管式炉中，在520℃下焙烧4h，冷却至室温，得硫酸/二氧化钛固体超强酸催化剂，备用；然后量取50mL工业油酸加入反应釜中，加入1g单质碘， 20mL丙烯酸甲酯，加热至180℃，保持温度2h，冷却至室温，减压蒸馏，得高纯油酸；最后量取30mL上述高纯油酸，5g三羟甲基丙烷加入反应釜中，加热至70℃，待三羟甲基丙烷完全溶解，加入0.6g上述制备的硫酸/二氧化钛固体超强酸催化剂，保持釜内真空度为80kPa，反应3h，真空降温，过滤，向滤液中加入2g活性炭，在50℃下以300r/min搅拌4h，抽滤并减压蒸馏，得三羟甲基丙烷高纯油酸酯。
将本发明制备的三羟甲基丙烷高纯油酸酯用手工涂抹或机械压入至阀门润滑部位，静置干燥后，经检测，其黏附性（抗水喷雾，38℃，5min）达到1.019％，使用寿命提高了10%。
实例2
首先称取1g分子筛加入40mL摩尔浓度为0.8mol/L硫酸钛溶液中，以460r/min搅拌17min，滴加质量分数为8%氨水调节pH值为7.8，在室温下陈化6h，减压抽滤，得白色沉淀，并用质量分数为95%乙醇溶液洗涤沉淀3次，将沉淀置于103℃干燥箱中干燥22h后，加入粉碎机粉碎，过100目筛，将过筛后的粉末浸泡在60mL摩尔浓度为0.5mol/L硫酸溶液中35min，过滤，将滤渣置于103℃干燥箱中干燥1h，转入管式炉中，在530℃下焙烧4h，冷却至室温，得硫酸/二氧化钛固体超强酸催化剂，备用；然后量取60mL工业油酸加入反应釜中，加入2g单质碘，25mL丙烯酸甲酯，加热至190℃，保持温度2h，冷却至室温，减压蒸馏，得高纯油酸；最后量取35mL上述高纯油酸，6g三羟甲基丙烷加入反应釜中，加热至75℃，待三羟甲基丙烷完全溶解，加入0.7g上述制备的硫酸/二氧化钛固体超强酸催化剂，保持釜内真空度为90kPa，反应h，真空降温，过滤，向滤液中加入2g活性炭，在53℃下以350r/min搅拌5h，抽滤并减压蒸馏，得三羟甲基丙烷高纯油酸酯。
将本发明制备的三羟甲基丙烷高纯油酸酯用手工涂抹或机械压入至阀门润滑部位，静置干燥后，经检测，其黏附性（抗水喷雾，38℃，5min）达到1.03％，使用寿命提高了13%。
实例3
首先称取2g分子筛加入50mL摩尔浓度为0.8mol/L硫酸钛溶液中，以500r/min搅拌20min，滴加质量分数为8%氨水调节pH值为8.0，在室温下陈化6h，减压抽滤，得白色沉淀，并用质量分数为95%乙醇溶液洗涤沉淀3次，将沉淀置于105℃干燥箱中干燥24h后，加入粉碎机粉碎，过100目筛，将过筛后的粉末浸泡在80mL摩尔浓度为0.5mol/L硫酸溶液中40min，过滤，将滤渣置于105℃干燥箱中干燥2h，转入管式炉中，在550℃下焙烧5h，冷却至室温，得硫酸/二氧化钛固体超强酸催化剂，备用；然后量取80mL工业油酸加入反应釜中，加入3g单质碘，30mL丙烯酸甲酯，加热至200℃，保持温度3h，冷却至室温，减压蒸馏，得高纯油酸；最后量取40mL上述高纯油酸，7g三羟甲基丙烷加入反应釜中，加热至80℃，待三羟甲基丙烷完全溶解，加入0.8g上述制备的硫酸/二氧化钛固体超强酸催化剂，保持釜内真空度为100kPa，反应4h，真空降温，过滤，向滤液中加入3g活性炭，在55℃下以400r/min搅拌5h，抽滤并减压蒸馏，得三羟甲基丙烷高纯油酸酯，
将本发明制备的三羟甲基丙烷高纯油酸酯用手工涂抹或机械压入至阀门润滑部位，静置干燥后，经检测，其黏附性（抗水喷雾，38℃，5min）达到1.06％，使用寿命提高了15%。