本发明属于润滑油,具体涉及一种季戊四醇脂肪酸酯润滑油、及其应用。
背景技术:
1、在冷冻机、航空、风力发电、汽车等领域方面均需要要求润滑油的低温性能,如-50℃至-40℃的条件下,润滑油能对工件提供低温启动性能和高温保护。
2、多元醇酯、特别是季戊四醇脂肪酸酯,由于具有良好的耐热、抗老化、稳定性、相容性和溶解性,因此被广泛地用于润滑油的领域中。
3、然而,目前通过碳原子数c7-c10的脂肪酸与季戊四醇合成的脂肪酸酯,其倾点多大于等于-45℃,且其-40℃下的运动粘度普遍高于20000mm2/s,其低温性能、低温运动粘度性能略有不足。
4、目前润滑油中降低季戊四醇脂肪酸酯的倾点或低温运动粘度的手段普遍在使用短链脂肪酸(如碳原子数为c4-c6的脂肪酸)、或者将季戊四醇脂肪酸酯搭配如聚α-烯烃等低温性能优异的润滑油、或加入添加剂。少有通过改变季戊四醇脂肪酸酯的化学结构来降低其低温性能的方法。
5、因此,提出一种季戊四醇脂肪酸酯润滑油、及其应用,使润滑油中季戊四醇脂肪酸酯的物质特性 倾点降低的同时低温运动粘度降低显得具有突出的意义。
技术实现思路
1、本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种季戊四醇脂肪酸酯润滑油、及其应用;该发明能够将润滑油中的季戊四醇脂肪酸酯的倾点从-45℃至-40℃下降至-50℃以下、最低可至-57℃,在低倾点同时将其-40℃运动粘度下降至低于18000mm2/s、最低可至14040 mm2/s。
2、本发明的发明构思为:通过选用特定的脂肪酸与季戊四醇反应生成脂肪酸酯,提高季戊四醇脂肪酸酯分子的不对称特性,让其结晶难度提高,进而使其倾点降低;同时,进一步发现特定选用两种不同的直链脂肪酸搭配一种支链脂肪酸能够进一步降低季戊四醇脂肪酸酯的-40℃运动粘度;最终达到将润滑油中季戊四醇脂肪酸酯的倾点从-45℃至-40℃下降至-50℃以下、最低可至-57℃,在低倾点同时将其-40℃运动粘度下降至低于18000mm2/s、最低可至14040 mm2/s的效果。
3、本发明的第一方面提供一种季戊四醇脂肪酸酯润滑油。
4、具体的,一种季戊四醇脂肪酸酯润滑油,所述季戊四醇脂肪酸酯润滑油包括季戊四醇脂肪酸酯,所述季戊四醇脂肪酸酯的结构中,包括至少一种一元支链脂肪酸酯基团和至少两种一元直链脂肪酸酯基团。
5、一种季戊四醇脂肪酸酯润滑油,所述季戊四醇脂肪酸酯由季戊四醇和脂肪酸经酯化反应所制得,所述脂肪酸包括至少一种一元支链脂肪酸和至少两种一元直链脂肪酸。
6、相对于现有技术,该第一方面提供的一种季戊四醇脂肪酸酯润滑油的有益效果如下:通过选用特定的脂肪酸与季戊四醇反应生成脂肪酸酯,提高季戊四醇脂肪酸酯分子的不对称特性,使其倾点降低;同时,进一步发现特定选用两种不同的直链脂肪酸搭配一种支链脂肪酸能够进一步降低季戊四醇脂肪酸酯的-40℃运动粘度;最终达到将润滑油中季戊四醇脂肪酸酯的倾点从-45℃至-40℃下降至-50℃以下、最低可至-57℃,在低倾点同时其-40℃运动粘度低于18000mm2/s、最低可至14040 mm2/s的效果。
7、优选的,所述脂肪酸中,所述一元支链脂肪酸的摩尔占比为30-70%,所述一元直链脂肪酸的摩尔占比为30-70%;进一步优选的,一元支链脂肪酸的摩尔占比为40-65%,所述一元直链脂肪酸的摩尔占比为35-60%。
8、优选的,所述一元支链脂肪酸包括碳原子数为c7-c10的一元支链脂肪酸中的至少一种;进一步优选的,所述一元支链脂肪酸包括异庚酸(cas:628-46-6)、异辛酸(cas:25103-52-0)、异壬酸(cas:26896-18-4)、异癸酸(cas:5963-14-4)中的至少一种;更进一步优选的,所述一元支链脂肪酸包括异辛酸。
9、优选的,所述一元直链脂肪酸包括碳原子数为c7-c10的一元直链脂肪酸中的至少两种;进一步优选的,所述一元直链脂肪酸包括正庚酸、正辛酸、正壬酸、正癸酸中的至少两种;更进一步优选的,所述一元直链脂肪酸包括正庚酸、正壬酸;更进一步优选的,所述正庚酸、所述正壬酸的摩尔比为1:(0.8-1.2)。
10、优选的,所述酯化反应具体为:所述季戊四醇和脂肪酸在氮气的氛围下,升温至230℃-260℃,搅拌反应4-6h,制得所述季戊四醇脂肪酸酯润滑油;进一步优选的,所述升温为程序升温,达到170-190℃之前升温速率并不做限定,达到170-190℃后以10-20℃/h升温至230℃-260℃;更进一步优选的,所述升温为程序升温,达到175-185℃之前升温速率并不做限定,达到175-185℃后以10-20℃/h升温至240℃-250℃。
11、优选的,所述酯化反应可以加催化剂也可以不加催化剂;若加入催化剂,所述催化剂可包括硫酸氢钠、草酸亚锡、硫酸、盐酸、氢氧化钠、碳酸钠中的至少一种。
12、优选的,所述酯化反应后还有以下步骤,将反应体系降温至190℃-210℃,减压蒸馏0.5-1.5h,自然降温,然后将产物经碱洗、水洗、脱水;进一步优选的所述减压蒸馏的压力≤5000pa。目的是除去过量的有机酸。
13、优选的,所述季戊四醇脂肪酸酯的倾点小于等于-50℃,且-40℃运动粘度低于18000mm2/s。
14、本发明的第二方面提供一种工作流体组合物。
15、一种工作流体组合物,包括任一所述的季戊四醇脂肪酸酯润滑油。
16、本发明的第三方面提供一种任一所述的季戊四醇脂肪酸酯润滑油在空调系统或风力发电机或汽车发动机或飞机翼口盖或飞机滑动轴承中的润滑应用。
17、相对于现有技术,本发明的有益效果如下:
18、(1)通过选用特定的脂肪酸与季戊四醇反应生成脂肪酸酯,提高季戊四醇脂肪酸酯分子的不对称特性,让其结晶难度提高,进而使其倾点降低;同时,进一步发现特定选用两种不同的直链脂肪酸搭配一种支链脂肪酸能够进一步降低季戊四醇脂肪酸酯的-40℃运动粘度;最终达到将润滑油中季戊四醇脂肪酸酯的倾点从-45℃至-40℃下降至-50℃以下、最低可至-57℃,在低倾点同时将其-40℃运动粘度下降至低于18000mm2/s、最低可至14040mm2/s的效果。
1.一种季戊四醇脂肪酸酯润滑油,其特征在于,季戊四醇脂肪酸酯的结构中,包括至少一种一元支链脂肪酸酯基团和至少两种一元直链脂肪酸酯基团。
2.根据权利要求1所述的季戊四醇脂肪酸酯润滑油,其特征在于,所述季戊四醇脂肪酸酯由季戊四醇和脂肪酸经酯化反应所制得,所述脂肪酸包括至少一种一元支链脂肪酸和至少两种一元直链脂肪酸。
3.根据权利要求2所述的季戊四醇脂肪酸酯润滑油,其特征在于,所述脂肪酸中,所述一元支链脂肪酸的摩尔占比为30-70%,所述一元直链脂肪酸的摩尔占比为30-70%。
4.根据权利要求2所述的季戊四醇脂肪酸酯润滑油,其特征在于,所述一元支链脂肪酸的碳原子数为c7-c10。
5.根据权利要求2所述的季戊四醇脂肪酸酯润滑油,其特征在于,所述一元直链脂肪酸的碳原子数为c7-c10。
6.根据权利要求2所述的季戊四醇脂肪酸酯润滑油,其特征在于,所述酯化反应具体为:所述季戊四醇和脂肪酸在氮气的氛围下,升温至230℃-260℃,反应4-6h,制得所述季戊四醇脂肪酸酯。
7.根据权利要求6所述的季戊四醇脂肪酸酯润滑油,其特征在于,所述酯化反应后还有以下步骤,将反应体系降温至190℃-210℃,减压蒸馏0.5-1.5h,自然降温,然后将产物经碱洗、水洗、脱水。
8.根据权利要求1所述的季戊四醇脂肪酸酯润滑油,其特征在于,所述季戊四醇脂肪酸酯的倾点小于等于-50℃,且-40℃运动粘度低于18000mm2/s。
9.一种工作流体组合物,其特征在于,包括权利要求1-8任一项所述的季戊四醇脂肪酸酯润滑油。
10.权利要求1-8任一项所述的季戊四醇脂肪酸酯润滑油在空调系统或风力发电机或汽车发动机或飞机翼口盖或飞机滑动轴承中的应用。