[发明专利]改进植物油抗氧性、倾点的双键饱和异构醚化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种改进植物油抗氧性、倾点的双键饱和异构醚化工艺，属于润滑油技术和摩擦化学领域。

背景技术

植物油因含有双键导致其抗氧性太差，不太适合作为优质润滑油。

陶德华、王彬在中国专利(200610028169.3)醇酯型环境友好润滑油的制备方法中，曾经采用环氧后酯化饱和了双键，解决了氧化稳定性。但是植物油经过如此改质后其倾点没有进一步下降。作为优质润滑油不但需要氧化稳定，而且要求很低的倾点、粘度指数更高、润滑性优良。

本发明在此基础上进一步作了二项改进，使既提高了植物油的氧化稳定性，又进一步降低了倾点，达到了制备高级合成润滑油的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进植物油抗氧性、倾点的双键饱和异构醚化工艺。

本发明采用的技术方案是：

一种改进植物油抗氧性、倾点的双键饱和异构醚化工艺，其特征在于该工艺具有以下制备过程：在反应器中将植物油在过氧化氢、冰醋酸和浓硫酸催化剂作用下环氧化饱和了双键，得到环氧油反应物；将反应物碱洗至pH＝5，然后经水洗去水后，加入稍过量的长链支链脂肪醇和反应物料重量1％的催化剂，催化剂为98％浓硫酸，在80℃左右搅拌反应约10小时，反应过程中定期从反应器中取样，所取样品经碱洗、水洗、减压回收脂肪醇后，得到异构化醇醚油脂。

一种改进植物油抗氧性、倾点的双键饱和异构醚化工艺，其特征在于该工艺具有以下制备过程：在反应器中将植物油在过氧化氢、冰醋酸和浓硫酸催化剂作用下环氧化饱和了双键，得到环氧油反应物；将反应物碱洗至pH＝5，然后经水洗去水后，加入稍过量的长链支链脂肪醇和反应物料重量1％的催化剂，催化剂为98％浓硫酸，在80℃左右搅拌反应约10小时，反应过程中定期从反应器中取样，所取样品经碱洗、水洗、减压回收脂肪醇后，得到异构化醇醚油脂；所得的异构化醇醚油脂按相同摩尔比加入酸酐和少量催化剂对甲苯磺酸，在80～85℃温度下搅拌反应4小时，冷却到室温后，经过碱洗到PH＝7.0、水洗和减压脱水得到倾点更低的异构化油脂。

所述的植物油为含18-22碳链的不饱和脂肪酸甘油酯的天然植物油，即为大豆油、菜籽油、棉籽油、花生油、蓖麻油中的一种。

所述的长链脂肪醇是链长4-10个碳原子的高级支链(即异构)醇类，即为异丁醇、异戊醇、异己醇、异庚醇、异辛醇、异壬醇、异癸醇中的一种，异构醇比正构醇效果好。

所述的酸酐为醋酸酐或二个炭原子以上的酸酐。

本发明的原理是：

本发明改进之一(环氧醚化反应)：植物油首先(同前专利)采用双氧水、冰醋酸，催化剂硫酸环氧化，饱和了双键。然后采用长链的支链脂肪醇在催化剂参于下进行醚化反应，得到异构化的油脂醇醚。该异构化醚不但氧化稳定，而且倾点有了降低。

植物油在酸催化剂的作用下，与冰醋酸和双氧水反应生成环氧植物油。

环氧植物油中的环氧基很容易发生化学反应。在酸性或碱性条件下环氧植物油在酸催化剂的作用下，与支链脂肪醇发生酯交换反应，以烷氧基取代环氧长链脂肪酸上的甘油基，将甘油三酯断裂生成环氧长链脂肪酸烷基酯。

环氧长链脂肪酸烷基酯上的环氧三元环质子化，使C-O键削弱，将较差的离去基团-CHO^-(烷氧负离子)转变为较好的离去基团-CHOH(醇)。然后亲核试剂支链脂肪醇(ROH)进攻中心碳原子，使C-O键断裂开环。

本发明改进之二(环氧醚化酯化反应)：植物油首先(同改进之一)采用双氧水、冰醋酸，催化剂硫酸环氧化，饱和了双键。环氧化之后，采用长链支链脂肪醇在催化剂硫酸参与下进行异构化醚化反应。将得到的异构化醇醚进一步同脂肪酸酐发生酯化反应，最终得到一种氧化更稳定的、而倾点进一步下降的异构化程度更高的合成油脂。

植物油在酸催化剂的作用下，与冰醋酸和双氧水反应生成环氧植物油。

环氧植物油是环氧甘油三酯，在酸催化剂的作用下，与长链支链醇(例如异辛醇)发生酯交换反应，以长链支链烷基(异辛基)取代环氧植物油上的甘油基，将甘油三酯断裂生成环氧长链脂肪酸支链烷基酯(异辛酯)。

环氧长链脂肪酸酸支链烷基酯上的环氧三元环质子化，使C-O键削弱，将较差的离去基团-CHO^-(烷氧负离子)转变为较好的离去基团-CHOH(醇)。然后亲核试剂支链醇进攻中心碳原子，使C-O键断裂开环，生成改性植物油1#。