[发明专利]单酯基润滑剂及其制备方法

说明书

发明领域

本发明涉及酯基润滑剂，特别是单酯基润滑剂和它们的制备方法。

发明背景

酯用作润滑油已超过50年。它们应用于从喷气发动机、冷冻机和 发动机油的各种应用中。事实上，在汽车应用中酯是最早的合成曲轴箱 机油。然而，由于聚α-烯烃(PAO)成本更低以及它们的配方类似于矿物 油而使酯让位于PAO。但是，在全合成机油中，酯几乎总是与PAO组合 使用以通过提高润滑性以平衡对密封性、添加性、溶解性、挥发性降低 和能量效率改进的影响。

通常，酯基润滑剂因其所包含的酯分子的极性而具有优异的润滑 性。这些分子的极性酯基附着于带正电的金属表面而生成能减缓金属表 面磨损的保护膜。这种润滑剂的挥发性比传统润滑剂低且往往具有高得 多的闪点和低得多的蒸气压。酯润滑剂是优异的溶剂和分散剂，并且易 于溶解和分散油的降解副产物。因此，它们大大减少了油泥的累积。酯 润滑剂对热和氧化过程是稳定的，但与其矿物油基类似物相比，酯功能 团使得微生物能更高效和有效地进行生物降解处理。然而，酯的制备更 复杂且可能比其PAO对照物的制备更昂贵。

鉴于上述观点，简单、更高效地生产酯基润滑剂的方法将是非常有 用的，特别是这类方法将能利用可再生原料且结合了低值费托(FT)烯烃 和醇转化为高值的酯润滑剂。

发明简述

本发明广义涉及单酯基润滑剂组合物。本发明还涉及制备这些润滑 剂组合物和其它类似润滑剂组合物的方法。在一些实施方案中，制备这 类单酯基润滑剂的方法利用了生物质前体。在这些或其它实施方案中， 润滑剂前体物种还可源自或衍生自费-托(FT)反应产物。

在一些实施方案中，本发明涉及包括至少一种单酯物种的异构体 混合物的润滑剂组合物。所述单酯物种的结构如图2所示，其中R₁、R₂和R₃独立选自烷基以形成总碳数在8-40范围的单酯异构体混合物。因 此，R₁、R₂和R₃选自烷基且可相同或不同。在一个实施方案中，润滑剂 组合物包括至少一种总碳数在10-24范围的单酯物种的异构体混合物。 在另一个实施方案中，单酯物种的总碳数在12-18范围，在又一个实施 方案中单酯物种的总碳数在12-16范围。

在一个实施方案中，本发明涉及包括以下步骤的方法：(a)将α- 烯烃异构化以提供内烯烃的异构体混合物；(b)将步骤(a)的内烯烃环 氧化以提供内环氧化物；(c)通过还原法使步骤(b)的环氧化物的环 氧环打开以提供仲醇；(d)将步骤(c)的仲醇用C₂-C₁₈羧酸进行酯化 以提供至少一种单酯物种的异构体混合物；和(e)将粘度和倾点适合 用作润滑剂的至少一种单酯物种的异构体混合物分离出来。

在某些实施方案中，α-烯烃可以衍生自费-托方法。在这些其它实 施方案中，C₂-C₁₈羧酸可以衍生自费-托方法或来自生物衍生的脂肪酸。

在某些实施方案中，本发明涉及包括以下步骤的方法：(a)将碳数 为6-22的α-烯烃或α-烯烃混合物异构化成内烯烃的异构体混合物； (b)将碳数为6-22的内烯烃异构体混合物环氧化以形成包括环氧环的内 环氧化物异构体混合物；(c)通过还原法将环氧环打开以形成仲醇异 构体混合物；(d)将仲醇异构体混合物用C₂-C₁₈羧酸或其酰化衍生物如 酰氯或酸酐进行酯化以形成内(仲)的至少一种单酯物种的异构体混合 物；和(e)将粘度和倾点适合用作润滑剂的至少一种单酯物种的异构 体混合物分离出来。羧酸可以衍生自费-托方法或来自生物衍生的脂肪 酸。羧酸或其酰化衍生物如酰氯或酸酐可衍生自费-托方法或来自生物 衍生的脂肪酸。所述α-烯烃可衍生自费-托方法。