[发明专利]一种冷冻机油基础油及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种冷冻机油基础油及其制备方法和应用。所述制备方法包括：将三羟甲基丙烷与脂肪酸混合，在催化剂作用下反应；所述催化剂含有磷酸硅。本发明的制备方法所用催化剂对底物的选择性高、副产物低且催化效率高；反应结束后通过过滤即可将其去除，操作简便，节能环保。制备得到的冷冻机油基础油稳定性好，其粘度、倾点以及闪电等性能优良。

技术领域

本发明属于有机合成领域中酯的制备领域，具体涉及一种冷冻机油基础油及其制备方法和应用。

背景技术

冷冻机油是用于制冷压缩机内各运动部件润滑的油，又称润滑油。在压缩机中，冷冻机油主要起润滑，密封，降温以及能量调节四个作用。POE(PolyolEster)油是一种合成的多元醇酯油，其不仅能良好地用于HFC类制冷剂系统中，也能用于烃类制冷剂。众所周知，氯氟烃和氢氯氟烃制冷剂因破坏大气层中臭氧层因其温室效应已被逐渐禁止使用，氢氟烃则被认为是替代氟氯烃的理性制冷剂。但是，氢氟烃与传统与传统非极性矿物油相容性较差。但POE与其具有良好的相容性，可靠地润滑性能，优异的热稳定性，化学稳定性，电绝缘性及材料的相容性，且安全与环保性能好，已逐步成为与氢氟烃配合使用的首选冷冻机油。

冷冻机油因使用环境的特殊，对其要求也是不同。主要需要满足几个方面的要求。首先是粘度，润滑油的黏度是油料特性中一个重要参数，使用不同制冷剂要相应选择不同的冷冻机油。此外。润滑油的黏度还与冷冻机的温度有关。冷冻设备中润滑油的黏度过大会使机械摩擦功率、摩擦热量和起动力矩增大，若黏度过小，则会使运动件之间不能形成所需的油膜，达不到应有的润滑和冷却效果。其次是闪点，这是指润滑油加热到它的蒸汽与火焰接触时发生闪火的最低温度。冷冻设备所用的润滑油，闪点必须比排气温度高15～30℃以上，以免引起润滑油的燃烧和结焦。最后是倾点，指油品在规定的试验条件下，被冷却的试样能够流动的最低温度。

三羟甲基丙烷与脂肪酸合成三羟甲基丙烷油酸酯，可以用于纺织皮革助剂的中间体和纺织油剂。刑凤兰等探讨了用酯交换法合成三羟甲基丙烷油酸酯的影响因素，在190℃下，油酸甲酯与三羟甲基丙烷物质的量比为65:1,甲醇钠为总量的0.5％，反应小时为最佳条件，收率可达95.5％。

目前国内外所采用的催化上述反应的催化剂用量多，对底物的选择性低，副产物多，且多为液体催化剂，在反应结束后催化剂不易去除，残留的催化剂对产品性能以及长期保存都有影响。因此寻找合适的催化剂显得尤为重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服目前现有技术中合成冷冻机油基础油所用的催化剂选择性低、副产物多、反应后不易去除等缺陷，提供一种冷冻机油基础油及其制备方法和应用。该制备方法所用催化剂用量少、对底物的选择性高、副产物低，反应结束后催化剂易于去除，获得的冷冻机油基础油稳定性好，可长期保存。

本发明提供了一种冷冻机油基础油的制备方法，其包括：将三羟甲基丙烷与脂肪酸混合，在催化剂作用下反应；所述催化剂含有磷酸硅。较佳地，所述催化剂为磷酸硅。

本发明中，为提高制备得到的冷冻机油基础油的纯度，并且进一步提高其稳定性，上述制备方法较佳地还包括：去除所述催化剂；所述的去除所述催化剂的方法较佳地为抽滤；所述抽滤时的温度优选为60～80℃。

本发明中，所述催化剂的用量可为本领域的常规用量，较佳地为所述三羟甲基丙烷与所述脂肪酸总质量的0.08％以上，更佳地为0.08％～0.11％。

本发明中，所述的三羟甲基丙烷可为本领域常规的三羟甲基丙烷(结构式为：)。

本发明中，所述的脂肪酸可为本领域常规的脂肪酸，即：含有羧基官能团的脂肪族碳氢链；较佳地为C₆～C₁₈的脂肪酸中的一种或多种，更佳地为己酸、辛酸、壬酸、癸酸、月桂酸和硬脂酸中的一种或多种。

本发明中，所述三羟甲基丙烷与所述脂肪酸的摩尔比较佳地为1:(2.5～4.5)；更佳地为1:3。