[发明专利]一种季戊四醇酯润滑油基础油及其制备方法

说明书

本发明涉及一种季戊四醇酯润滑油基础油及其制备方法，基础油由以下组成制成：包括多元醇和碳原子数为C5~C10的饱和脂肪酸；多元醇包括季戊四醇和双季戊四醇；双季戊四醇包含三季戊四醇；本发明合成的5厘斯季戊四醇酯基础油具有优异的粘温性能、低温流动性、高温氧化安定性，高温氧化安定性优于市场上的同类基础油，具有较好的工业化应用前景。

技术领域

本发明属于润滑油基础油技术领域，具体涉及一种季戊四醇酯润滑油基础油及其制备方法。

背景技术

目前航空润滑油中5 mm²/s（“厘斯”）润滑油的应用非常广泛；5厘斯航空润滑油需要满足MIL-PRF-23699F规格的基本要求，长期使用温度是-40~200℃，-40℃粘度≤13000mm²/s，倾点＜-54℃，相应的对5厘斯润滑油基础油的要求如下：40℃运动粘度≥22.0 mm²/s，100℃运动粘度是4.6~5.1 mm²/s ，-40℃运动粘度≤9500 mm²/s，倾点＜-60℃，粘度指数＞130。

现有的5厘斯润滑油的基础油是多元醇酯，多元醇酯是多元醇与脂肪酸酯化反应的产物。常使用的多元醇是分子中羟基大于2的多元醇，应用较广的有季戊四醇、双季戊四醇、三羟甲基丙烷，脂肪酸通常是C₅~C₁₀的饱和一元酸。随着航空发动机的发展，5厘斯航空润滑油对油品的低温流动性、高温抗氧化性能、热稳定性要求越来越高，季戊四醇酯的高温抗氧化性能和热稳定性优于三羟甲基丙烷酯，航空润滑油基础油优选季戊四醇酯。

US 2961406 采用一种“技术级季戊四醇”（88%~90%的单季戊四醇，10%~12%双季戊四醇，≤0.5%的三季戊四醇，这种季戊四醇统称为“技术级季戊四醇”）与C2~C12的混合酸反应，生成较高粘度指数的多元醇酯基础油。该发明使用的技术级季戊四醇只对单季戊四醇、双季戊四醇比例控制，原料中的三季戊四醇只作为技术级季戊四醇的副产物或杂质处理。

US 1049716公开了航空润滑油基础油组分，采用的是一种技术级季戊四醇或者一种高纯度的季戊四醇（纯度高于98.5%）与C₅~C₉的混合脂肪酸反应，得到的基础油100℃粘度在4.9~5.5mm²/s，-40℃粘≤13000mm²/s。该发明使用的技术级季戊四醇只对单季戊四醇、双季戊四醇比例控制，原料中的三季戊四醇只作为技术级季戊四醇的副产物或杂质处理；同时该专利使用高纯度季戊四醇合成出的基础油，粘度指数较低。

US3694382公开了一种合成酯润滑油，为三羟甲基丙烷脂肪单羧酸酯和二季戊四醇脂肪单羧酸酯的混合物，该润滑油具有较高的粘度指数；该发明提到使用三羟甲基丙烷酯，其高温抗氧化及热稳定性不及季戊四醇酯。

US4826633 公开了一种单季戊四醇和三羟甲基丙烷混合脂肪酸酯制得的合成润滑油基础油，合成酯所用的酸包含C₅~C₁₀的直链酸和C₇~C₉的异构酸，质量比60~80%的单季戊四醇和20~40%的三羟甲基丙烷；该发明提到使用三羟甲基丙烷酯，其高温抗氧化及热稳定性不及季戊四醇酯。

US5503761采用一种技术级季戊四醇和C₅~C₁₀一元混合脂肪酸进行酯化反应合成酯类基础油。混合酸包括5~20mol％C₈~C₁₀的酸、50～65mol％C₅~C₇的酸、至少15mol％C₆～C₁₀的酸。酯化得到的基础油 100℃粘度≥4.6mm²/s，-40℃粘度＜12000mm²/s，倾点＜-54℃；该发明使用的技术级季戊四醇、脂肪酸反应合成出的基础油的-40℃粘度较高，低温流动性较差。