一种制备桥型硼酸酯润滑剂的方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN200910033215.2	申请日：	2009.06.16
公开号：	CN101575347A	公开日：	2009.11.11
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):C07F 5/04变更事项:专利权人变更前:江苏龙蟠石化有限公司变更后:江苏龙蟠科技股份有限公司变更事项:地址变更前:210038 江苏省南京市经济技术开发区恒通大道6号变更后:210038 江苏省南京市经济技术开发区恒通大道6号\|\|\|授权\|\|\|实质审查的生效\|\|\|公开
IPC分类号：	C07F5/04; C10M139/00; C10N40/08(2006.01)N	主分类号：	C07F5/04
申请人：	江苏龙蟠石化有限公司
发明人：	石俊峰; 严军表; 江善钟; 陈甜
地址：	210038江苏省南京市经济技术开发区恒通大道6号
优先权：
专利代理机构：	南京苏科专利代理有限责任公司	代理人：	何朝旭
PDF下载：	PDF下载

内容摘要

本发明涉及一种车用润滑剂的制备方法，尤其是一种制备桥型硼酸酯润滑剂的方法，属于复酯合成技术领域。本发明的有益效果是：通过分步酯化和载气酯化工艺，载气步骤和脱水步骤同步进行，得到目标产物的同时，减少了传统合成方法中生成的副产物，提高了硼酸酯的性能，且该合成的桥型硼酸酯可以适用于高级制动液用的硼酸酯。

权利要求书

1.  一种制备桥型硼酸酯润滑剂的方法，包括以下步骤：
a、将硼酸和二元醇按摩尔比2.0～3.0∶1.0的比例与占总反应物质量50％～70％的带水溶剂，在130℃～170℃条件下进行第一步酯化反应，生成95％以上理论值的酯化水；
b、将所述酯化水降温至60℃～80℃后，加入与所述二元醇摩尔比为4.0～5.0∶1的单元醇，控制反应物温度在150℃～180℃进行第二步酯化反应，同时通入氮气，在-0.04MPa～-0.06MPa表压下，当反应进行到气相温度降至50℃～70℃时，反应结束，得到第二步酯化产物；
c、在所述第二步酯化产物中加入占反应物总质量1％～2％的硅藻土，在90℃～100℃、表压-0.08MPa～-0.09MPa的条件下脱水搅拌，精制过滤得到桥型硼酸酯润滑剂。

2.  根据权利要求1所述制备桥型硼酸酯润滑剂的方法，其特征在于：所述步骤c中，得到桥型硼酸酯润滑剂后立即输送至通入0.15±0.5mpa氮气的不锈钢储罐中储存。

3.  根据权利要求1或2所述制备桥型硼酸酯润滑剂的方法，其特征在于：所述二元醇是乙二醇、二乙二醇或三乙二醇。

4.  根据权利要求1或2所述制备桥型硼酸酯润滑剂的方法，其特征在于：所述带水溶剂是环己烷、甲苯或石油醚。

5.  根据权利要求1或2所述制备桥型硼酸酯润滑剂的方法，其特征在于：所述单元醇是三乙二醇甲醚、二乙二醇甲醚、三乙二醇丁醚或二乙二醇丁醚。

6.  根据权利要求1所述制备桥型硼酸酯润滑剂的方法，其特征在于：所述第一步酯化反应的时间为3～4小时。

说明书

一种制备桥型硼酸酯润滑剂的方法
技术领域
本发明涉及一种车用润滑剂的制备方法，尤其是一种制备桥型硼酸酯润滑剂的方法，属于复酯合成技术领域。
背景技术
复酯是多元酸和多元醇的低聚物，是一种广泛应用于润滑油领域的酯类物质，是具有较高的沸点、闪点，并且具备较为优越的低温润滑性能和极佳的润滑性能，在高温润滑油、制动液、液压油中广泛应用。目前，制备复杂的桥型硼酸酯的方法仅限于传统的酯化工艺，此种工艺也得到很多国内外研究工作者的关注。已知的该类硼酸酯的合成方法可以参见专利号为4088590、名称为《Hydraulic fluidcontaining tertiary butyl ethers》的美国专利、专利号为1644895、名称为《Bremsfluessigkeite》的德国专利、以及专利号为4204972、名称为《Hydraulic fluids comprising nitrogen-containing boricacid esters》的美国专利。以上几种合成方法对整个复酯合成的工艺过程描述很少，也没有涉及到对复酯结构的整体的设计以及如何通过反应过程的控制来实现该结构的合成，以上专利中通常采用一步法合成硼酸酯，因此所获得硼酸酯的产物复杂、目标产物收率低，副产物多，导致硼酸酯的性能难以提高，得不到具备高性能制动液用的桥型硼酸酯产品。
发明内容
本发明的目的是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种副产物少、目标产物收率高的制备桥型硼酸酯润滑剂的方法。
本发明的方法采用二步酯化反应来完成，主要反应方程式如下，在加热条件下进行第一步酯化反应，
主反应：

副反应：

在加热条件下进行第二步酯化反应，
主反应：

副反应：

以上反应式中R1为烷基，R2是含有醚键的脂肪烃。由反应方程式看出：采用两步酯化反应有效地减少副反应产物的生成。
根据上述反应方程式，本发明的制备方法包括以下步骤：
a、将硼酸和二元醇按摩尔比2.0～3.0∶1.0的比例与占总反应物质量50％～70％的带水溶剂，在130℃～170℃条件下进行第一步酯化反应，生成95％以上理论值的酯化水；
b、将所述酯化水降温至60℃～80℃后，加入与所述二元醇摩尔比为4.0～5.0∶1的单元醇，温度控制在150℃～180℃进行第二步酯化反应，同时通入氮气，在-0.04MPa～-0.06MPa表压下，当反应进行到气相温度降至50℃～70℃时，反应结束，得到第二步酯化产物；
c、在所述第二步酯化产物中加入占反应物总质量1％～2％的硅藻土，在90℃～100℃、表压-0.08MPa～-0.09MPa的条件下脱水搅拌(通过搅拌真空脱水)，精制过滤得到桥型硼酸酯润滑剂。
本发明的目的通过以下技术方案进一步完善：
所述步骤c中，得到桥型硼酸酯润滑剂后立即输送至通入0.15±0.5mpa氮气的不锈钢储罐中储存。
所述二元醇通常采用乙二醇、二乙二醇或三乙二醇。
所述带水溶剂可以在反应过程中将水带出，而自身循环回流，通常可采用环己烷、甲苯或石油醚等。
所述单元醇通常采用三乙二醇甲醚、二乙二醇甲醚、三乙二醇丁醚或二乙二醇丁醚。
所述第一步酯化反应的时间为3～4小时。
本发明的有益效果是：通过分步酯化和载气酯化工艺，载气步骤和脱水步骤同步进行，得到目标产物的同时，减少了传统合成方法中生成的副产物，提高了硼酸酯的性能，且该合成的桥型硼酸酯可以适用于高级制动液用的硼酸酯。
本发明所得桥型硼酸酯的指标见下表：

项目质量指标

平衡回流沸点 V_40℃粘度(mm²/s) 水解稳定性(t/s) ＞300℃ 30～50 ＞100

注：水解稳定性采用半衰期法
具体实施方式
实施例一
本实施例制备桥型硼酸酯润滑剂的步骤如下：
a、将12400g硼酸和6200g乙二醇与992g环己烷投入带有冷凝回流油水分离器的不锈钢反应釜中，加热并开始搅拌，升温至150℃，搅拌反应3小时，生成大于1730g的酯化水，完成第一步酯化反应；
b、将上述酯化水降温至70℃后，停止搅拌，加入66000g三乙二醇甲醚，搅拌反应物升温至160℃，并开启纯度99％以上氮气开关，调节氮气最高流量不得超过1.0L/min，表压为-0.04MPa，随着反应的进行，釜中的反应物不断从小分子结构转化成大分子结构，使得气相温度随之下降，当气相温度降到50℃时，第二步酯化反应结束，得到第二步酯化产物；
c、在第二步酯化产物中加入850g硅藻土，在96℃、表压为-0.08MPa的真空条件下脱水搅拌40分钟，精制过滤得到桥型硼酸酯润滑剂，立即输送至通入0.15±0.5MPa氮气的不锈钢储罐中储存。按总投料比计算收率为98.7％。指标如下：

实施例二
本实施例制备桥型硼酸酯润滑剂的步骤如下：
a、将12400g硼酸和11000g二乙二醇、1500g环己烷投入带有冷凝回流油水分离器的不锈钢反应釜中，加热并开始搅拌，升温至160℃，搅拌反应3.5小时，生成大于1790g酯化水，完成第一步酯化反应；
b、将上述酯化水降温至77℃后，停止搅拌，加入50000g二乙二醇甲醚，搅拌反应物升温至175℃，并开启纯度99％以上氮气开关，调节氮气最高流量不得超过1.0L/min，表压为-0.06MPa，随着反应的进行，釜中的反应物不断从小分子结构转化成大分子结构，使得气相温度随之下降，当气相温度降到56℃时，第二步酯化反应结束，得到第二步酯化产物；
c、在第二步酯化产物中加入890g硅藻土，在98℃、表压为-0.09MPa的真空条件下脱水搅拌40分钟，精制过滤得到桥型硼酸酯润滑剂，立即输送至通入0.15±0.5mPa氮气的不锈钢储罐中储存。按总投料比计算收率为98.5％，指标如下：

实施例三
本实施例制备桥型硼酸酯润滑剂的步骤如下：
a、将12400g硼酸、11000g二乙二醇、1500g石油醚，投入带有冷凝回流油水分离器的不锈钢反应釜中，加热并开始搅拌，升温至130℃，搅拌反应3.5小时，生成大于1790g酯化水，完成第一步酯化反应；
b、将上述酯化水降温至60℃后，停止搅拌，加入88000g三乙二醇丁醚，搅拌反应物升温至180℃，并开启纯度99％以上氮气开关，调节氮气最高流量不得超过1.0L/min，表压为-0.047MPa，随着反应的进行，釜中的反应物不断从小分子结构转化成大分子结构，使得气相温度随之下降，当气相温度降到60℃时，第二步酯化反应结束，得到第二步酯化产物；
c、在第二步酯化产物中加入890g硅藻土，在95℃、表压为-0.085MPa的真空条件下脱水搅拌40分钟，精制过滤得到桥型硼酸酯精制过滤得到桥型硼酸酯润滑剂，立即输送至通入0.15±0.5MPa氮气的不锈钢储罐中储存。按总投料比计算收率为98.3％，指标如下：

实施例四
本实施例制备桥型硼酸酯润滑剂的步骤如下：
a、将12400g硼酸、15500g三乙二醇、1800g甲苯投入带有冷凝回流油水分离器的不锈钢反应釜中，加热并开始搅拌，升温至163℃，搅拌反应4小时，生成大于1800g酯化水，完成第一步酯化反应；
b、将上述酯化水降温至60℃后，停止搅拌，加入68000g二乙二醇丁醚，搅拌反应物升温至174℃，并开启纯度99％以上氮气开关，调节氮气最高流量不得超过1.0L/min，表压为-0.056MPa，随着反应的进行，釜中的反应物不断从小分子结构转化成大分子结构，使得气相温度随之下降，当气相温度降到50℃时，第二步酯化反应结束，得到第二步酯化产物；
c、在第二步酯化产物中加入1000g硅藻土，在97℃、表压为-0.089MPa的真空条件下脱水搅拌40分钟，精制过滤得到桥型硼酸酯润滑剂，立即输送至通入0.15±0.5MPa氮气的不锈钢储罐中储存。按总投料比计算收率为98.9％，指标如下：

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。