三羟甲基丙烷油酸酯

随着经济的发展，资源和环境保护已成为全世界共同面临的两大问题。特别是进入21世纪以来，传统的矿物基润滑油因其生物降解性差( 降解率仅10% ~ 33%)，且来源于有限的石油资源而面临环境和资源双重严峻挑战。润滑油在使用过程中有50%进入环境，润滑油造成的环境污染已不容忽视。随着世界范围内对环境生态的日益重视，以植物油为原料的绿色润滑剂替代石化产品将成为人们追崇的趋势。三羟甲基丙烷油酸酯不仅具有良好的润滑性能，且生物降解性能好，对环境无污染，是最早使用的润滑剂。它具有较宽的液体范围、优良的润滑性能、较高的粘度指数和优良的热稳定性能、低挥发性、低温性能等。绿色润滑剂三羟甲基丙烷油酸酯具有很大的市场潜力。本信息是由Chemicalbook的张秀康编辑整理。 合成三羟甲基丙烷油酸酯的常规方法有酯交换法、直接酯化法和减压酯化法催化剂多为强酸或强碱。
以三羟甲基丙烷和油酸为原料, 采用直接酯化法合成出低酸值、浅色泽的多元酯产品。
反应原理 此反应是一个可逆反应，采用携水剂带水、分水器分水的方法促使反应向右进行, 以提高产品的转化率。
图1为反应方程式
在四口烧瓶中, 加入一定量的油酸、三羟甲基丙烷、催化剂及适量的携水剂甲苯。搅拌, 在氮气保护状态下加热至回流, 使回流液经分水器进行分水。通过出水量及羟值相结合的方法判断反应终点。反应结束后冷却, 抽滤, 回收催化剂。然用碳酸钠溶液洗涤, 除去未反应的原料, 用硅胶干燥,即得到低酸值、浅色泽的三羟甲基丙烷三油酸酯产品。
(1) 利用浓硫酸浸渍的钛白粉, 经过干燥，灼烧, 可得到制备三羟甲基丙烷油酸酯的高效固体超强酸催化剂SO42-/TiO2。该催化剂具有原料低廉、耗时少、能耗较低、催化活性高等优点。
(2) 最佳的合成工艺条件为: 催化剂用量为三羟甲基丙烷质量的1.4%, 醇酸摩尔比为1:3.1, 反应温度在140℃～150℃, 反应时间为3.0h～3.5h 之间, 携水剂为90ml。
(3) 优化条件下产品的酯化率达到95% 以上,40℃时的粘度为50mm2/s ～60mm2/s, 酸值小于1mgKOH/g, 凝点小于- 25℃。并通过红外分析证实所得到的产品是三羟甲基丙烷油酸酯。 将合成出的产品进行了红外光谱表征, 并根据标准红外谱图对基团进行了归属。

图2为产物三羟甲基丙烷油酸酯的红外光谱图
产品直接用美国Nicolet 仪器公司生产的Impact420傅立叶红外光谱仪测定。从图2可以看出,1746.44cm-1的吸收峰是典型的酯羰基C=O伸缩振动吸收峰, 1159.16cm-1的吸收峰是典型的酯CO-C单键伸缩振动吸收峰, 而3500cm-1附近羟基-OH的特征吸收峰变得很小, 说明油酸与三羟甲基丙烷确实发生酯化反应生成了三羟甲基丙烷油酸酯。 三羟甲基丙烷油酸酯具有优异的润滑性能、粘度指数高、抗燃性好，生物降解率达90%以上，是46号合成酯型抗燃液压油理想的基础油；可用于调配要求环保的液压油、链锯油和水上游艇用发动机油；作为油性剂在钢板冷轧制液、钢管拉拔油、切削油、脱模剂及其它金属加工液中广泛使用。也可作为纺织皮革助剂的中间体和纺织油剂。
1.具有较宽的液体范围, 较高的粘度指数, 优良的粘温性能与低温性能。
2.热安定性好, 双醋的热分解温度在280 ℃ 以上, 比同粘度的矿物油要高出许多, 多元醇醋的热分解温度都在3 10 ℃ 以上。
3.分子结构中含有较高活性的醋基基团,易于吸附在金属表面形成牢固的润滑油膜, 具有较好的摩擦润滑特性。