本發(fā)明涉及一種三羥甲基丙烷高純油酸酯的制備方法，屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

三羥甲基丙烷（簡稱TMP）化學(xué)名稱為2-乙基-2-羥甲基-1，3-丙二醇，又名三甲醇丙烷、2，2-二羥甲基丁醇，外觀為白色結(jié)晶或粉末，有吸濕性。白色片狀結(jié)晶，易溶于水、低碳醇、甘油、N,N-二甲基甲酰胺，部分溶于丙酮、乙酸乙酯，微溶于四氯化碳、乙醚和氯仿。主要用于醇酸樹脂、聚氨酯、不飽和樹脂、聚酯樹脂、涂料等領(lǐng)域，也可用于合成航空潤滑油、印刷油墨等，還可用作紡織助劑和聚氯乙烯樹脂的熱穩(wěn)定劑。由于高純度油酸具有良好的物理、化學(xué)特性，因而在醫(yī)藥、化妝和生物工程領(lǐng)域等多方面的應(yīng)用受到重視。它不僅具有優(yōu)秀的抗氧化、防磨損、防銹和防泡沫性能，還可以把油品與火焰或熾熱表面接觸時發(fā)生火災(zāi)和爆炸的危險降到最低。良好的的抗凝和低溫流動性，可在-40℃使用；良好的氣相和液相防銹性，所用油箱內(nèi)壁無需附加不銹鋼板或涂漆處理，對各種金屬構(gòu)件和密封、軟管材質(zhì)都能適用；特別適用于接近高溫和火焰有燃火危險的工業(yè)液壓系統(tǒng)使用，用來代替礦物油型潤滑油；適用于滑動軸承式齒輪泵、平衡性葉片泵、軸向柱塞泵、也可用于螺旋泵、往復(fù)式柱塞泵、離心泵等；不推薦使用滾動軸承式齒輪泵、變量葉片泵、徑向柱塞泵。近年來，合成三羥甲基丙烷高純油酸酯合成酯抗燃液壓油得到了很快的發(fā)展，但是國內(nèi)產(chǎn)的酯型抗燃液壓油，為了達(dá)到較高的潤滑性以及良好的抗氧化性能，添加劑的加入量往往很高，所用催化劑多為強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，存在對環(huán)境污染大，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，副反應(yīng)多，抗乳化性能差，低溫性能差的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對合成三羥甲基丙烷高純油酸酯所用催化劑多為強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，對環(huán)境污染大，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，副反應(yīng)多，抗乳化性能差，低溫性能差的問題，本發(fā)明提供了一種三羥甲基丙烷高純油酸酯的制備方法，本法明采用溶膠凝膠法制備分子篩負(fù)載硫酸/二氧化鈦的固體超強(qiáng)酸，來催化三羥甲基丙烷和高純油酸的酯化反應(yīng)，制得可生物降解的三羥甲基丙烷高純油酸酯。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案：

（1）稱取1~2g分子篩加入30~50mL摩爾濃度為0.8mol/L硫酸鈦溶液中，以400~500r/min攪拌15~20min，滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%氨水調(diào)節(jié)pH值為7.5~8.0，在室溫下陳化5~6h，減壓抽濾，得白色沉淀，并用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%乙醇溶液洗滌沉淀2~3次，將沉淀置于100~105℃干燥箱中干燥20~24h后，加入粉碎機(jī)粉碎，過100目篩，將過篩后的粉末浸泡在50~80mL摩爾濃度為0.5mol/L硫酸溶液中30~40min，過濾，將濾渣置于100~105℃干燥箱中干燥1~2h，轉(zhuǎn)入管式爐中，在520~550℃下焙燒4~5h，冷卻至室溫，得硫酸/二氧化鈦固體超強(qiáng)酸催化劑，備用；

（2）量取50~80mL工業(yè)油酸加入反應(yīng)釜中，加入1~3g單質(zhì)碘， 20~30mL丙烯酸甲酯，加熱至180~200℃，保持溫度2~3h，冷卻至室溫，減壓蒸餾，得高純油酸；

（3）量取30~40mL上述高純油酸，5~7g三羥甲基丙烷加入反應(yīng)釜中，加熱至70~80℃，待三羥甲基丙烷完全溶解，加入0.6~0.8g上述步驟（1）制備的硫酸/二氧化鈦固體超強(qiáng)酸催化劑，保持釜內(nèi)真空度為80~100kPa，反應(yīng)3~4h，真空降溫，過濾，向濾液中加入2~3g活性炭，在50~55℃下以300~400r/min攪拌4~5h，

抽濾并減壓蒸餾，得三羥甲基丙烷高純油酸酯。

本發(fā)明的具體應(yīng)用方法是：將本發(fā)明制備的三羥甲基丙烷高純油酸酯用手工涂抹或機(jī)械壓入至閥門潤滑部位，靜置干燥后，經(jīng)檢測，其黏附性（抗水噴霧，38℃，5min）達(dá)到1.01～1.06％，使用壽命提高了10～15%。

本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：

（1）本發(fā)明制備的三羥甲基丙烷高純油酸酯具有抗氧化、防磨損、油品灰分小潤滑性好、消泡時間短的特點(diǎn)；

（2）本發(fā)明制備的三羥甲基丙烷高純油酸酯，抗乳化性能好，低溫性能好，降解率低、對環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。

具體實(shí)施方式

首先稱取1~2g分子篩加入30~50mL摩爾濃度為0.8mol/L硫酸鈦溶液中，以400~500r/min攪拌15~20min，滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%氨水調(diào)節(jié)pH值為7.5~8.0，在室溫下陳化5~6h，減壓抽濾，得白色沉淀，并用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%乙醇溶液洗滌沉淀2~3次，將沉淀置于100~105℃干燥箱中干燥20~24h后，加入粉碎機(jī)粉碎，過100目篩，將過篩后的粉末浸泡在50~80mL摩爾濃度為0.5mol/L硫酸溶液中30~40min，過濾，將濾渣置于100~105℃干燥箱中干燥1~2h，轉(zhuǎn)入管式爐中，在520~550℃下焙燒4~5h，冷卻至室溫，得硫酸/二氧化鈦固體超強(qiáng)酸催化劑，備用；然后量取50~80mL工業(yè)油酸加入反應(yīng)釜中，加入1~3g單質(zhì)碘， 20~30mL丙烯酸甲酯，加熱至180~200℃，保持溫度2~3h，冷卻至室溫，減壓蒸餾，得高純油酸；最后量取30~40mL上述高純油酸，5~7g三羥甲基丙烷加入反應(yīng)釜中，加熱至70~80℃，待三羥甲基丙烷完全溶解，加入0.6~0.8g上述制備的硫酸/二氧化鈦固體超強(qiáng)酸催化劑，保持釜內(nèi)真空度為80~100kPa，反應(yīng)3~4h，真空降溫，過濾，向濾液中加入2~3g活性炭，在50~55℃下以300~400r/min攪拌4~5h，抽濾并減壓蒸餾，得三羥甲基丙烷高純油酸酯。

實(shí)例1

首先稱取1g分子篩加入30mL摩爾濃度為0.8mol/L硫酸鈦溶液中，以400r/min攪拌15min，滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%氨水調(diào)節(jié)pH值為7.5，在室溫下陳化5h，減壓抽濾，得白色沉淀，并用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%乙醇溶液洗滌沉淀2次，將沉淀置于100℃干燥箱中干燥20h后，加入粉碎機(jī)粉碎，過100目篩，將過篩后的粉末浸泡在50mL摩爾濃度為0.5mol/L硫酸溶液中30min，過濾，將濾渣置于100℃干燥箱中干燥1h，轉(zhuǎn)入管式爐中，在520℃下焙燒4h，冷卻至室溫，得硫酸/二氧化鈦固體超強(qiáng)酸催化劑，備用；然后量取50mL工業(yè)油酸加入反應(yīng)釜中，加入1g單質(zhì)碘， 20mL丙烯酸甲酯，加熱至180℃，保持溫度2h，冷卻至室溫，減壓蒸餾，得高純油酸；最后量取30mL上述高純油酸，5g三羥甲基丙烷加入反應(yīng)釜中，加熱至70℃，待三羥甲基丙烷完全溶解，加入0.6g上述制備的硫酸/二氧化鈦固體超強(qiáng)酸催化劑，保持釜內(nèi)真空度為80kPa，反應(yīng)3h，真空降溫，過濾，向濾液中加入2g活性炭，在50℃下以300r/min攪拌4h，抽濾并減壓蒸餾，得三羥甲基丙烷高純油酸酯。

將本發(fā)明制備的三羥甲基丙烷高純油酸酯用手工涂抹或機(jī)械壓入至閥門潤滑部位，靜置干燥后，經(jīng)檢測，其黏附性（抗水噴霧，38℃，5min）達(dá)到1.019％，使用壽命提高了10%。

實(shí)例2

首先稱取1g分子篩加入40mL摩爾濃度為0.8mol/L硫酸鈦溶液中，以460r/min攪拌17min，滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%氨水調(diào)節(jié)pH值為7.8，在室溫下陳化6h，減壓抽濾，得白色沉淀，并用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%乙醇溶液洗滌沉淀3次，將沉淀置于103℃干燥箱中干燥22h后，加入粉碎機(jī)粉碎，過100目篩，將過篩后的粉末浸泡在60mL摩爾濃度為0.5mol/L硫酸溶液中35min，過濾，將濾渣置于103℃干燥箱中干燥1h，轉(zhuǎn)入管式爐中，在530℃下焙燒4h，冷卻至室溫，得硫酸/二氧化鈦固體超強(qiáng)酸催化劑，備用；然后量取60mL工業(yè)油酸加入反應(yīng)釜中，加入2g單質(zhì)碘，25mL丙烯酸甲酯，加熱至190℃，保持溫度2h，冷卻至室溫，減壓蒸餾，得高純油酸；最后量取35mL上述高純油酸，6g三羥甲基丙烷加入反應(yīng)釜中，加熱至75℃，待三羥甲基丙烷完全溶解，加入0.7g上述制備的硫酸/二氧化鈦固體超強(qiáng)酸催化劑，保持釜內(nèi)真空度為90kPa，反應(yīng)h，真空降溫，過濾，向濾液中加入2g活性炭，在53℃下以350r/min攪拌5h，抽濾并減壓蒸餾，得三羥甲基丙烷高純油酸酯。

將本發(fā)明制備的三羥甲基丙烷高純油酸酯用手工涂抹或機(jī)械壓入至閥門潤滑部位，靜置干燥后，經(jīng)檢測，其黏附性（抗水噴霧，38℃，5min）達(dá)到1.03％，使用壽命提高了13%。

實(shí)例3

首先稱取2g分子篩加入50mL摩爾濃度為0.8mol/L硫酸鈦溶液中，以500r/min攪拌20min，滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%氨水調(diào)節(jié)pH值為8.0，在室溫下陳化6h，減壓抽濾，得白色沉淀，并用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%乙醇溶液洗滌沉淀3次，將沉淀置于105℃干燥箱中干燥24h后，加入粉碎機(jī)粉碎，過100目篩，將過篩后的粉末浸泡在80mL摩爾濃度為0.5mol/L硫酸溶液中40min，過濾，將濾渣置于105℃干燥箱中干燥2h，轉(zhuǎn)入管式爐中，在550℃下焙燒5h，冷卻至室溫，得硫酸/二氧化鈦固體超強(qiáng)酸催化劑，備用；然后量取80mL工業(yè)油酸加入反應(yīng)釜中，加入3g單質(zhì)碘，30mL丙烯酸甲酯，加熱至200℃，保持溫度3h，冷卻至室溫，減壓蒸餾，得高純油酸；最后量取40mL上述高純油酸，7g三羥甲基丙烷加入反應(yīng)釜中，加熱至80℃，待三羥甲基丙烷完全溶解，加入0.8g上述制備的硫酸/二氧化鈦固體超強(qiáng)酸催化劑，保持釜內(nèi)真空度為100kPa，反應(yīng)4h，真空降溫，過濾，向濾液中加入3g活性炭，在55℃下以400r/min攪拌5h，抽濾并減壓蒸餾，得三羥甲基丙烷高純油酸酯，

將本發(fā)明制備的三羥甲基丙烷高純油酸酯用手工涂抹或機(jī)械壓入至閥門潤滑部位，靜置干燥后，經(jīng)檢測，其黏附性（抗水噴霧，38℃，5min）達(dá)到1.06％，使用壽命提高了15%。