本發明涉及一種三羥甲基丙烷高純油酸酯的制備方法，屬于環保技術領域。
背景技術：
三羥甲基丙烷（簡稱TMP）化學名稱為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，外觀為白色結晶或粉末，有吸濕性。白色片狀結晶，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定劑。由于高純度油酸具有良好的物理、化學特性，因而在醫藥、化妝和生物工程領域等多方面的應用受到重視。它不僅具有優秀的抗氧化、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生火災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，所用油箱內壁無需附加不銹鋼板或涂漆處理，對各種金屬構件和密封、軟管材質都能適用；特別適用于接近高溫和火焰有燃火危險的工業液壓系統使用，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展，但是國內產的酯型抗燃液壓油，為了達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，所用催化劑多為強酸或強堿，存在對環境污染大，設備腐蝕嚴重，副反應多，抗乳化性能差，低溫性能差的問題。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題：針對合成三羥甲基丙烷高純油酸酯所用催化劑多為強酸或強堿，對環境污染大，設備腐蝕嚴重，副反應多，抗乳化性能差，低溫性能差的問題，本發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載硫酸/二氧化鈦的固體超強酸，來催化三羥甲基丙烷和高純油酸的酯化反應，制得可生物降解的三羥甲基丙烷高純油酸酯。
為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案：
（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，滴加質量分數為8%氨水調節pH值為7.5~8.0，在室溫下陳化5~6h，減壓抽濾，得白色沉淀，并用質量分數為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/二氧化鈦固體超強酸催化劑，備用；
（2）量取50~80mL工業油酸加入反應釜中，加入1~3g單質碘， 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/二氧化鈦固體超強酸催化劑，保持釜內真空度為80~100kPa，反應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。
本發明的具體應用方法是：將本發明制備的三羥甲基丙烷高純油酸酯用手工涂抹或機械壓入至閥門潤滑部位，靜置干燥后，經檢測，其黏附性（抗水噴霧，38℃，5min）達到1.01～1.06％，使用壽命提高了10～15%。
本發明與其他方法相比，有益技術效果是：
（1）本發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；
（2）本發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、對環境污染小等優點，可廣泛應用于環保技術領域。
具體實施方式
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，滴加質量分數為8%氨水調節pH值為7.5~8.0，在室溫下陳化5~6h，減壓抽濾，得白色沉淀，并用質量分數為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/二氧化鈦固體超強酸催化劑，備用；然后量取50~80mL工業油酸加入反應釜中，加入1~3g單質碘， 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/二氧化鈦固體超強酸催化劑，保持釜內真空度為80~100kPa，反應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，滴加質量分數為8%氨水調節pH值為7.5，在室溫下陳化5h，減壓抽濾，得白色沉淀，并用質量分數為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/二氧化鈦固體超強酸催化劑，備用；然后量取50mL工業油酸加入反應釜中，加入1g單質碘， 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/二氧化鈦固體超強酸催化劑，保持釜內真空度為80kPa，反應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。
將本發明制備的三羥甲基丙烷高純油酸酯用手工涂抹或機械壓入至閥門潤滑部位，靜置干燥后，經檢測，其黏附性（抗水噴霧，38℃，5min）達到1.019％，使用壽命提高了10%。
實例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，滴加質量分數為8%氨水調節pH值為7.8，在室溫下陳化6h，減壓抽濾，得白色沉淀，并用質量分數為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/二氧化鈦固體超強酸催化劑，備用；然后量取60mL工業油酸加入反應釜中，加入2g單質碘，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/二氧化鈦固體超強酸催化劑，保持釜內真空度為90kPa，反應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。
將本發明制備的三羥甲基丙烷高純油酸酯用手工涂抹或機械壓入至閥門潤滑部位，靜置干燥后，經檢測，其黏附性（抗水噴霧，38℃，5min）達到1.03％，使用壽命提高了13%。
實例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，滴加質量分數為8%氨水調節pH值為8.0，在室溫下陳化6h，減壓抽濾，得白色沉淀，并用質量分數為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/二氧化鈦固體超強酸催化劑，備用；然后量取80mL工業油酸加入反應釜中，加入3g單質碘，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/二氧化鈦固體超強酸催化劑，保持釜內真空度為100kPa，反應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，
將本發明制備的三羥甲基丙烷高純油酸酯用手工涂抹或機械壓入至閥門潤滑部位，靜置干燥后，經檢測，其黏附性（抗水噴霧，38℃，5min）達到1.06％，使用壽命提高了15%。