一種生物基全氟聚醚油及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種生物基全氟聚醚油及其制備方法，生物基全氟聚醚油是以纖維植物為原料經(jīng)脫羰、加氫工藝生產(chǎn)四氫呋喃和2-甲基四氫呋喃，再經(jīng)電解氟化生產(chǎn)制得四氫呋喃基直鏈全氟聚醚和2-甲基四氫呋喃基支鏈全氟聚醚。開發(fā)的全氟聚醚除具有高度穩(wěn)定和耐磨蝕特性，還具有更優(yōu)異的揮發(fā)性、更寬的液體溫度范圍，能在惡劣的環(huán)境下可靠地承擔長時間的潤滑任務(wù)?？勺鳛楹斯I(yè)濃縮鈾生產(chǎn)中超速離心機的軸承潤滑材料，以及航天工業(yè)中的噴氣引擎、接觸氧和暴露于太空的機械系統(tǒng)的潤滑劑。
【專利說明】一種生物基全氟聚醚油及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于可再生能源利用領(lǐng)域，特別涉及一種生物基全氟聚醚油及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]全氟聚醚是一種常溫下為液體的合成聚合物，主鏈是由一 CF2—0— CF2—這樣的醚鏈構(gòu)成，與一CF2CF2CF2—的全氟烯烴鏈不同，它具有可撓曲性，玻璃化溫度低，共液體溫度范圍(凝固點到沸點)極寬。另一方面由于氟元素具有較強吸電子效應(yīng)而使聚合物不顯醚的性能，所以具有很好的耐熱性，化學穩(wěn)定性、氧化安定性和完全不燃性。作為太空機械元器件的潤滑劑已有幾十年的歷史?，F(xiàn)在人們對其物理、化學性質(zhì)和摩擦學特性已有所認識。 一般來說，分子量較大的全氟聚醚具有低揮發(fā)性、較寬的液體溫度范圍及優(yōu)異的粘枯度一溫度特性。
[0003]目前，世界上主要的全氟聚醚由四家公司生產(chǎn)，美國的杜邦、意大利的 Montedison、日本的Daikin和N0K。已商業(yè)化的全氟聚醚有四種:
[0004]全氟烴基聚醚-K(— CF3CF2CF2O- [CF (CF3) CF — 0] n— CF2CF3),
[0005]全氣經(jīng)基聚釀_Y (一CF3O—[CF (CF3) CF2一0] y一 [CF2一0]m—CF3),
[0006]全氣經(jīng)基聚釀_Z (一CF3O—[CF2CF2一0] z一 [CF2一0]p一CF3),
[0007]全氟烴基聚醚-D(-CF3CF2CF2-O- [CF2CF2CF2-O] q—CF2CF3X
[0008]生產(chǎn)原料都采用化石基產(chǎn)品，如乙烯、環(huán)氧丙烷、丁烯等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是在于提`供一種生物基全氟聚醚油及其制備方法，它是以木質(zhì)纖維類生物質(zhì)為原料生產(chǎn)的四氫呋喃基直鏈全氟聚醚和甲基四氫呋喃基支鏈全氟聚醚，該產(chǎn)品具有高度穩(wěn)定和耐磨蝕特性，能在惡劣環(huán)境下可靠地承擔長時間的潤滑任務(wù)。
[0010]本發(fā)明所用的原料為木質(zhì)纖維植物，包括如農(nóng)林剩余物:樹枝、樹根，秸桿、玉米芯等；灌木林平茬物:檸條、沙柳等。
[0011]本發(fā)明的目的是通過以下配方及方法而實現(xiàn):
[0012]本發(fā)明的生物基全氟聚醚油是以木質(zhì)纖維類生物質(zhì)為原料，經(jīng)水解、氫化、脫羰工藝生產(chǎn)四氫呋喃和甲基四氫呋喃；以四氫呋喃和2-甲基四氫呋喃為原料，經(jīng)電解氟化和自聚合成的四氫呋喃基直鏈全氟聚醚和2-甲基四氫呋喃基支鏈全氟聚醚兩種基礎(chǔ)油中的一種，其分子結(jié)構(gòu)式為:
[0013]四氣咲喃基直鏈全氣聚釀:F;C—C-C 一C —0—C —C -C —C --C 一C 一CF;
-n
CF3
[0014]2-甲基四氫呋喃基支鏈全氟聚醚:郵―CF3
L F2Jn[0015]本發(fā)明的生物基全氟聚醚油中的兩種基礎(chǔ)油的合成方法:
[0016]1、四氫呋喃基直鏈全氟聚醚基礎(chǔ)油
[0017]本發(fā)明中四氫呋喃的合成:糠醛在Pd負載催化劑上，在常壓，220~280°C的條件下，脫除羰基，生成呋喃，呋喃在Ni催化劑上，在2-6MPa、120~150°C的條件下，催化加氫合
成四氫呋喃；
[0018]
【權(quán)利要求】
1.一種生物基全氟聚醚油，其特征是:以木質(zhì)纖維類生物質(zhì)為原料，經(jīng)水解、氫化、脫羰工藝生產(chǎn)四氫呋喃和2-甲基四氫呋喃；以四氫呋喃和甲基四氫呋喃為原料，經(jīng)電解氟化和自聚合成的四氫呋喃基直鏈全氟聚醚和2-甲基四氫呋喃基支鏈全氟聚醚兩種基礎(chǔ)油中的一種，其分子結(jié)構(gòu)式為: 四氫呋喃基直鏈全氟聚醚:
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基全氟聚醚油的制備方法，其特征是: (1)四氫呋喃基直鏈全氟聚醚基礎(chǔ)油 四氫呋喃溶解在無水氟化氫溶液中，電解時在陽極上生成原子狀的活潑氟元素，于是和在陽極上吸附的四氫呋喃進行氟化反應(yīng)，生成八氟呋喃，陰極上產(chǎn)生氫氣，電解氟化條件為:電解溫度0-8°C，加入四氫呋喃10wt%，電解電壓5-7V，陽極電流密度為l-15mA/cm2 ;八氟呋喃在路易斯酸(AlCl3)催化劑上，催化劑用量為八氟呋喃的5wt%，120~160°C條件下，聚合生成四氫呋喃基直鏈全氟聚醚，分子量控制在4000-6000之間； (2)2-甲基四氫呋喃基支鏈全氟聚醚基礎(chǔ)油 2-甲基四氫呋喃溶解在無水氟化氫溶液中，電解時在陽極上生成原子狀的活潑氟元素，于是和在陽極上吸附的甲基四氫呋喃進行氟化反應(yīng)，生成全氟甲基八氟呋喃，陰極上產(chǎn)生氫氣，電解氟化條件為:電解溫度0-8°C，加入2-甲基四氫呋喃10wt%，電解電壓5-7V，陽極電流密度為l-15mA/cm2 ;全氟甲基八氟呋喃在路易斯酸(AlCl3)催化劑上，催化劑用量為全氟甲基八氟呋喃的5wt%，120~160°C條件下，聚合生成甲基四氫呋喃基支鏈全氟聚醚，分子量控制在4000-6000之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物基全氟聚醚油的制備方法，其特征是:所述四氫呋喃的合成是糠醛在Pd負載催化劑上，在常壓，220~280°C的條件下，脫除羰基，生成呋喃，呋喃在Ni催化劑上，在2-6MPa、120~150°C的條件下，催化加氫合成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物基全氟聚醚油的制備方法，其特征是:所述2-甲基四氫呋喃的合成是糠醛在Cu-Cr催化劑上，220~250°C的條件下，加氫生成2-甲基呋喃，2-甲基呋喃在Ni催化劑上，120~150°C、2~4MPa的條件下，催化加氫合成的。
【文檔編號】C08G65/22GK103497320SQ201310346575
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】頡二旺, 張維, 劉躍文 申請人:金驕特種新材料（集團）有限公司