一種乳化劑及其制備方法與應(yīng)用與流程

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導(dǎo)航： X技術(shù)> 最新專利>石油,煤氣及煉焦工業(yè)設(shè)備的制造及其應(yīng)用技術(shù)

本發(fā)明屬于工業(yè)潤(rùn)滑油領(lǐng)域，尤其涉及一種乳化劑及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

在紡織行業(yè)中，針織機(jī)油乳化劑通過(guò)與不同粘度和型號(hào)的基礎(chǔ)油進(jìn)行復(fù)配，然后用于紡織機(jī)械的織針、沉降片等部位的潤(rùn)滑。隨著紡織業(yè)的高速發(fā)展及紡織效率、紡織質(zhì)量和紡織材料的不斷提高，紡織業(yè)對(duì)針織潤(rùn)滑油提出了更高的要求。首要目的就是現(xiàn)代針織機(jī)油必須具有優(yōu)良的清洗性能，其他應(yīng)用性能如潤(rùn)滑性能、抗氧性能、抗腐蝕性能，一般針織機(jī)油復(fù)配過(guò)程中均可以通過(guò)引入功能添加助劑來(lái)滿足要求。

目前，市場(chǎng)中存在的針織機(jī)油的種類繁多，但是有部分針織機(jī)油產(chǎn)品，在冷水中不能很好的乳化分散，在對(duì)換油期的設(shè)備進(jìn)行清洗時(shí)，總是存在設(shè)備表面油污清洗不凈，從而會(huì)導(dǎo)致針孔堵塞，出現(xiàn)編制漏針現(xiàn)象，影響編織效率；同時(shí)在紡織機(jī)械高速運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，織物濺有針織機(jī)油在所難免，在后期清洗過(guò)程中，如果所選針織機(jī)油清洗性能不足，不能有效的去除油污，可能會(huì)導(dǎo)致織物勻染不均，降低效率，也有可能在成品織物上留有黃色斑點(diǎn)或者機(jī)油異味，去除較難。

因此，現(xiàn)亟需一種綜合性能強(qiáng)的乳化劑，采用其復(fù)配制成的針織機(jī)油，分散快且清洗效果優(yōu)異。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明的第一目的是提供一種能夠與基礎(chǔ)油復(fù)配成針織機(jī)油，且該其清洗效果佳的乳化劑；本發(fā)明的第二目的是提供該乳化劑的制備方法；本發(fā)明的第三目的是提供該乳化劑在針織機(jī)油中的應(yīng)用。

技術(shù)方案：本發(fā)明的乳化劑，按重量百分比計(jì)包括如下組分：多元醇脂肪酸酯1～20％、HLB值為5～9的表面活性劑20～80％、HLB值為9～18的表面活性劑10～40％及烷基酚聚氧乙烯醚5～30％。

優(yōu)選的，多元醇脂肪酸酯的重量百分比可為1～15％，其可包括失水山梨醇脂肪酸酯或甘油脂肪酸酯；HLB值為5～9的表面活性劑的重量百分比可為40～75％，其包括脂肪醇聚氧乙烯醚或脂肪酸聚氧乙烯酯；HLB值為9～18的表面活性劑的重量百分比可為15～35％，陰離子表面活性劑與非離子表面活性劑的比值為0.01～2:1。其中，非離子表面活性劑可包括吐溫20、吐溫80、C_12～14醇聚氧乙烯醚、C_16～18醇聚氧乙烯醚或月桂酸酸聚氧乙烯酯；陰離子表面活性劑可包括脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸鹽或者脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽；烷基酚聚氧乙烯醚的重量百分比為5～20％。

本發(fā)明制備乳化劑的方法，包括如下步驟：按重量百分比將多元醇脂肪酸酯、HLB值為5～9的表面活性劑、HLB值為9～18的表面活性劑及烷基酚聚氧乙烯醚混勻后，升溫至60℃，攪拌直至溶液澄清透明，隨后降溫至30℃，過(guò)濾除雜，即可。

本發(fā)明的乳化劑在針織機(jī)油中的應(yīng)用。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)為：該乳化劑為無(wú)色無(wú)味的透明油狀液體，長(zhǎng)期存放無(wú)分層、無(wú)沉淀，適合40℃粘度范圍在5～30mm²/s的基礎(chǔ)油的乳化；同時(shí)，乳化劑的制備工藝簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，環(huán)保無(wú)污染；此外，該乳化劑在針織機(jī)油中得到廣泛應(yīng)用，將其與40℃粘度范圍在5～30mm²/s的基礎(chǔ)油復(fù)配而成針織機(jī)油，該針織機(jī)油在冷水中能夠迅速乳化分散，乳液微觀粒徑分布均勻，24小時(shí)常溫存放乳液不分層、不漂油，且對(duì)針織機(jī)換油期設(shè)備或?qū)R有機(jī)油的織物具有良好的清洗效果。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。

本發(fā)明的乳化劑，按重量百分比計(jì)包括如下組分：多元醇脂肪酸酯1～20％、HLB值為5～9的表面活性劑20～80％、HLB值為9～18的表面活性劑10～40％及烷基酚聚氧乙烯醚5～30％。

本發(fā)明采用多元醇脂肪酸酯作為乳化劑復(fù)配物，不僅具有乳化效果，且亦能達(dá)到防銹目的，能夠有效防止針織機(jī)械設(shè)備的銹蝕；優(yōu)選的，其可包括失水山梨醇脂肪酸酯或甘油脂肪酸酯，進(jìn)一步說(shuō)，可包括司盤(pán)20、司盤(pán)40、司盤(pán)60、司盤(pán)80、油酸單甘酯或硬脂酸單甘酯。

本發(fā)明采用HLB值為5～9的表面活性劑作為乳化劑的復(fù)配物，不僅具有乳化效果，同時(shí)與礦物油結(jié)構(gòu)相似，因此作為乳化劑的主體，能夠?qū)⑵渌砻婊钚詣┰鋈苡诘V物油中，使制備的乳化劑能夠長(zhǎng)時(shí)間存放，無(wú)分層、無(wú)析出。優(yōu)選的，其可包括脂肪醇聚氧乙烯醚或脂肪酸聚氧乙烯酯，其中，HLB值為5～9的脂肪醇聚氧乙烯醚可包括油醇聚氧乙烯醚或飽和脂肪醇聚氧乙烯醚，油醇聚氧乙烯醚結(jié)構(gòu)為CH(CH₂)₇CH＝CH(CH₇)₇CH₂O–(CHCHO)_n-H，n為2～5，優(yōu)選為3，而飽和脂肪醇聚氧乙烯醚結(jié)構(gòu)為RO(CH₂CH₂O)_n–H，R＝C_8～22，優(yōu)選為C_12～14、C₁₃或C_16～18，n為3、4，優(yōu)選為3；HLB值為5～9的脂肪酸聚氧乙烯酯結(jié)構(gòu)為R(CH₂CH₂O)_n–H，R＝C_7～17–COO–，優(yōu)選為C_7～9–COO–、C₁₁–COO–、C₁₇–COO–，n為3、4，優(yōu)選為3。

本發(fā)明采用HLB值為9～18的表面活性劑作為洗滌劑，具有優(yōu)良的去污、乳化、低泡性能和抗硬水性能。優(yōu)選的，其可包括非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑，其中，非離子表面活性劑可包括吐溫20、吐溫80、C_12～14醇聚氧乙烯醚、C_16-18醇聚氧乙烯醚或月桂酸聚氧乙烯酯，進(jìn)一步說(shuō)，C_12～14醇聚氧乙烯醚可包括AEO-7或AEO-9，C_16～18醇聚氧乙烯醚可包括O-6或O-9，月桂酸酸聚氧乙烯酯可包括LAE-6、LAE-9或LAE-12，更進(jìn)一步說(shuō)，該非離子表面活性劑優(yōu)選可為吐溫20、AEO-7、AEO-9、O-9或LAE-9；陰離子表面活性劑可包括脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸鹽或者脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽，進(jìn)一步說(shuō)，可包括月桂醇聚氧乙烯(2～5)醚磷酸鈉或月桂醇聚氧乙烯(2～5)醚硫酸鈉AES，更進(jìn)一步說(shuō)，月桂醇聚氧乙烯(2～5)醚硫酸鈉AES優(yōu)選可為月桂醇聚氧乙烯(3)醚硫酸鈉AES-3。

本發(fā)明采用烷基酚聚氧乙烯醚作為滲透劑，其能夠很好的與脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪酸聚氧乙烯酯產(chǎn)生協(xié)同作用，提高整體的乳化和清洗性能，使乳液粒徑分布均勻，不出現(xiàn)乳液分層、漂油現(xiàn)象，該烷基酚聚氧乙烯醚結(jié)構(gòu)為

其中m值為6～11，優(yōu)選為7、8，n值為3～5，優(yōu)選為4、5。

本發(fā)明采用的原料均可從市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)獲得。

實(shí)施例1

原料組分：油酸單甘脂40g、C₁₂酸聚氧乙烯(3)酯360g、C_12～14醇聚氧乙烯(9)醚90g、C_12～14醇聚氧乙烯(3)醚硫酸鈉10g及壬基酚聚氧乙烯(5)醚30g。

制備方法：將上述原料投入調(diào)合釜中，開(kāi)始升溫?cái)嚢?，待溫度升?0℃，保溫約30min后觀察體系外觀，澄清透明后，在30℃條件下進(jìn)行過(guò)濾，去除可能存在的機(jī)械雜質(zhì)，然后取樣進(jìn)行乳化劑穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。

配制針織機(jī)油：將上述乳化劑與礦物油進(jìn)行針織機(jī)油的復(fù)配，取上述乳化劑100g，加入1000g礦物油70N，0.5g苯并三氮唑，0.5g2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，在60℃條件下攪拌30min，待體系澄清透明后取樣進(jìn)行檢測(cè)，考察指標(biāo)如下：

(1)乳化劑穩(wěn)定性評(píng)價(jià)：向臺(tái)式離心機(jī)(TDZ5-WS)離心試管內(nèi)加入50ml乳化劑，以3000r/min的速度離心30min，如果無(wú)分層、無(wú)沉淀，則穩(wěn)定性好，反之則穩(wěn)定性差；

(2)針織機(jī)油穩(wěn)定性評(píng)價(jià)：向臺(tái)式離心機(jī)(TDZ5-WS)離心試管內(nèi)加入50ml針織機(jī)油，以3000r/min的速度離心30min，如果無(wú)分層、無(wú)沉淀，則穩(wěn)定性好，反之則穩(wěn)定性差。

(3)針織機(jī)油5％乳化液穩(wěn)定性評(píng)價(jià)：按照SHT 0579-1994乳化液穩(wěn)定性測(cè)定法對(duì)5％針織機(jī)油去離子水乳液進(jìn)行乳化液穩(wěn)定性評(píng)價(jià)；

(4)平均粒徑分布：用Mastorsizer2000激光粒度儀分析5％針織機(jī)油去離子水乳液的粒徑分布、平均粒徑；

(5)針織機(jī)油可洗滌性能：按照Fz/T 20012-1995紡紗油劑可洗滌性試驗(yàn)方法對(duì)針織機(jī)油進(jìn)行可洗滌性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。

實(shí)施例2

基本步驟與實(shí)施例1相同，區(qū)別在于采用C₁₂～₁₄醇聚氧乙烯(3)醚代替C₁₂酸聚氧乙烯(3)酯。

實(shí)施例3

基本步驟與實(shí)施例2相同，不同之處在于采用壬基酚聚氧乙烯(4)醚代替壬基酚聚氧乙烯(5)醚。

實(shí)施例4

基本步驟與實(shí)施例3相同，區(qū)別在于采用司盤(pán)80代替油酸單甘酯。

實(shí)施例5

基本步驟與實(shí)施例3相同，不同之處在于采用C_12-14醇聚氧乙烯(7)醚代替C_12-14醇聚氧乙烯(9)醚。

將實(shí)施例1-5分別制備的乳化劑及針織機(jī)油進(jìn)行性能檢測(cè)，獲得的結(jié)果如表1所示。

表1實(shí)施例1-5的測(cè)試結(jié)果

由表1可知，實(shí)施例1-5制備的乳化劑及采用該乳化劑制備的針織機(jī)油，外觀均為無(wú)色透明液體，在高速離心條件下，能夠保持穩(wěn)定液體狀態(tài)，不發(fā)生分層現(xiàn)象。采用該乳化劑制備的針織機(jī)油，5％的乳液粒徑分布均勻，并在可洗性能中測(cè)試得出優(yōu)異的清洗效果。

對(duì)比例1

配制針織機(jī)油，基本步驟與實(shí)施例1中的配制針織機(jī)油的步驟相同，不同之處在于不加入本發(fā)明制備的乳化劑，將該對(duì)比例1制備的針織機(jī)油進(jìn)行可洗滌性能檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)清洗水表面漂油嚴(yán)重，其無(wú)清洗效果。

實(shí)施例6

基本步驟與實(shí)施例3相同，不同之處在于采用油醇聚氧乙烯(3)醚代替C₁₂酸聚氧乙烯(3)酯。

實(shí)施例7

基本步驟與實(shí)施例1相同，區(qū)別在于采用吐溫20代替C_12～14醇聚氧乙烯(9)醚。

實(shí)施例8

基本步驟與實(shí)施例1相同，不同之處在于采用C_16-18醇聚氧乙烯(9)醚代替C_12-14醇聚氧乙烯(9)醚。

實(shí)施例9

基本步驟與實(shí)施例1相同，區(qū)別在于采用C_16-18醇聚氧乙烯(6)醚代替C₁₂酸聚氧乙烯(9)醚。

實(shí)施例10

基本步驟與實(shí)施例3相同，不同之處在于采用白油15號(hào)代替礦油70N。

實(shí)施例11

基本步驟與實(shí)施例1相同，不同之處在于采用白油26號(hào)代替礦油70N，司盤(pán)20代替油酸單甘酯。

實(shí)施例12

基本步驟與實(shí)施例11相同，不同之處在于采用礦油100N代替白油26號(hào)。

實(shí)施例13

基本步驟與實(shí)施例11相同，區(qū)別在于采用礦油150N代替白油26號(hào)，司盤(pán)80代替司盤(pán)20。

實(shí)施例14

基本步驟與實(shí)施例11相同，不同之處在于壬基酚聚氧乙烯(4)醚代替壬基酚聚氧乙烯(5)醚。

實(shí)施例15

基本步驟與實(shí)施例11相同，區(qū)別在于采用辛基酚聚氧乙烯(5)醚代替壬基酚聚氧乙烯(5)醚。

實(shí)施例16

基本步驟與實(shí)施例11相同，區(qū)別在于采用辛基酚聚氧乙烯(4)醚代替壬基酚聚氧乙烯(5)醚。

實(shí)施例17

原料組分：司盤(pán)20 30g、油醇聚氧乙烯(2)醚500g、月桂酸聚氧乙烯(6)酯100g、月桂醇聚氧乙烯(2)醚磷酸鈉25g及壬基酚聚氧乙烯(3)醚75g。

乳化劑的制備方法：將上述原料投入調(diào)合釜后，開(kāi)始升溫?cái)嚢?，待溫度升?0℃，開(kāi)始保溫，保溫約30min后觀察體系外觀，澄清透明后在30℃條件下進(jìn)行過(guò)濾，去除可能存在的機(jī)械雜質(zhì)，然后取樣進(jìn)行乳化劑穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。

配制針織機(jī)油：將上述乳化劑與礦物油、添加劑進(jìn)行針織機(jī)油的復(fù)配，取上述乳化劑100g，向乳化劑中加入1000g礦物油70N，0.5g苯并三氮唑，0.5g2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，在60℃條件下攪拌30min，待體系澄清透明后取樣進(jìn)行檢測(cè)即可。

實(shí)施例18

原料組分：司盤(pán)40 40g、油醇聚氧乙烯(5)醚500g、月桂酸聚氧乙烯(9)酯80g、月桂醇聚氧乙烯(5)醚磷酸鈉60g及壬基酚聚氧乙烯(4)醚100g。

乳化劑的制備方法及針織機(jī)油的配制方法同實(shí)施例17。

實(shí)施例19

原料組分：司盤(pán)60 50g、C₁₃醇聚氧乙烯(4)醚700g、月桂酸聚氧乙烯(12)酯120g、月桂醇聚氧乙烯(2)醚硫酸鈉50g及壬基酚聚氧乙烯(4)醚80g。

乳化劑的制備方法及針織機(jī)油的配制方法同實(shí)施例17。

實(shí)施例20

原料組分：硬脂酸單甘脂80g、C_7～9酸聚氧乙烯(4)酯400g、吐溫80 150g、月桂醇聚氧乙烯(5)醚硫酸鈉50g及壬基酚聚氧乙烯(4)醚100g。

乳化劑的制備方法及針織機(jī)油的配制方法同實(shí)施例17。

實(shí)施例21

原料組分：硬脂酸單甘脂100g、C₁₁酸聚氧乙烯(4)酯600g、吐溫80 125g、月桂醇聚氧乙烯(5)醚硫酸鈉75g及壬基酚聚氧乙烯(4)醚100g。

乳化劑的制備方法及針織機(jī)油的配制方法同實(shí)施例17。

實(shí)施例22

原料組分：硬脂酸單甘脂150g、C₁₇酸聚氧乙烯(4)酯450g、吐溫80 180g、月桂醇聚氧乙烯(5)醚硫酸鈉120g及壬基酚聚氧乙烯(4)醚100g。

乳化劑的制備方法及針織機(jī)油的配制方法同實(shí)施例17。

實(shí)施例23

原料組分：硬脂酸單甘脂150g、C₁₇酸聚氧乙烯(4)酯400g、吐溫80 200g、月桂醇聚氧乙烯(5)醚硫酸鈉50g及壬基酚聚氧乙烯(4)醚200g。

乳化劑的制備方法及針織機(jī)油的配制方法同實(shí)施例17。

將上述實(shí)施例制備的乳化劑及針織機(jī)油進(jìn)行性能檢測(cè)，獲得的結(jié)果如表2所示。

表2實(shí)施例17-23的測(cè)試結(jié)果

通過(guò)表2可知，采用本發(fā)明組分含量的多元醇脂肪酸酯、不同HLB值的表面活性劑以及烷基酚聚氧乙烯醚組合而成乳化劑，其穩(wěn)定性強(qiáng)，無(wú)分層，且采用該乳化劑制備的針織機(jī)油，乳液粒徑分布均勻，具有優(yōu)異的清洗效果。

對(duì)比例2

原料組分：硬脂酸單甘脂5g、C₁₇酸聚氧乙烯(4)酯870g、吐溫80 70g、月桂醇聚氧乙烯(5)醚硫酸鈉10g及壬基酚聚氧乙烯(4)醚45g。

乳化劑的制備方法及針織機(jī)油的配制方法同實(shí)施例23。

對(duì)比例3

原料組分：硬脂酸單甘脂230g、C₁₇酸聚氧乙烯(4)酯150g、吐溫80 400g、月桂醇聚氧乙烯(5)醚硫酸鈉100g及壬基酚聚氧乙烯(4)醚120g。

乳化劑的制備方法及針織機(jī)油的配制方法同實(shí)施例23。

將上述實(shí)施例制備的乳化劑及針織機(jī)油進(jìn)行性能檢測(cè)，獲得的結(jié)果如表3所示。

表3對(duì)比例2-3的測(cè)試結(jié)果

通過(guò)表3可知，乳化劑穩(wěn)定性較差，所復(fù)配的針織機(jī)油乳液平均粒徑較大，導(dǎo)致乳液發(fā)生析油，分層等現(xiàn)象，并且針織機(jī)油的可洗性能也較差。

實(shí)施例24

原料組分：司盤(pán)20 10g、油醇聚氧乙烯(2)醚800g、月桂酸聚氧乙烯(6)醚50g、月桂醇聚氧乙烯(2)醚磷酸鈉50g及壬基酚聚氧乙烯(3)醚90g。

乳化劑的制備方法：將上述原料投入調(diào)合釜后，開(kāi)始升溫?cái)嚢?，待溫度升?0℃，開(kāi)始保溫，保溫約30min后觀察體系外觀，澄清透明后在40℃條件下進(jìn)行過(guò)濾，去除可能存在的機(jī)械雜質(zhì)，然后取樣進(jìn)行乳化劑穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。

配制針織機(jī)油：將上述乳化劑與礦物油、添加劑進(jìn)行針織機(jī)油的復(fù)配，取上述乳化劑100g，向乳化劑中加入1000g礦物油70N，其他功能性添加劑適量，在50℃條件下攪拌30min，待體系澄清透明后取樣進(jìn)行檢測(cè)即可。

實(shí)施例25

原料組分：司盤(pán)40 200g、油醇聚氧乙烯(5)醚200g、月桂酸聚氧乙烯(9)醚200g、月桂醇聚氧乙烯(5)醚磷酸鈉200g及壬基酚聚氧乙烯(4)醚200g。