本发明涉及乳化剂,尤其是涉及一种润滑油抗乳化剂及其制备方法和应用。
背景技术:
1、润滑油是一种用于减少机械摩擦、保护机械零件并降低磨损的特殊液体。它们被广泛应用于各种机械设备和工业系统中,包括汽车引擎、工业机械、船舶和飞机引擎等。润滑油的主要功能包括减少摩擦力、降低磨损、冷却机械部件、防止腐蚀以及清洁工作部件。
2、在许多工业和机械应用中,润滑油经常会与水接触或者暴露在潮湿的环境中。水的存在可能导致润滑油发生乳化,即油和水混合形成乳状液。这种乳化会显著降低润滑油的性能,例如降低其润滑效果、热稳定性和抗氧化能力,进而影响机械设备的运行效率和寿命。
3、为了防止润滑油在水的作用下发生乳化,工程师们引入了抗乳化剂。抗乳化剂是一类特殊的化学物质,它们能够影响润滑油与水之间的界面张力,使得润滑油更难与水混合。通常情况下,抗乳化剂通过降低油水界面的能量,阻止水分子在油滴表面上聚集,从而防止乳化的发生。
4、抗乳化剂的工作原理可以理解为在润滑油表面形成一层保护膜,防止水分子渗透到油滴内部。这种保护膜通常由抗乳化剂的分子构成,它们在润滑油表面形成一种稳定的屏障,降低了水分子与油分子之间的相互作用力,从而有效地减少了乳化的可能性。
5、然而,尽管目前已经有多种抗乳化剂被广泛使用,但在实际应用中仍然存在一些挑战。一个显著的问题是,现有技术中使用的抗乳化剂在某些情况下可能导致润滑油和水的分离效果不佳,表面张力不足以完全防止乳化的发生。
6、这种现象的根本原因涉及到抗乳化剂分子在润滑油表面的结构和稳定性。理想情况下,抗乳化剂分子应该能够均匀且稳定地分布在润滑油表面,形成一个连续的、坚固的屏障以防止水分子的入侵。然而,在某些情况下,抗乳化剂的分子可能会由于温度变化、机械应力或化学反应而发生结构性变化,这可能导致它们失去原有的抗乳化性能。
7、另外,润滑油在使用过程中经常面临复杂的工作条件,如高温、高压、化学介质的影响等。这些条件可能进一步影响抗乳化剂的性能,使得抗乳化剂不能有效地维持润滑油的稳定性,从而导致乳化的发生。
8、基于此,亟需开发一种新型的润滑油抗乳化剂,以高效提高油水表面张力,实现油水高效分离。
技术实现思路
1、本发明的目的在于,提供一种新型的润滑油抗乳化剂,以高效提高油水表面张力,实现油水高效分离。
2、本发明的第一个方面在于:
3、提供一种抗乳化剂。
4、本发明的第二个方面在于:
5、提供一种抗乳化剂的制备方法。
6、本发明第三个方面在于:
7、所述抗乳化剂的应用。
8、具体而言,根据本发明的第一个方面采用的技术方案为:
9、一种抗乳化剂,所述抗乳化剂的组分包括以下原料:
10、醇类化合物;
11、碱金属氢化物;
12、环氧化合物;
13、有机氟化合物;
14、磺酰胺。
15、根据本发明的实施方式,所述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一:
16、本发明的抗乳化剂具有极佳的油水分离效果,当将同体积的油水混合后,加入本发明的抗乳化剂,只需要3.1min,就能消退乳化层,达到油水的分离。
17、根据本发明的一种实施方式,所述抗乳化剂的组分包括以下重量份的原料:
18、醇类化合物,50-80分;
19、碱金属氢化物,2-5份;
20、环氧化合物,20-60份;
21、有机氟化合物,0.5-2份;
22、磺酰胺,2-5份。
23、根据本发明的一种实施方式,所述抗乳化剂的组分包括以下重量份的原料:
24、醇类化合物,50-60分;
25、碱金属氢化物,2-4份;
26、环氧化合物,20-60份;
27、有机氟化合物,0.5-2份;
28、磺酰胺,2-5份。
29、根据本发明的一种实施方式,所述抗乳化剂的组分包括以下重量份的原料:
30、醇类化合物,50-60分;
31、碱金属氢化物,2-5份;
32、环氧化合物,35-60份;
33、有机氟化合物,1.5-2份;
34、磺酰胺,2-5份。
35、根据本发明的一种实施方式,所述醇类化合物包括丙二醇、丙三醇、丁二醇和聚乙二醇中的至少一种。
36、根据本发明的一种实施方式,所述碱金属氢化物包括氢化钠、氢化钾和氢化锂中的至少一种。
37、根据本发明的一种实施方式,所述环氧化合物包括环氧丙烯酸酯、环氧苯、环氧丙烷和环氧乙烷中的至少一种。
38、根据本发明的一种实施方式,所述有机氟化合物包括氟代烷烃、氟代醇、氟代醚、氟代酯和氟代芳烃中的至少一种。
39、根据本发明的一种实施方式,所述有机氟化合物包括四甲基氟化铵、n-氟苯二甲酰亚胺、二乙酰氨基硫酸三氟和deoxo-fluor中的至少一种。其中,四甲基氟化铵含有氟原子,通过其极性和亲水性质的改变,可以调节抗乳化剂的表面活性和溶解性质。氟原子的电负性高,能够增强分子的极性,使得其在水相中更稳定;n-氟苯二甲酰亚胺同样可以引入氟原子;eoxo-fluor可以更有效地引入氟原子到目标分子中,它的结构设计使其在氟化反应中表现出高效性和选择性,能够精确地控制氟化的位置和数量;n-氟苯二甲酰亚胺则因其特定的结构特征,使得引入的氟原子更有利于调节分子的亲水性和溶解性,对于抗乳化剂的性能优化具有良好的效果。
40、根据本发明的一种实施方式,所述磺酰胺包括二氯三氟甲磺酰胺、三氟甲基磺酰胺、氟乙基磺酰胺和四氟甲基磺酰胺中的至少一种。
41、具体而言,根据本发明的第二个方面采用的技术方案为:
42、一种制备所述抗乳化剂的方法,包括以下步骤:
43、s1在保护气氛中,向反应容器中加入醇类化合物,经真空加热后,加入碱金属氢化物和环氧化合物,加热反应,得到中间体;
44、s2混合所述中间体、有机氟化合物和磺酰胺,降温反应,得到抗乳化剂。
45、根据本发明的实施方式,所述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一:
46、通过本发明的方法,能够制备得到具有极佳的油水分离效果的抗乳化剂。
47、首先,本发明的方法,采用保护气氛和真空加热的步骤,有助于保护反应中可能易受氧化或其它污染物影响的化合物。这种操作方式可以提高反应的选择性和产物的纯度,避免副反应和杂质的生成,从而确保所得中间体的质量。
48、其次,加入碱金属氢化物和环氧化合物后的加热反应步骤,有助于促进化学反应的进行。通过环氧化合物的环开反应和碱金属氢化物的还原反应,有效地改变分子结构,增加抗乳化剂的活性和效率。
49、综上所述,这种制备方法结合了多步骤反应和合理的操作条件,有助于生产高效的抗乳化剂。通过精确控制每个步骤的条件和顺序,可以提高产物的质量和产率,同时满足润滑油等领域对高效分离剂的需求。
50、根据本发明的一种实施方式,步骤s2中,具体还包括以下步骤:混合所述中间体、有机氟化合物和磺酰胺后,先在小于等于0℃的温度下反应,再在小于等于5℃的温度下反应。
51、一种制备所述抗乳化剂的方法,包括以下步骤:
52、s1在保护气氛中,混合聚乙二醇、丙二醇于反应釜中,抽真空,升温反应后加入2份氢化钠,再次升温反应,向反应釜中加入环氧丙烷和丁二醇的混合溶液,反应完成后,经过滤、干燥,得到中间体;
53、s2混合上述中间体、三乙胺、deoxo-fluor、二氯三氟甲磺酰胺,降温反应,得到抗乳化剂。
54、在制备过程中,聚乙二醇和丙二醇作为反应的起始物质,聚乙二醇和丙二醇在制备过程中提供了反应的基础和溶剂环境。它们能够在保护气氛下与后续添加的环氧丙烷和丁二醇反应,形成具有良好润滑性能的中间体;氢化钠在反应中起到催化剂的作用,促进环氧丙烷和丁二醇的环氧化反应。这有助于确保反应能够高效进行,并控制反应的选择性;环氧丙烷提供了反应中的环氧基团,而丁二醇则是环氧化反应的配体。它们的比例和添加方式影响最终产物的性能和稳定性;三乙胺作为中间体反应后的处理剂,三乙胺有助于中和反应中形成的酸性物质,同时可能还起到调节反应条件的作用,提高产物的稳定性;deoxo-fluor用于引入氟原子,并改变分子的极性和亲水性质,从而增强其作为抗乳化剂的效果;二氯三氟甲磺酰胺的引入用于增强抗乳化剂的耐高温性能。
55、本发明的另一个方面,还涉及所述抗乳化剂在润滑油中的应用。包括如上述第1方面实施例所述的抗乳化剂。由于该应用采用了上述抗乳化剂的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。
56、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。
1.一种抗乳化剂,其特征在于:所述抗乳化剂的组分包括以下原料:
2.根据权利要求1所述的一种抗乳化剂,其特征在于:所述抗乳化剂的组分包括以下重量份的原料:
3.根据权利要求1所述的一种抗乳化剂,其特征在于:所述醇类化合物包括丙二醇、丙三醇、丁二醇和聚乙二醇中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种抗乳化剂,其特征在于:所述碱金属氢化物包括氢化钠、氢化钾和氢化锂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种抗乳化剂,其特征在于:所述环氧化合物包括环氧丙烯酸酯、环氧苯、环氧丙烷和环氧乙烷中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种抗乳化剂,其特征在于:所述有机氟化合物包括氟代烷烃、氟代醇、氟代醚、氟代酯和氟代芳烃中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种抗乳化剂,其特征在于:所述磺酰胺包括二氯三氟甲磺酰胺、三氟甲基磺酰胺、氟乙基磺酰胺和四氟甲基磺酰胺中的至少一种。
8.一种制备如权利要求1至7任一项所述的一种抗乳化剂的方法,其特征在于:包括以下步骤:
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于:步骤s2中,具体还包括以下步骤:混合所述中间体、有机氟化合物和磺酰胺后,先在小于等于0℃的温度下反应,再在小于等于5℃的温度下反应。
10.如权利要求1至7任一项所述的一种抗乳化剂在润滑油中的应用。