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一种非离子型聚醚类破乳剂及其制备方法和应用实质审查 发明

技术领域

[0001] 本发明涉及破乳剂技术领域,尤其涉及一种非离子型聚醚类破乳剂及其制备方法和应用。

相关背景技术

[0002] 润滑油在工业生产中扮演着至关重要的角色,它不仅能够减少机械设备间的摩擦损耗,提高设备效率,还能延长设备使用寿命。然而,实际应用过程中,受外界环境影响以及设备机械运转所带来的剪切力作用,润滑油往往会与水分混合形成乳化液,降低润滑性能增加磨损风险,并可能引起腐蚀等问题,进而影响设备正常运行、减少使用寿命。因此,有效地解决润滑油中的乳化问题是维护设备稳定运行的关键。
[0003] 添加抗乳化剂被视为增强润滑油破乳化能力的一种简单而有效的手段。其中,非离子型聚醚类破乳剂因其良好的水溶性和表面活性,在破坏油水乳化方面展现出了优异的性能。此类破乳剂通过降低油水界面张力,改变乳化颗粒的电荷状态以及促进油水分离等机制来实现破乳效果。除此之外,非离子型聚醚类破乳剂不易受水质硬度及pH值变化的影响,在多种工况下均能保持稳定的破乳能力,被广泛应用于石油开采、炼制加工等领域。
[0004] 现有的非离子型聚醚类破乳剂存在破乳时间长的问题。

具体实施方式

[0023] 本发明提供了一种非离子型聚醚类破乳剂,包括以下质量份数的组分:非离子型表面活性剂25~45份、分散剂0.1~5份、助溶剂35~55份和抗氧化剂0.1~1份。
[0024] 在本发明中,若无特殊说明,使用的原料均为本领域市售商品。
[0025] 在本发明中,所述非离子型聚醚类破乳剂中非离子型表面活性剂的质量份数优选为30~40份,具体可以为25、30、35、40或45份。
[0026] 在本发明中,所述非离子型表面活性剂优选包括聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单脂肪酸酯、聚氧乙烯‑聚氧丙烯嵌段共聚物、聚氧乙烯‑聚氧丙烯‑聚氧乙烯嵌段共聚物、环氧乙烷‑环氧丙烷嵌段共聚物和聚醚改性硅氧烷嵌段共聚物中的一种或多种,更优选为环氧乙烷‑环氧丙烷嵌段共聚物;所述非离子型表面活性能够显著降低油水界面的张力,从而使油滴更容易合并和沉降,在破乳过程中,所述非离子型表面活性剂能够吸附在乳化颗粒表面,影响颗粒间重新聚集,防止油水再次乳化,即防止已经分离的油滴重新分散到水中形成新的乳化液,确保破乳效果的持续性和稳定性,所述非离子型表面活性剂通常对pH值和温度变化具有较好的稳定性,因此在不同条件下都能保持其破乳性能,适用于多种工况。
[0027] 在本发明的具体实施例中,所述环氧乙烷‑环氧丙烷嵌段共聚物优选为聚(乙二醇)‑block‑聚(丙二醇)‑block‑聚(乙二醇),购自阿拉丁,商品型号为 F‑68(平均Mn~8,400(EO:PO=4:1))。
[0028] 以非离子型表面活性剂的质量份数为基准,所述非离子型聚醚类破乳剂中分散剂的质量份数优选为0.2~3份,具体可以为0.1、0.2、1、3或5份。
[0029] 在本发明中,所述分散剂优选包括聚异丁烯琥珀酸酐、聚醚胺、磷酸酯和聚乙烯亚胺中的一种或多种;所述分散剂能够与润滑油中的污染物(包括尘土、金属粉尘和油污)结合,形成易于分离的化合物,防止其沉积,提高润滑油的清洁度。
[0030] 以非离子型表面活性剂的质量份数为基准,所述非离子型聚醚类破乳剂中助溶剂的质量份数优选为40~50份,具体可以为35、40、45、50或55份。
[0031] 在本发明中,所述助溶剂优选包括乙酸乙酯、乙二醇醚、甲苯、二甲苯、丙二醇和环氧乙烷‑环氧丙烷混合物中的一种或多种,更优选为甲苯和二甲苯的混合物,所述甲苯和二甲苯的混合物中甲苯和二甲苯的质量比优选为20:25;所述助溶剂的作用是改善破乳剂的溶解度,增加油水混合物中水相的溶解度,能够帮助破乳剂更好地分散在油相中,促进油滴的聚集和油水分离。
[0032] 在本发明中,所述环氧乙烷‑环氧丙烷混合物中环氧乙烷与环氧丙烷的质量比优选为1~3:1~3,具体可以为1:1、2:1、1:2、3:1和1:3。
[0033] 以非离子型表面活性剂的质量份数为基准,所述非离子型聚醚类破乳剂中抗氧化剂的质量份数优选为0.3~0.5份,具体可以为0.1、0.3、0.5或1份。
[0034] 在本发明中,所述抗氧化剂优选包括2,6‑二叔丁基对甲酚、2,6‑二叔丁基苯酚、N,N'‑二仲丁基对苯二胺和硫代二丙酸二月桂酯中的一种或多种;所述抗氧化剂可以中断破乳剂中的氧化链反应、分解过氧化物,保护破乳剂存储过程中不被氧化,保持其性能稳定。
[0035] 本发明还提供了上述技术方案所述的非离子型聚醚类破乳剂的制备方法,包括以下步骤:
[0036] 将非离子型表面活性剂、分散剂、助溶剂和抗氧化剂混合,得到所述非离子型聚醚类破乳剂。
[0037] 本发明对所述混合的具体方式没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的方式即可。
[0038] 在本发明的具体实施例中,将所述非离子型表面活性剂和分散剂进行第一混合,得到第一混合物;将所述第一混合物与助溶剂、抗氧化剂进行第二混合,得到第二混合物;将所述第二混合物持续搅拌1h,得到所述非离子型聚醚破乳剂。
[0039] 在本发明中,所述第一混合优选在搅拌的条件下进行。本发明对所述搅拌的时间及转速没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的方案混合均匀即可。
[0040] 得到第一混合物后,本发明将所述第一混合物与助溶剂、抗氧化剂进行第二混合,得到第二混合物。
[0041] 在本发明中,所述第二混合优选在搅拌的条件下进行。本发明对所述搅拌的时间及转速没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的方案混合均匀即可。
[0042] 得到第二混合物后,将所述第二混合物持续搅拌1h,得到所述非离子型聚醚破乳剂。本发明对所述搅拌的时间及转速没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的方案混合均匀即可。
[0043] 本发明还提供了上述技术方案所述的非离子型聚醚类破乳剂在润滑领域中的应用。
[0044] 本发明对所述应用的具体方式没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的方式即可。
[0045] 下面将结合本发明中的实施例,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0046] 实施例中使用的原料:
[0047] 环氧乙烷‑环氧丙烷嵌段共聚物购自阿拉丁,商品型号为 F‑68(平均Mn~8,400(EO:PO=4:1))。
[0048] 实施例1
[0049] 按各组分质量份数配置非离子型聚醚类破乳剂:
[0050] 称取环氧乙烷‑环氧丙烷嵌段共聚物40份,甲苯45份,磷酸酯0.2份,N,N'‑二仲丁基对苯二胺0.5份。
[0051] 在容器中加入聚氧乙烯‑聚氧丙烯嵌段共聚物和磷酸酯,搅拌至组分均匀混合,搅拌速率400r/min;加入甲苯和N,N'‑二仲丁基对苯二胺,继续搅拌混合物,搅拌速率400r/min,充分混合后,持续搅拌1h,得到非离子型聚醚类破乳剂。
[0052] 实施例2
[0053] 按各组分质量份数配置非离子型聚醚类破乳剂:
[0054] 称取环氧乙烷‑环氧丙烷嵌段共聚物40份,二甲苯45份,磷酸酯0.2份,N,N'‑二仲丁基对苯二胺0.5份。
[0055] 制备过程与实施例1相同。
[0056] 实施例3
[0057] 按各组分质量份数配置非离子型聚醚类破乳剂:
[0058] 称取环氧乙烷‑环氧丙烷嵌段共聚物40份,甲苯20份,二甲苯25份,磷酸酯0.2份,N,N'‑二仲丁基对苯二胺0.5份。
[0059] 制备过程与实施例1相同。
[0060] 实施例4
[0061] 按各组分质量份数配置非离子型聚醚类破乳剂:
[0062] 称取环氧乙烷‑环氧丙烷嵌段共聚物25份,甲苯35份,磷酸酯1份,N,N'‑二仲丁基对苯二胺1份。
[0063] 制备过程与实施例1相同。
[0064] 实施例5
[0065] 按各组分质量份数配置非离子型聚醚类破乳剂:
[0066] 称取环氧乙烷‑环氧丙烷嵌段共聚物25份,二甲苯35份,磷酸酯3份,N,N'‑二仲丁基对苯二胺1份。
[0067] 制备过程与实施例1相同。
[0068] 性能测试方法
[0069] 破乳化性能以国家标准GB_T 7605‑2008为基础设计两组实验,第一组实验按照国家标准GB_T 7605‑2008测试,连续三次测试样品的破乳化性能;第二组在国家标准GB_T 7605‑2008基础上,油水比例(体积比)由1:1变为3:1、5:1和7:1测试破乳剂在不同油水比例条件下的破乳化性能。选择破乳剂P1、P2与本发明实施例1~5制备出的破乳剂进行对比实验。其中,P1、P2、基础油为市购。实验选用运动粘度为150cSt的150N基础油,各破乳剂的加入量为基础油质量的0.3%。用上述两组破乳实验研究其破乳化性能,结果如表1、2所示。
[0070] 对结果进行分析,如下:
[0071] 1、从表1可得,在破乳时间方面,基础油不加入任何组分的情况下,破乳时间为15~20min,在加入实施例1~5的破乳剂后,破乳时间减至为7~14min,破乳时间明显得减少,说明起到了较好的破乳效果;
[0072] 而在市售破乳剂P1、P2加入后,搅拌法破乳时间分别为13~19min、15~22min,破乳时间变化不明显,甚至存在较基础油破乳时间增长的情况,说明破乳效果一般;其中实施例3相较实施例1、2破乳时间更短,说明二甲苯‑甲苯混合物制得的破乳剂相较单一甲苯(二甲苯)制得的破乳剂效果更好。
[0073] 此外,实施例1~5经过连续实验破乳时间均有所减少,加入市售破乳剂P1的样品经历连续实验后破乳效果明显减弱,说明实施例1~3有良好的连续破乳能力。
[0074] 2、从表2可得,在不同比例水油破乳时间方面,基础油不加入任何组分的情况下,破乳时间为16~20min,在加入实施例1~5的破乳剂后,破乳时间为10~13min,破乳时间明显得减少,说明起到了较好的破乳效果;而在市售破乳剂P1、P2加入后,破乳时间分别为13~16min、15~20min。这进一步证明了实施例1~3在缩短破乳时间方面表现更为优异,且在不同油水环境中均能表现出更好的破乳效果。
[0075] 表1连续破乳实验结果
[0076]
[0077] 表2不同油水比例破乳实验结果
[0078]
[0079]
[0080] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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