润滑油抗乳化剂研究进展docx

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  2014年6月Jun.2014润 滑油LUBRICATINGOIL第29卷第3期Vol.29,No.3文章编号:1002-3119(2014)03-0015-04润滑油抗乳化剂研究进展吴梅,聂艳(中国石油克拉玛依石化公司炼油化工研究院,新疆克拉玛依834000)摘要:文章阐述了润滑油乳化的缘由和润滑油抗乳化剂的利用要求,对现有润滑油抗乳化剂的成长示状、布局特点、合成方式以及利用机能进行了细致阐述,成果表白:现有润滑油抗乳化剂遍及具有添加量大、油溶性差、与润滑油根本油及其他添加剂配伍性差等错误谬误。最初对润滑油抗乳化剂成长前景进行了瞻望,认为油溶性强、普适性广以及复配型抗乳化剂是此后润滑油抗乳化剂的成长标的目的。环节词:润滑油抗乳化剂;T1001;环氧乙烷/环氧丙烷共聚物 中图分类号:TE626.3文献标识码:AResearch on LubricantDemulsifierWU Mei,NIEYan( Petrochemical Research Institute of PetroChina Karamay Petrochemical Company,Karamay834000,China)Abstract:Thereasonsforlubricantemulsificationandtheusagerequirementsoflubricantdemulsifiersarereviewedbriefly.Thedevel-opmentsituation,configuration,syntheticmethodsandperformancesareintroducedindetails.Theresultsshowthattheexistinglubricantdemulsifiershaveshortcomingsofhighdosage,pooroilsolubility,poorcompatibilitywithbasestocksandotheradditives.Finally,the developmentprospectsofdemulsifierarealsooutlined.Itisestimatedthatthelubricantdemulsifierswithacharacterofgoodoilsolubili-ty,universalityandcompoundingabilityarefocusinfuture.Key words: lubricant demulsifier; T1001; ethylene oxide / propylene oxide copolymer0引言汽轮机油、液压油、齿轮油、油膜轴承油、透平油、船用系统用油在利用过程中容易发生乳化现象。若是润滑油本身抗乳化能力差,不克不及很快实现油水分手,润滑油便不克不及起到很好的润滑感化,从而惹起机械元件的过度磨损以至化学侵蚀,形成设备和润滑油的利用寿命缩短。提高润滑油抗乳化能力的简洁无效方式之一就是插手抗乳化剂(破乳剂),目前,国表里商品化的抗乳化剂次要有烷撑二胺四聚氧丙撑衍生物和聚环氧乙烷/环氧丙烷共聚物。1润滑油乳化的缘由形成润滑油乳化的缘由有四个:(1)为了包管润滑油有好的利用机能,会在润滑油根本油中插手油品添加剂来改善油品的氧化安靖性、防锈性、挤压抗磨性等性质,这些添加剂大多属概况活性剂,会对油水界面张力发生影响,改变油品的抗乳化性;(2 )油品的抗乳化性与根本油的精制深度相关,精制越深,油品的抗乳化性越好;(3 )油品的黏度越大,对分离相液滴活动的阻滞感化也越大,液滴就更难堆积,这也是润滑油抗乳化机能差的缘由;(4 ) 润滑油在利用过程中不成避免的要混进水等一些杂质,间接影响油品抗乳化性[1 -3]。2 润滑油抗乳化剂利用要求一种抗乳化剂要有好的破乳化性必需具备三个前提:(1)与乳化剂比拟要有较好的界面活性,即能够添加油水界面张力;(2)部门替代吸附在油水界面上的成膜物质,消弱吸附膜强度。影响油包水乳化液不变性的要素次要包罗油水界面张力的大 小、界面膜的性质以及介质的黏度等,界面张力越小、界面膜强度越大,乳化液的水相液珠也越不易凝结。一般认为乳化液不变性的OIL RESEARCH & APPLICATION油品研究与使用决定要素是界面膜的性质,界面膜的强度和陈列的慎密程度对乳化液的不变性起次要感化;(3)此外,抗乳化剂要有好的油溶性,在利用过程中不易被水带走[4]。3 国表里润滑油抗乳化剂目前相关报道中呈现的润滑油抗乳化剂有环氧丙烷二胺缩聚物、高分子聚醚及改性高分子聚醚、乙二醇酯及乙二醇醚、复配抗乳化剂和其他类型,而国表里商 品化的抗乳化剂有环氧丙烷二胺缩聚物、聚环氧乙烷/环氧丙烷嵌段聚合物,聚环氧乙烷/环氧丙烷嵌段聚合物属于高分子聚醚类抗乳化剂。3.1环氧丙烷二胺缩聚物T1001是胺的四聚氧丙撑衍生物,其布局如图1,其分子布局具有四个对称分布的聚氧丙撑链,每个分子具有多个亲水基(胺基、羟基和醚基)和多个亲油基(烷基),能强烈的吸附在油水界面上顶替本来的庇护膜。成的油溶性聚醚类高分子化和物,其布局如图 3,此中R为链烃。CH3(CH2CH2O)n(CH2CH2O)mR图 3 DL32分子布局DL32之所以有优良的破乳结果,与它的分子布局相关:分子中的氧与水发生亲合感化,构成多点吸附,因而这类分子的吸附能力强。DL32的分子量相当大,分子的布局上分支多,极性基团和非极性基团交替陈列,吸附分子在界面上大致是平躺着的,故分子间彼此感化不强。不克不及慎密陈列,构成的界面膜轻度低,易于分裂[6]。环氧乙烷 /环氧丙烷嵌段共聚醚的合成方式如图4[7]:以醇类为起始剂,KOH为催化剂的合成聚醚反映过程包罗链激发、链增加和链终止。(1)链激发H(C3H6O)nH(C3H6O)nNRN(C3H6O)nH(C3H6O)nH(2)链增加图 1 环氧丙烷二胺缩聚物分子布局T1001是目前国表里商品化的一种润滑油抗乳化剂,其次要长处有:(1)不含二聚氧乙撑链,油溶性好,不易溶于水;(2)插手该剂的油品,经高温或低温氧化后,仍具有优良的氧化不变性;(3)含该剂的油品持久储存后仍具有优良的抗乳化性;(4)合用分歧黏度品级各类添加剂配方的多种油品;(5)一般添加量在0.1%以下,油品就具有优良的抗乳化性;(6)能与其他添加剂配伍,构成机能更好的复合抗乳化剂,多使用于齿轮油、汽轮机油、抗磨液压油等[5]。T1001的合成方式如图2。图 2 环氧丙烷二胺缩聚物合成方式3.2高分子聚醚及改性高分子聚醚T1002、DL32、MobiladC-310B均为环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚醚抗乳化剂,其分子中环氧乙烷和环氧丙烷比例分歧。以 DL32 为例对环氧乙烷 /环氧丙烷嵌段共聚醚进行描述,DL32 是多种单体合(3)链终止图4 环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚醚的合成方式张越课题组合成了一种聚环氧丙醇 /环氧丙烷超支化聚合物用做润滑油抗乳化剂,其 布局如图5 ,制备方式是以多元醇为起始剂,醇钾或碱金属氢化物为催化剂,环氧丙醇-环氧丙烷发生聚合反第3期吴梅等.润滑油抗乳化剂研究进展17应,冰醋酸或盐酸中和,分子量在 3000 ~ 5000 范畴内,HLB 值在 7 ~ 10 范畴内的共聚醚使用于润滑油中能够较着改善润滑油在重负荷环境下的抗乳化机能,耽误设备利用寿命[8];HLB值在9.2~15. 5 ,分子量在 1000 ~ 1900 的超支化共聚醚均能够显著改善 150 SN 根本油的抗乳化机能[9]。该小组还将环氧丙醇/环氧丙烷超支化聚合物用2,2-二氟 - 1 ,3二甲基咪唑啉酮进行氟化获得端羟基被氟代替的含氟抗乳化剂,羟基被完全代替的抗乳化剂有最好的抗乳化机能,该抗乳化剂在150SN润滑油根本油中添加2.0× 10-3 g/L的量可实现25 s 内油水分手[10 - 11]。生酯化反映对聚醚进行改性,改性后的聚醚较着改善了与油品的相容性,能显著提高油品的抗乳化机能,该剂合用于深度精制并匹敌乳化机能有要求的汽轮机油、压缩机油、油膜油和齿轮油等多种润滑油品种[12 -13]。专利 CN101565650B提及将添加亲油性的功能性基团引入到环氧乙烷 - 环氧丙烷嵌段共聚物分子上,通过含有可发生酯化反映的基团的化合物与环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物反映,在环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物中引入烷基。该破乳剂出格合用于有苛刻抗乳化要求的润滑油品,其油溶性好、用量少、抗乳化结果持久[14]。图5 聚环氧丙醇/环氧丙烷超支化聚合物分子布局KR - 12是中国石油克拉玛依石化公司自主研发的改性抗乳化剂,通过石油酸与环氧丙烷聚醚发3.3乙二醇酯及乙二醇醚专利US6255263提及用聚氧丙撑乙二醇单正丁基醚作为抗乳化剂,用于液压油、汽轮机油及其他工业润滑油中[15]。专利 US6544937提及一种工业齿轮油,抗乳化剂选自聚氧丙撑和聚氧乙撑乙二醇醚,或者选用聚氧丙撑和聚氧乙撑乙二醇酯,酯基用羧酸是 2 ~ 20碳原子的二酸或酸酐,此中以马来酸和马来酸酐结果最好[16]。3.4其他抗乳化剂李金龙等合成了聚醚硅油梳型共聚物作为汽轮机油新型抗乳化剂,聚醚硅油共聚物作为汽轮机油破乳剂具有优异的破乳化机能,这可能是由于硅油具有极低的概况张力,将硅油引入破乳剂后,有较好的界面活性,将油水界面上惹起乳化的概况活性剂替代下来,使乳状液变得不不变,发生油水分手;或者是破乳剂优先吸附到油水界面上,阻遏了油品乳化[17]。图 6 聚醚硅油梳型共聚物分子布局3.5复配抗乳化剂复配是操纵各类概况活性剂的协同效应,按必然比例将分歧机能的抗乳化剂夹杂,使 破乳剂顺应性更好,同时 也供给了更多可供选择的抗乳化剂。专利 CN101619257A提出烷撑二胺四聚氧丙撑衍生物和环氧乙烷 / 环氧丙烷共聚物作为抗乳化剂组合物添加到汽轮机油中,该抗乳化剂组合物能够改变原乳化液的亲油-亲程度衡,在相转化过程中实现油水快速分手[18]。油品研究与使用OIL RESEARCH & APPLICATIONJP54064503专利提出一种琥珀酸与聚醚反映后产品作为燃料和润滑油破乳剂的成分之一。专利US7816414 提出环氧乙烷/环氧丙烷共聚物和聚烯烃丁二酰亚胺可改善润滑油的抗乳 化性[19]。专利 CN88108609引见了一种润滑油复合抗乳化剂,由烷撑二 胺四聚氧丙撑衍生物和烯基丁二酸组合而成,其可用于包罗汽轮机油、极压工业齿轮油、抗磨液压油在内的润滑油产物组分[20]。4瞻望目前,国表里商品化的抗乳化剂次要是烷撑二胺四聚氧丙撑衍生物和聚环氧乙烷 / 环氧丙烷共聚物,遍及具有添加量大、油溶性差、与润滑油根本油及其他添加剂配伍性差等错误谬误。此后,研究人员将次要开辟油溶性强、普适性广的抗乳化剂。复配是操纵各类概况活性剂的协同效应,按必然比例将分歧机能的抗乳化剂夹杂,使破乳剂顺应性更好,同时也供给了更多可供选择的抗乳化剂,也是此后成长标的目的之一。参考文献:[1]唐俊杰,王成功.工业齿轮油利用中的问题及处理法子[J].润滑油,2004,19(4):59-61.[2]李金龙,王建华,李春生,等.新型汽轮机油破乳剂制备 及其破乳化机能的研究[J].润滑与密封,2011,36(1):77-79.[3]李新华,李华,张辉,等.润滑油抗乳化剂组合物及其应 用:CN,101619257A[P].[4]王正良,姚士强,肖鹏.高含水油包水乳化液不变性机 理及尝试研究[J].机床与液压,1997(5):48-50.[5]徐春生,孙广西.液压油添加剂组合物及其制备方式:CN,102492525[P],2012.[6]吕涯,严明泽.DL32破乳剂低船用油油水界面的影响[J].石油学报(石油加工),1996,12(3):48-52.[7]姚亚平,崔文峰.聚醚型润滑油抗乳化剂合成工艺研究[J].烟台大学学报(天然科学与工程版),1992(1、2):92-99.[8]赵永祥,李一非,张越.润滑油抗乳化剂及其制备方式:CN,101597536[P].[9]李婷婷,颉蕊丽,张越,等.聚环氧丙醇/环氧丙烷超支化聚合物的抗乳化机能[J].精细化工,2011,28(6):585-588.[10]张越,颉蕊丽,阎育才.一种润滑油抗乳化剂及其制备 方式:CN,102206533[P].[11]颉蕊丽,荆群,阎育才.氟改性超支化缩水甘油醚的抗 乳化机能研究[J].山西大学学报,2011,34(S2):66-69.[12]牛春革,马忠庭,于曙艳,等.一种聚醚酯润滑油抗乳化 剂的制备方式:CN,1472294A[P].[13]马忠庭,牛春革.新型油品破乳剂KR-12的研制及使用[J].润滑油,2000,15(4):19-22.[14]吕涯,严明泽,欧阳福生.一种用于润滑油品的破乳剂 及其制备方式和使用:CN,101565650B[P].[15]HelenTRyan,LubricantCompositionsExhibitingIm-provedDemuisePerformance:US,6255263[P].[16]WilliamDonaldHewson,TerrenceEdwardAddley.De-mulsificationofIndustrialLubricantsContainingNaphthenicBasestocks:US,6544937[P].[17]李金龙,王建华,李春生,等.聚硅醚油作为汽轮机油新 型破乳剂的研究[J].石油炼制与化工,2011,42(7):58-60.[18]李新华,李华,张辉,等.润滑油抗乳化剂组合物及其应 用:CN,101619257A[P].[19]DavidGLHolt.SynergisticCombinationofDemulsifiersforEnhancingDemulsificationPropertiesinIndustrialLu-bricants:US,7816414[P].[20]王薰陶.润滑油复合抗乳化添加剂:CN,88108609[P].

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