專利名稱：：一種添加非油溶性潤滑油添加劑用的微乳體系分散技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種添加非油溶性潤滑油添加劑用的微乳體系分散技術(shù)，特別涉及添加潤滑油添加劑在潤滑油中的技術(shù)。
背景技術(shù)：
：潤滑基礎(chǔ)油-礦物油、植物油、改性植物油、合成油或微生物油脂中不添加現(xiàn)代潤滑油添劑通常不能滿足高性能潤滑的要求，各種潤滑油添加劑的用量占潤滑油質(zhì)量分?jǐn)?shù)已從最低的百萬分之幾升至超過20%。目前潤滑油添加劑的添加技術(shù)主要有兩種若添加劑是油溶性物質(zhì)，則直接共混；若添加劑是非油溶性物質(zhì)，則用表面活性劑改性或直接改性成為油溶性物質(zhì)后，再物理共混。后者存在制造成本相對較高，分散穩(wěn)定性不好等問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服目前在潤滑油中添加非油溶性潤滑油添加劑的分散技術(shù)的不足。提出了添加非油溶性潤滑油添加劑用的一種微乳體系分散技術(shù)。其特征在于制備微乳反應(yīng)器,并用以將合成的各種非油溶性潤滑油添加劑反應(yīng)物加入潤滑基礎(chǔ)油。該發(fā)明所制備的微乳反應(yīng)器為反相膠東微乳反應(yīng)器，又稱油包水(w/o)型微乳液，在此微乳反應(yīng)器中，"極性核"被主要由表面活性劑和助表面活性劑組成的界面膜所包圍，其尺寸往往在5100nm間，是很好的反應(yīng)介質(zhì)。這種特殊的微環(huán)境可看作是一個"微型反應(yīng)器"，尺度小且彼此分離，不構(gòu)成極性相。微乳體系是兩種互不相溶液體與雙親化合物組成的一種各向同性的、熱力學(xué)穩(wěn)定的膠體分散系統(tǒng)。它具有超低界面張力和較大界面熵的柔性界面膜。微乳反應(yīng)器能自發(fā)形成，油相、水相、乳化劑及助乳化劑按一定組成混合即可，不需劇烈振搖或攪拌。微乳反應(yīng)器是一個多組分體系，這些相區(qū)邊界的確定方法是向含乳化劑及助乳化劑的油相中不斷滴加極性有機(jī)溶劑，通過檢測體系相行為的變化來確定邊界點，然后繪制擬三元相圖，確定微乳體系形成的范圍。本發(fā)明的基本原理是，首先制備微乳反應(yīng)器在潤滑基礎(chǔ)油中利用表面活性劑，例如壬基酚聚氧乙烯(10)醚、月桂醇聚氧乙烯醚(3)，聚氧乙烯(20)山梨醇酐脂肪酸酯，但不限于上述表面活性劑方法；助表面活性劑，例如正丁醇、正戊醇，但不限于上述醇類物質(zhì)；和極性有機(jī)溶劑，例如乙醇，二甲基甲酰胺，或水，但不限于上述極性物質(zhì)；首先將表面活性劑與助表面活性劑按一定比例混合成為表面活性劑溶液(根據(jù)微乳反應(yīng)器體系最佳增溶有機(jī)溶劑的原則選擇，通常表面活性劑與助表面活性劑的質(zhì)量比為l:1~1:10)在確定的表面活性劑溶液濃度條件下，在合成添加劑所需的適當(dāng)溫度恒溫(所合成添加劑應(yīng)在該極性溶劑中有較好的溶解性，并且極性溶劑的沸點應(yīng)等于或低于合成添加劑所需溫度)改變油相和表面活性劑溶液質(zhì)量比，目測法直接觀察在滴加極性物質(zhì)過程中體系外觀的變化，記下極性物質(zhì)的體積數(shù)。隨著非極性相和極性相的質(zhì)量比的變化，體系將產(chǎn)生出不同的相行為。雖然這是一個四組分體系，但由于表面活性劑與助乳化劑的比例是固定不變的，所以可根據(jù)上述數(shù)據(jù)繪制成擬三元相圖，從而得出微乳形成區(qū)；再利用微乳反應(yīng)器合成各種非油溶性潤滑油添加劑將合成添加劑加入潤滑基礎(chǔ)油，方式包括直接加入法和共混法兩種；最后將低沸點有機(jī)溶劑蒸餾脫除，得到非油溶性潤滑油添加劑在潤滑基礎(chǔ)油中分散性能良好的穩(wěn)定潤滑油。本發(fā)明所述潤滑基礎(chǔ)油為礦物油，例如白油；植物油，例如菜籽油；合成油，例如聚a—烯烴；微生物油脂，例如產(chǎn)油量30%以上的微生物菌體產(chǎn)生的油脂，如亞羅解脂酵母，油脂酵母，圓紅冬孢酵母菌，深黃被孢霉，短刺小顆銀漢霉產(chǎn)生的油脂；和礦物油、植物油、合成油及微生物油脂的各化學(xué)改性油脂，例如環(huán)氧化改性、酯交換改性，但不限于上述改性方法。本發(fā)明制備微乳體系所用的內(nèi)相材料為各種極性溶劑，例如乙醇，二甲基甲酰胺，但不限于上述極性物質(zhì)。本發(fā)明制備微乳體系所用的表面活性劑為陰離子表面活性劑，例如十二烷基二苯醚二磺酸鈉，十二烷基硫酸鈉；陽離子表面活性劑，例如溴化十六烷基三甲銨，氯化十四垸基二甲基節(jié)銨及非離子表面活性劑，例如壬基酚聚氧乙烯(10)醚，月桂醇聚氧乙烯醚(3)，聚氧乙烯(20)山梨醇酐脂肪酸酯，但不限于上述表面活性劑物質(zhì)。本發(fā)明制備微乳體系所用的助表面活性劑為各種中等碳鏈的醇，例如正丁醇，正戊醇，但不限于上述醇類物質(zhì)，以促進(jìn)微乳體系的穩(wěn)定性。本發(fā)明所利用微乳反應(yīng)器反應(yīng)合成各種潤滑油添加劑，至少包括以下兩個過程中的一個直接加入法首先制備增溶合成添加劑的反應(yīng)物A的W/0型的微乳液體系，然后向其中加入合成添加劑的反應(yīng)物B，B經(jīng)過擴(kuò)散和滲透通過表面活性劑膜，進(jìn)入微乳反應(yīng)器內(nèi)相。A、B在"內(nèi)相"中發(fā)生反應(yīng)得到潤滑油添加劑，并均勻分散于潤滑基礎(chǔ)油中。共混法混合含有相同內(nèi)外相比的兩種反相微乳液，一種增溶合成添加劑的反應(yīng)物A，另一種增溶合成添加劑的反應(yīng)物B。兩種微乳液液滴通過碰撞、融合、分離、重組并使產(chǎn)物成核、生長，最后得到潤滑油添加劑，并均勻分散于潤滑基礎(chǔ)油中。本發(fā)明所述低沸點有機(jī)溶劑減壓蒸餾步驟為將利用微乳反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)合成的各種潤滑油添加劑體系，進(jìn)行減壓，并升溫至該壓力下低沸點有機(jī)溶劑的沸點，攪拌，蒸餾，保持0.5-2小時；或者將利用微乳反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)合成的各種潤滑油添加劑體系，進(jìn)行減壓，并6升溫至該壓力下低沸點有機(jī)溶劑的沸點，旋轉(zhuǎn)蒸餾，保持0.5-2小時。進(jìn)行低沸點有機(jī)溶劑脫溶處理后，得到分散均句且穩(wěn)定的潤滑油體系，且有機(jī)溶劑可重復(fù)使用。本發(fā)明的優(yōu)點是，制備的潤滑油中的非油溶性添加劑分散均勻且穩(wěn)定，在潤滑油貯存、運輸和使用過程中能長期均勻分布，提高了潤滑油的穩(wěn)定性能。有機(jī)溶劑可重復(fù)使用，降低了成本，并減少了對環(huán)境的影P向。微乳體系是自發(fā)形成的熱力學(xué)穩(wěn)定和光學(xué)上各向同性的分散穩(wěn)定體系。宏觀上它是一個各向同性的均相體系；但從分子規(guī)模來說，它是由表面活性劑分隔且連接而成的油相/水相混合體系，同時存在著水相及油相。由于微乳體系自發(fā)形成熱力學(xué)穩(wěn)定分散體系，因此在適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件下，能自發(fā)生成由潤滑基礎(chǔ)油作為反相微乳反應(yīng)器外相，低沸點有機(jī)極性溶劑作為反相微乳反應(yīng)器內(nèi)相的反相微乳反應(yīng)器；而在其中發(fā)生反應(yīng)所生成的非油溶性添加劑能在潤滑基礎(chǔ)油中均勻、穩(wěn)定地增溶；當(dāng)通過減壓、低溫脫去內(nèi)相物質(zhì)低沸點有機(jī)極性溶劑后，表面活性劑在非油溶性添加劑表面形成分隔且連接油相，非油溶性添加劑在潤滑基礎(chǔ)油中穩(wěn)定、均勻分散的潤滑油體系。一種傳統(tǒng)方法是加入表面活性劑對非油溶性添加劑進(jìn)行改性或直接將其改性成為油溶性物質(zhì)再在潤滑基礎(chǔ)油中進(jìn)行物理共混。本發(fā)明是釆用微乳體系分散技術(shù)作為潤滑油添加劑的分散技術(shù).由于微乳體系是自發(fā)形成的熱力學(xué)穩(wěn)定體系，制得的潤滑油體系更穩(wěn)定、均勻，方法較簡單易行；而加入表面活性劑對非油溶性添加劑改性后在潤滑基礎(chǔ)油中物理分散得到的體系是一種熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，經(jīng)一段時間后會自發(fā)分散，體系不穩(wěn)定；至于直接將非油溶性添加劑改性成為油溶性物質(zhì)的方法，涉及的化學(xué)反應(yīng)非常復(fù)雜，步驟繁瑣。所以本發(fā)明可適用于潤滑油中非油溶性添加劑的分散，可廣泛用于潤滑油的生產(chǎn)和研究領(lǐng)域。本發(fā)明的要點是，突破現(xiàn)有技術(shù)中潤滑油非油溶性添加劑的添加技術(shù)的慣常技術(shù)思路，利用微乳體系分散技術(shù)，將合成的各種非油溶性潤滑油添加劑反應(yīng)物均勻、穩(wěn)定地添加入潤滑基礎(chǔ)油中。l.制備微乳反應(yīng)體系，在反應(yīng)體系中加入潤滑基礎(chǔ)油，使之達(dá)到反應(yīng)系統(tǒng)總質(zhì)量的50%~90%,再分別加入表面活性劑，使之達(dá)到反應(yīng)系統(tǒng)總質(zhì)量的5%~20%;助表面活性劑，使之達(dá)到反應(yīng)系統(tǒng)總質(zhì)量的10%~20%;以及極性溶劑，使之達(dá)到反應(yīng)系統(tǒng)總質(zhì)量的10%~50%。2.表面活性劑，如陰離子表面活性劑，例如十二烷基二苯醚二磺酸鈉，十二烷基硫酸鈉；陽離子表面活性劑，例如溴化十六烷基三甲銨，氯化十四烷基二甲基芐銨及非離子表面活性劑，例如壬基酚聚氧乙烯(10)醚，月桂醇聚氧乙烯醚(3)，聚氧乙烯U0)山梨醇野脂肪酸酯，但不限于上述表面活性劑物質(zhì)，說明上述物質(zhì)；助表面活性劑，如各種中等碳鏈的醇，例如正丁醇，正戊醇，但不限于上述醇類物質(zhì)；極性溶劑，例如乙醇，二甲基甲酰胺，但不限于上述極性物質(zhì)。3.在溫度為7016(TC狀態(tài)下，恒溫加熱，機(jī)械攪拌，轉(zhuǎn)速為3008000rpm，回流，1~2小時，形成微乳體系。4.繼續(xù)恒溫加熱，溫度為70~16(TC，再加入生成非油溶性添加劑的反應(yīng)物A，機(jī)械攪拌，轉(zhuǎn)速為3008000rpm，回流0.5~2小時，將反應(yīng)物A增溶于W/0型的微乳液體系中；然后向體系中加入合成添加劑的反應(yīng)物B,繼續(xù)恒溫加熱，溫度為7025(TC,機(jī)械攪拌，轉(zhuǎn)速為300~8000rpm,回流0.52小時，B經(jīng)過擴(kuò)散和滲透通過表面活性劑膜，進(jìn)入微乳反應(yīng)器內(nèi)相；繼續(xù)恒溫加熱，溫度為70-160°C，機(jī)械攪拌，轉(zhuǎn)速為3008000rpm，回流0.5~2小時，A、B在"內(nèi)相，，中發(fā)生反應(yīng)得到潤滑油添加劑，并均勻分散于潤滑基礎(chǔ)油中?；蛘?，繼續(xù)恒溫加熱，溫度為70~160°C，機(jī)械攪拌，轉(zhuǎn)速為3008000rpm，回流O.5~2小時，分別將A、B兩種反應(yīng)物增溶于W/0型的具有相同內(nèi)外相比的微乳液體系中，將兩個微乳體系混合，繼續(xù)恒溫加熱，溫度為70~16(TC，機(jī)械攪拌，轉(zhuǎn)速為300~8000rpm，回流1-3小時，兩種微乳液液滴通過碰撞、融合、分離、重組并使產(chǎn)物成核、生長，最后得到潤滑油添加劑，并均勻分散于潤滑基礎(chǔ)油中。5.將上述物質(zhì)，在真空度為2kPa-20kPa的情況下，溫度為30~IO(TC，機(jī)械攪拌，轉(zhuǎn)速為300~8000rpm,或旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，減壓蒸發(fā)有機(jī)溶劑，保持0.52小時，直至體系中無有機(jī)溶劑蒸出，得到分散均句且穩(wěn)定的潤滑油體系。6.有機(jī)溶劑可重復(fù)使用。在本發(fā)明中，微乳反應(yīng)體系的制備是一重要的步驟，下面將微乳反應(yīng)體系的制備作詳細(xì)的說明。1.微乳區(qū)的測定根據(jù)微乳反應(yīng)器體系最佳增溶有機(jī)溶劑的原則選擇表面活性劑與助表面活性劑的用量比，制備成表面活性劑溶液。按表面活性劑溶液體積(Vs):潤滑基礎(chǔ)油體積(Vo)=1:9、2:8、3:7.......7:3、8:2、9:1取樣，分別混合搖勻。編號分別為1,2,3……9。在上述體系中，恒溫(溫度保持合成添加劑所需溫度時所需溫度)、攪拌，滴加極性物質(zhì)，分別將產(chǎn)生現(xiàn)象變化時極性相的臨界體積數(shù)(Vc)記入表1,(如體系由澄清變?yōu)榈{(lán)色乳光，由淡藍(lán)色乳光轉(zhuǎn)變?yōu)闇啙岬鹊?。依次將各樣品滴完。2.三元相圖繪制由表l中數(shù)據(jù)，計算上述各體系中潤滑基礎(chǔ)油、極性溶劑、表面活性劑溶液在臨界點的質(zhì)量分?jǐn)?shù)繪制出擬三元相圖，得到微乳形成區(qū)域。表l各類物質(zhì)的體積<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>圖l微乳體系擬三元相圖E，乙醇，0環(huán)氧菜籽油，S表面活性劑，AS助表面活性劑具體實施例方式實施例以下結(jié)合實施例對本
發(fā)明內(nèi)容作進(jìn)一步說明。所用潤滑基礎(chǔ)油為環(huán)氧菜籽油。制備微乳反應(yīng)器所使用的表面活性劑為壬基酚聚氧乙烯(10)醚(即TX-10)和失水山梨醇單油酸酯(即SP80),助表面活性劑為正丁醇，極性有機(jī)溶劑為乙醇。合成添加劑為乙二胺縮水楊醛西胡堿銅(n)絡(luò)合物，合成添加劑的反應(yīng)物為乙二胺、水楊醛及乙酸銅。分散方法過程a.微乳體系的制備，首先將壬基酚聚氧乙烯(10)醚、失水山梨醇單油酸酯與正丁醇按體積比l:4:5混合均勻制成表面活性劑與助表面活性劑混合物，然后將表面活性劑與助表面活性劑混合物與環(huán)氧菜籽油按體積比l:9，2:8,3:7,4:6,5:5,6:4,7:3，8:2,9:1分別混合，在78'C時恒溫分別滴加乙醇，將產(chǎn)生現(xiàn)象變化時乙醇的臨界體積數(shù)記錄下來，根據(jù)潤滑基礎(chǔ)油、極性溶劑、表面活性劑溶液在臨界點的質(zhì)量分?jǐn)?shù)繪制出擬三元相圖，如圖l,圖中曲線下的區(qū)域為微乳區(qū)。最后選擇微乳區(qū)內(nèi)的點配制微乳液，制成適合實驗的微乳反應(yīng)器。在本試驗中，所選擇微乳體系的配比為表面活性劑與助表面活性劑混合物、環(huán)氧菜籽油、乙醇按體積比為12:47:41，制成微乳反應(yīng)器。b.在微反應(yīng)器中合成乙二胺縮水楊醛西胡堿銅(n)絡(luò)合物潤滑油添加劑，首先將制成微乳液后放入油洛中78。C攪拌加熱，滴加水楊醛9.76克，乙二胺O.32克，恒溫78。C攪拌回流1小時，加入乙酸銅7.27克，攪拌，回流2小時，即得到乙二胺縮水楊醛Schiff堿銅(II)絡(luò)合物分散的潤滑油。c.將上述的潤滑油分散體系，進(jìn)行減壓，真空度為4.5KPa,升溫至4(TC，旋轉(zhuǎn)蒸餾，保持2小時，脫除乙醇，即得到分散均勻且穩(wěn)定的潤滑油體系。在本發(fā)明具體實施方式中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)所制備的添加劑的類型，調(diào)整微乳體系的制備工藝，使其達(dá)到更好的分散效果。上述例子僅用于闡述而非限制本發(fā)明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明技術(shù)構(gòu)思所做的改變或修飾，皆應(yīng)在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍內(nèi)。ii權(quán)利要求1.一種添加非油溶性潤滑油添加劑用的微乳體系分散技術(shù)，其特征在于制備微乳反應(yīng)器，并用以將合成的各種非油溶性潤滑油添加劑反應(yīng)物加入潤滑基礎(chǔ)油。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種添加非油溶性潤滑油添加劑用的微乳體系分散技術(shù)，其特征在于所用的表面活性劑包括陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑及非離子表面活性劑。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種添加非油溶性潤滑油添加劑用的微乳體系分散技術(shù)，其特征在于制備微乳反應(yīng)器使用的助表面活性劑包括各種中等碳鏈的醇。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種添加非油溶性潤滑油添加劑用的微乳體系分散技術(shù)，其特征在于所述潤滑基礎(chǔ)油為礦物油、植物油、改性植物油、合成油、微生物油脂或改性微生物油脂。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種添加非油溶性潤滑油添加劑用的微乳體系分散技術(shù)，其特征在于微乳體系制備中所用的外相材料為潤滑基礎(chǔ)油，包括礦物油、植物油、改性植物油、合成油、微生物油脂或改性微生物油脂。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種添加非油溶性潤滑油添加劑用的微乳體系分散技術(shù)，其特征在于微乳體系的制備中所用的內(nèi)相材料為各種極性溶劑。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種添加非油溶性潤滑油添加劑用的微乳體系分散技術(shù)，其特征在于所述利用微乳反應(yīng)器合成各種非油溶性潤滑油添加劑包括以下兩個過程中的至少一個直接加入法首先制備增溶合成添加劑的反應(yīng)物A的W/0型的微乳液體系，然后向其中加入合成添加劑的反應(yīng)物B,經(jīng)過擴(kuò)散和滲透通過表面活性劑膜，進(jìn)入微乳反應(yīng)器內(nèi)相。A、B在"內(nèi)相"中發(fā)生反應(yīng)得到潤滑油添加劑，并均勻分散于潤滑基礎(chǔ)油中；共混法混合含有相同內(nèi)外相比的兩種反相微乳液一種增溶合成添加劑的反應(yīng)物A，另一種增溶合成添加劑的反應(yīng)物B。兩種微乳液液滴通過碰撞、融合、分離、重組并使產(chǎn)物成核、生長，最后得到潤滑油添加劑，并均勻分散于潤滑基礎(chǔ)油中。全文摘要提出的一種添加非油溶性潤滑油添加劑用的微乳體系分散技術(shù)，其特征在于制備微乳反應(yīng)器，并用以將合成的各種非油溶性潤滑油添加劑反應(yīng)物加入潤滑基礎(chǔ)油。本方法適用性廣泛、綜合成本低廉，非油溶性潤滑油添加劑在潤滑油中分散均勻、穩(wěn)定性好。文檔編號B01F3/08GK101480584SQ200810237400公開日2009年7月15日申請日期2008年12月25日優(yōu)先權(quán)日2008年12月25日發(fā)明者曄劉,莉吳,韋一良,高新蕾申請人:武漢工業(yè)學(xué)院