CN104263464B

CN104263464B - 船用油乳化剂组合物及其用途

Info

Publication number: CN104263464B
Application number: CN201410496097.XA
Authority: CN
Inventors: 李少萍; 郑金花; 金球林; 王亚萍; 吴玉; 秦振清
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; East China University of Science and Technology
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; East China University of Science and Technology
Priority date: 2014-09-24
Filing date: 2014-09-24
Publication date: 2017-06-16
Anticipated expiration: 2034-09-24
Also published as: CN104263464A

Abstract

本发明涉及一种船用油乳化剂组合物及其用途，主要解决现有技术中用在艉轴的系统油遇水不能形成稳定乳化油的问题。本发明通过采用以重量份数计包括以下组份：a)0.1～80份酯类化合物；b)0.1～50份酚醚类化合物；c)0.1～50份脂肪醇；d)0.1～50聚合物；所述酯类化合物选自失水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯或聚乙二醇脂肪酸酯中的至少一种；所述酚醚类化合物选自TX系列或OP系列中的至少一种；所述脂肪醇选自甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇或异辛醇中的至少一种；所述聚合物选自聚乙二醇、聚异丁烯或乙丙共聚物中的至少一种的技术方案较好地解决了该问题，可用于船用油乳化剂组合物的工业生产中。

Description

船用油乳化剂组合物及其用途

技术领域

本发明涉及一种船用油乳化剂组合物及其用途。

背景技术

船舶艉轴的密封设计一直是个具有挑战性的课题，由艉轴密封设计的缺陷而带来的艉轴漏油或进水更是一个棘手的问题。船舶在实际营运中由于环境因素比较复杂，特别是恶劣气候条件下螺旋桨运行时不可避免产生较大振动或海损原因导致尾密封装置失效从而导致油的泄漏或是水的进入。艉轴进水时有发生，是一种常见的故障，如果油品含水过多，就会降低甚至失去润滑性能，从而导致机件的磨损和设备的腐蚀加剧。水分和磨损产生的金属微粒又加速了油品的氧化变质，使船用油使用寿命缩短。船舶的续航时间较长，一旦发生艉轴进水，除了进厂修理之外，船员往往束手无策。这是润滑尾轴尾管装置致命的缺点，给船运业造成了重大经济损失。

国内尚无专门的艉轴用油，一般以船用系统油来润滑和冷却艉轴。船用系统油(十字头发动机曲轴箱油)不与燃气接触主要用来润滑曲轴箱内有关的轴承和十字头滑块等，同时，系统油也是油冷式发动机活塞的冷却介质。由于系统油不是专门为艉轴而开发的，因此一旦与水接触并不会发生乳化，当海水进入艉轴时极易锈蚀艉轴相关部件，给行船安全带来危险。且艉轴油一旦泄漏便会漂浮在水上给环境造成污染，如果艉轴油具有乳化能力一旦泄漏就会与水发生乳化，那样就可以迅速被海水稀释掉，减少对环境的压力。

在国外，壳牌公司已经研发出了专门用于艉轴的润滑油，该公司声称此润滑油最大的特点是可以在水的进入不超过20％的情况下不影响润滑油的使用性能。嘉实多公司也开发出了此类产品，但并未对能增溶水的量进行说明，在其技术指标中指出，在23℃会析出12mL水，这12mL是在什么条件下，以及含水多少才会析出，嘉实多公司并未进行任何说明。

国内针对船用乳化润滑油开展的工作很少，比较相似的乳化沥青、乳化柴油的研究成果很多。例如文献CN201010227477.5公开了一种乳化沥青及其制备方法，采用阳离子和非离子表面活性剂复配乳化剂及助乳化剂的配方。文献CN1803993A公开的乳化柴油添加剂，将氢氧化钠作为乳液稳定剂。文献CN1766045A公开了一种乳化柴油的制备方法，利用微波、超声波和磁旋射及迷宫磁激化来加工乳化柴油。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中用在艉轴的系统油遇水不能形成稳定乳化油的问题，提供一种新的船用油乳化剂组合物。该组合物能使船用油遇水发生乳化，遇水形成的乳化油具有良好的稳定性，同时船用油的极压抗磨性和防锈性不会受到影响。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的船用油乳化剂组合物的用途。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种船用油乳化剂组合物，以重量份数计包括以下组份：

a)0.1～80份酯类化合物；

b)0.1～50份酚醚类化合物；

c)0.1～50份脂肪醇；

d)0.1～50聚合物；

所述酯类化合物选自失水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯或聚乙二醇脂肪酸酯中的至少一种；

所述酚醚类化合物选自TX系列或OP系列中的至少一种；

所述脂肪醇选自甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇或异辛醇中的至少一种；

所述聚合物选自聚乙二醇、聚异丁烯或乙丙共聚物中的至少一种。

上述技术方案中，优选地，以重量份数计，酯类化合物的用量为1～70份，酚醚类化合物的用量为0.5～45份，脂肪醇的用量为1～40份，聚合物的用量为1～45份。更优选地，酯类化合物的用量为5～60份，酚醚类化合物的用量为0.5～20份，脂肪醇的用量为5～20份，聚合物的用量为5～30份。

上述技术方案中，优选地，所述失水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯或聚乙二醇脂肪酸酯中，脂肪酸的碳数为8～18，聚氧乙烯分子个数为1～4个。更优选地，所述失水山梨醇脂肪酸酯选自Span-85、Span-80或Span-20中的至少一种；所述聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯选自Tween-85、Tween-80或Tween-20中的至少一种；所述聚乙二醇脂肪酸酯选自PEG200MO、PEG400MO或PEG400DO中的至少一种。

上述技术方案中，优选地，所述TX系列或OP系列中，烷基碳数为8～18个，聚氧乙烯分子数为1～10个。更优选地，所述TX系列选自曲拉通或TX-10中的至少一种；所述OP系列选自OP-4或OP-10中的至少一种。

上述技术方案中，优选地，所述脂肪醇选自正丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇或正辛醇中的至少一种。

上述技术方案中，优选地，所述聚乙二醇的分子量为200～2000，所述聚异丁烯的分子量为1000～5000，所述乙丙共聚物的分子量为1000～5000。更优选地，所述聚乙二醇选自PEG200、PEG400、PEG600或PEG1000中的至少一种；所述聚异丁烯选自JX6130或PB2400中的至少一种；所述乙丙共聚物选自LZ7067。

本发明中所述的TX系列、OP系列、Span和Tween、以及聚乙二醇脂肪酸酯都是乳化剂。其中，TX系列有TX-4，5，6，7，8，8.5，9，10，12，13，15-50等。OP系列有OP-4，7，9，10，13，15，20，30，40，50等。Span、Tween以及聚乙二醇脂肪酸酯系列为脂肪酸酯。其中，Span和Tween均为失水山梨醇脂肪酸酯。Span系列有S-20、S-40、S-60、S-80、S-65、S-85等。Tween系列有T-20、T-40、T-60、T-80等。聚乙二醇脂肪酸酯系列有聚乙二醇400单硬脂酸酯、聚乙二醇400双硬脂酸酯、聚乙二醇6000双硬脂酸酯、聚乙二醇200单月桂酸酯、聚乙二醇200双月桂酸酯、聚乙二醇400单月桂酸酯、聚乙二醇400双月桂酸酯、聚乙二醇400单油酸酯、聚乙二醇400双油酸酯、聚乙二醇600单油酸酯、聚乙二醇600双油酸酯、聚乙二醇4000单油酸酯、聚乙二醇6000单油酸酯。

本发明船用油乳化剂组合物的制备方法为：将a)、b)、c)、d)各组分在室温下搅拌20～30分钟，使其全部均匀溶解，便可得到清澈透明的船用油乳化剂组合物。

为解决上述技术问题之二，本发明采用的技术方案如下：所述船用油乳化剂组合物用于提高船用油的乳化性能。

上述技术方案中，所述船用油乳化剂组合物的组分，重量份数以及优选范围与解决技术为题之一所采取的技术方案相同。

本发明的船用油乳化剂组合物可用于低速十字头式船舶发动机曲轴箱系统润滑油，船舶艉轴润滑油。其使用方法如下：以1～5重量％的剂量加入船用油产品中，加热搅拌均匀即可使用。

本发明船用乳化油组合物，充分利用了各组分之间的协同作用，较好地提高了油品的乳化能力。本发明船用乳化油组合物添加于船用油产品中，可有效降低油品和水的表面张力，在油水界面上形成稳定的界面膜，提高油品的乳化性能；而且它与油品中其他的添加剂不发生相互排斥的作用，并有一定的协同作用，不会对油品的极压抗磨性和防锈性等使用性能产生影响。它能使船用油在增溶10～15重量％的水的情况下，仍具有良好的乳化稳定性、极压抗磨性和防锈性，取得了较好的技术效果。

下面通过实施例对本发明作进一步的阐述。

具体实施方式

【实施例1】

按照重量份数，分别称取19克S-85、11克T-85、2克OP-4,2克正丙醇、8克正辛醇、8克PB2400，2克PEG200，在室温20℃下，搅拌25min至完全均匀。

称取重量百分数2.5％的船用油乳化剂组合物加入船用油产品中，搅拌均匀，制得实验用油，备用。向制得的实验用油中加入10重量％的水，搅拌25min，采用静置法考察乳液的稳定性，将制得的乳液在室温下静置，记录随时间变化，水的析出量，相同时间内乳液中水析出越少，说明乳液越稳定。

用动态光散射仪NanoZS测定乳油中分散相的粒径。对于乳液而言，分散相的粒径越小则乳液越稳定，反之则越不稳定。本发明船用乳化剂组合物能使船用油遇水形成的分散相平均粒径为11nm，形成的乳液十分稳定，保存一个月不分层。

利用MS-800四球式试验机，按照GB/T 12583-1998分别测试不加水与加水的实验用油(水10％)在294N负荷、转速1450r/min下摩擦30min的磨斑直径，实验表明水的加入虽然在一定程度上影响了实验用油的极压抗磨性，但是这种影响并不是很大。用日本电子(JOEL)公司JSM-6360LV型扫描电镜(SEM)对不加水与加水的实验用油(水10％)进行磨斑分析。实验结果表明，实验用油加水前后的磨痕都较浅，表面都较光滑，水的加入没有恶化艉轴油的抗磨性。

按GB/T 11143-2008中的方法B对乳化后的实验用油(水10％)进行防锈性能考察：将300mL试样倒入烧杯，并将烧杯固定在60℃的油浴中，再将试验钢棒放入烧杯，使其下端离烧杯底13～15mm，加入30mL模拟海水，以1000r/min的速度对试样进行搅拌，连续搅拌24小时后，取出钢棒沥干并用石油醚洗涤，观察钢棒锈蚀情况。实验结果为钢棒无锈蚀无色变，防锈性能合格。

【实施例2～5】

按【实施例1】的各个步骤调制船用油乳化剂组合物及实验用油，只是改变各组份的用量和成份，其船用油乳化剂组合物组成见表1。

测试各实验用油的磨斑直径，液相锈蚀和铜片腐蚀，实验结果见表2，各实验用油粒径，静置稳定性实验结果见表3。

【比较例1～5】

测试各实验用油的磨斑直径，液相锈蚀和铜片腐蚀，实验结果见表2。各实验用油粒径，静置稳定性实验结果见表3。

表1

表2

表3

实施例	乳液平均粒径(nm)	乳液静置稳定性
			实施例1	12	室温静置一个月不分层
实施例2	11	室温静置一个月不分层
			实施例3	12	室温静置一个月不分层
实施例4	13	室温静置一个月不分层
			实施例5	11	室温静置一个月不分层
比较例1	90	室温静置20天分层
			比较例2	550	室温静置2天分层
比较例3	500	室温静置2天分层
			比较例4	124	室温静置15天分层
比较例5	400	室温静置7天分层

Claims

1.一种船用油乳化剂组合物用于低速十字头式船舶发动机曲轴箱系统润滑油，船舶艉轴润滑油的用途，所述船用油乳化剂组合物以重量份数计由以下组份组成：

a)0.1～80份酯类化合物；

b)0.1～50份酚醚类化合物；

c)0.1～50份脂肪醇；

d)0.1～50聚合物；

所述酚醚类化合物选自TX系列或OP系列中的至少一种；

2.根据权利要求1所述船用油乳化剂组合物用于低速十字头式船舶发动机曲轴箱系统润滑油，船舶艉轴润滑油的用途，其特征在于以重量份数计，酯类化合物的用量为1～70份，酚醚类化合物的用量为0.5～45份，脂肪醇的用量为1～40份，聚合物的用量为1～45份。

3.根据权利要求2所述船用油乳化剂组合物用于低速十字头式船舶发动机曲轴箱系统润滑油，船舶艉轴润滑油的用途，其特征在于以重量份数计，酯类化合物的用量为5～60份，酚醚类化合物的用量为0.5～20份，脂肪醇的用量为5～20份，聚合物的用量为5～30份。

4.根据权利要求1所述船用油乳化剂组合物用于低速十字头式船舶发动机曲轴箱系统润滑油，船舶艉轴润滑油的用途，其特征在于所述失水山梨醇脂肪酸酯选自Span-85、Span-80或Span-20中的至少一种；所述聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯选自Tween-85、Tween-80或Tween-20中的至少一种；所述聚乙二醇脂肪酸酯选自PEG200MO、PEG400MO或PEG400DO中的至少一种。

5.根据权利要求1所述船用油乳化剂组合物用于低速十字头式船舶发动机曲轴箱系统润滑油，船舶艉轴润滑油的用途，其特征在于所述TX系列选自曲拉通或TX-10中的至少一种；所述OP系列选自OP-4或OP-10中的至少一种。

6.根据权利要求1所述船用油乳化剂组合物用于低速十字头式船舶发动机曲轴箱系统润滑油，船舶艉轴润滑油的用途，其特征在于所述脂肪醇选自正丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇或正辛醇中的至少一种。

7.根据权利要求1所述船用油乳化剂组合物用于低速十字头式船舶发动机曲轴箱系统润滑油，船舶艉轴润滑油的用途，其特征在于所述聚乙二醇的分子量为200～2000，所述聚异丁烯的分子量为1000～5000，所述乙丙共聚物的分子量为1000～5000。