CN107523357B - 一种发汗及制备橡胶防护蜡的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发汗及制备橡胶防护蜡的方法。本发明方法在普通发汗工艺的基础上,将油溶性乳化剂和油溶性酸溶于发汗原料作为油相材料,将无机盐溶液作为水相材料,乳化后进行发汗,利用油溶性酸与无机盐反应生成的气泡和盐溶液排出后形成微小空间,形成排出油的通道以利于油的快速排出,同时在发汗过程中利用气流通过蜡层以强制分离蜡和油,从而快速有效地去除了石蜡中对橡胶防护蜡的非适宜的组分,再经调配生产橡胶防护蜡产品。本发明的方法装置投资低、生产过程简单且操作费用低、无溶剂污染环境、产品可对橡胶及其制品起到长期有效的防护作用等优点。
Description
技术领域
本发明属于专用蜡生产技术领域,特别是涉及一种发汗及制备橡胶防护蜡的方法。
背景技术
一些橡胶中存在不饱和双键可使橡胶处于高弹性状态,但其化学活性又使橡胶制品在加工、贮存和使用过程中在空气中的氧、臭氧等化学物质以及光、热、辐射、机械力等因素作用下产生双键断裂或交联,使橡胶制品出现表面龟裂、泛白、机械性能下降等现象,这些现象统称为“老化”,其中臭氧是引起橡胶老化的主要因素。橡胶制品,如轮胎,在动态使用过程中会加速老化过程。随着老化过程的进展,橡胶及其制品的性能会逐渐降低以致完全失去使用价值。
为了延长橡胶及其制品的贮存期和使用寿命,需要在橡胶中加入一些能抑制老化进程的物质,这些物质称为防老剂。橡胶防老剂分为化学防老剂和物理防老剂,两者配合使用可以达到最佳的抗臭氧效果,且物理防老剂可减少化学防老剂的使用量,降低橡胶制品的生产成本。橡胶防护蜡是橡胶用物理防老剂,目前通常以石蜡、微晶蜡等石油蜡为主要成分调配制成。
石油蜡是原油经过炼制加工后从含蜡馏分油中制得的各类蜡产品的总称,包括液体石蜡、皂用蜡、石蜡和微晶蜡。石蜡是原油中润滑油馏分经脱蜡、脱油、精制和成型等步骤生产的,一般含有C18~C50的正构烷烃、异构烷烃和极少量的环烷烃等组分,通常熔点为50℃~74℃,固态下呈粗大的片状结晶结构。微晶蜡是减压渣油经丙烷等溶剂脱沥青后再经脱蜡、脱油、精制和成型等步骤生产的,一般由C30~C60的异构烷烃、环烷烃和少量正构烷烃、芳香烃组成,通常滴熔点为65℃~92℃,固态下具有比石蜡更细小的针状结晶结构。
橡胶防护蜡在橡胶中有一定的溶解度,其溶解度的大小与烷烃的种类和温度有关。橡胶防护蜡在橡胶加工过程中与其它助剂一同加入,在较高温度(如硫化温度)下橡胶防护蜡中的各种烷烃完全溶解在胶料中;而在较低温度(如常温)下烷烃在橡胶中的含量大于其在该温度下的溶解极限而呈过饱和状态,此时由于橡胶表面蜡的浓度较低,橡胶防护蜡中的正构烷烃和异构烷烃会慢慢地向橡胶表面迁移,逐渐形成一层防护膜(喷霜),隔绝臭氧对橡胶碳碳双键的侵袭,从而起到防老化的作用。
橡胶防护蜡对臭氧的防护作用与橡胶的品种和防护膜的形成速度及质量有关。防护膜的形成速度和质量受多种因素的影响,如橡胶制品的填充剂和软化剂、使用温度、橡胶防护蜡的化学组成(主要包括石油蜡的碳数分布和特定碳数的正构烷烃与异构烷烃的含量)等。橡胶制品生产商会根据产品中橡胶原料的品种、填充剂和软化剂的品种及比例、产品使用的环境温度等因素提出对橡胶防护蜡化学组成的技术要求。
一些专利对橡胶防护蜡的化学组成提出具体的要求,如U.S.P.4877456提出用于橡胶制品的防护蜡中C21~C26、C36~C51范围内的正构烷烃的含量都应达到20%~45%,同时正构烷烃的总含量至少应达到75%;U.S.P.5296129强调C22~C44的正构烷烃的含量,同时建议C30~C60的异构烷烃含量应该占烷烃总量的16%~30%。
单一牌号的石油蜡不能满足橡胶防护蜡对化学组成的技术要求,所以生产橡胶防护蜡时通常需要利用不同厂家、不同牌号的石油蜡进行调配,如CN01106005.0(橡胶防护蜡)、CN200410080803.9(橡胶防护蜡)、CN200910056973.6(一种新型橡胶防护蜡)、CN201310205094.1(一种橡胶防护蜡及其制备方法)等专利,都是采用石蜡和微晶蜡等石油蜡为主要成份,并添加少量改性添加剂(聚乙烯蜡、乙烯-醋酸乙烯共聚物及抗氧剂等)。由于石油蜡的化学组成受原油的性质、馏分范围、脱蜡和脱油等生产过程的技术参数等多种因素的影响,石油蜡的化学组成经常会出现较大的波动,所以生产橡胶防护蜡时需要根据原料石油蜡性质的变化不断调整配方,这对原料采购和配方的确定带来诸多麻烦。同时普通石油蜡中含有部分橡胶防护蜡的非适宜组分,这缩短了橡胶防护蜡对橡胶及其制品的防护时间。
在石油蜡生产工艺方面,常用的分离加工手段主要有蒸馏、溶剂脱油、发汗脱油等。
蒸馏是利用不同烃类的沸点不同达到分离提纯的目的,减小蒸馏的沸程可以有效降低产物碳分布的宽度,但对正构烷烃与异构烷烃的比例影响不大,同时由于蒸馏过程需要将石油蜡加热到沸点以上,消耗大量的能量。
溶剂脱油方法是利用正构烷烃与异构烷烃在溶剂中的溶解度不同达到分离提纯的目的,可以有效提高产物中的正构烷烃含量,但对碳分布的宽窄影响不大,同时溶剂脱油生产设备投资大;生产过程中需要大量使用溶剂,回收溶剂需要消耗大量的能量;溶剂中含有苯系物,会对环境造成影响;溶剂易燃,容易造成生产事故。
发汗脱油方法是利用不同烃类组分熔点不同的性质进行分离提纯的。石油蜡中各种组分的分子量和结构的不同都会使其熔点不同。同为正构烷烃时,分子量较大的正构烷烃的熔点较高,而分子量较小的正构烷烃的熔点较低;分子量相同时,异构烷烃和环烷烃的熔点要低于正构烷烃,且异构程度越高熔点就越低。所以发汗脱油既能降低产物碳分布的宽度又能改变正构烷烃含量。
与蒸馏分离方法相比,由于各种烃类的熔点温度远低于沸点温度,所以发汗分离过程的能耗远低于蒸馏分离;与溶剂分离方法相比,发汗分离过程不使用溶剂,所以发汗分离过程安全、节能且对环境无影响。而且发汗法能在产物碳分布的宽度和正构烷烃含量两方面改变化学组成,所以发汗脱油分离过程在生产过程和调节正构烷烃和异构烷烃的比例两方面都有优势。
普通的发汗脱油工艺主要包括以下步骤:(1)准备工作:垫水(用水充满发汗装置皿板下部空间)后装料(原料加热至熔点以上呈液态时装入发汗装置);(2)结晶:将原料以不大于4℃/h的降温速率缓慢冷却到其熔点以下10℃~20℃。在冷却过程中,各种组分按熔点由高到低的顺序依次结晶形成固体;(3)发汗:当蜡层温度达到预设的降温终止温度之后,放掉垫水;再将原料缓慢地加热到预设的发汗终止温度。在发汗过程中,各种组分按熔点由低到高的顺序先后熔化成液态并流出(蜡下),最后得到的蜡层剩余物(蜡上)就是高熔点、低含油的蜡;(4)精制:收集粗产品(发汗过程结束后继续升高温度,以熔化取出蜡上,即为粗产品),经白土精制(将粗产品熔化后升温至预定温度,加入白土并恒温搅拌至预定时间后过滤)后,再成型、包装即为目的产品。
对普通发汗脱油工艺,在发汗过程中蜡和油两类组分虽然分别处于固体和液体状态,但是也很难完全分离。为使最终产品的含油量符合要求,通常采用延长发汗时间(降低升温速度)并提高发汗终止温度的方法。延长发汗时间会导致生产周期长;提高发汗终止温度会导致产品收率下降。普通发汗工艺可以生产熔点在40℃~60℃的固态下具有粗大片状结晶结构的皂用蜡和低熔点石蜡,而对生产熔点在62℃以上的高熔点石蜡则非常困难。
与溶剂脱油相比,发汗脱油工艺是间歇操作,且产品收率较低、生产周期较长,但是发汗脱油工艺具有投资少、生产过程简单、操作费用低等优点,目前仍有部分厂家在使用该方法生产皂用蜡等产品。
多年来,发汗方法在生产设备和工艺方面得到了一些发展,如CN89214332(立式方形多段隔板发汗罐)、CN94223980.6(皿式发汗装置)、CN98233254.8(石蜡发汗罐)、CN200920033500.X(新型石蜡发汗罐)、CN201210508905.0(一种高效石蜡发汗装置)、CN201320127680.4(管式石蜡脱油装置)等,在发汗脱油生产设备上作了改进;CN91206202(一种高效石蜡发汗罐)在发汗脱油工艺上作了改进。但这些方法仍存在着产品收率较低、生产周期较长等缺点。
发汗脱油工艺是目前已知用于工业规模生产石油蜡产品的唯一无溶剂脱油方法,在提倡绿色环保、低碳节能的今天日益受到人们的关注。同时,提高橡胶防护蜡中的有效成份,有效延长其对橡胶及其制品的防护时间也是迫切需要解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种发汗及制备橡胶防护蜡的方法。具体地说是以石蜡为原料,经发汗去除石蜡中对橡胶防护蜡的非适宜组分,再经调配后生产橡胶防护蜡产品。所述的发汗是在普通发汗工艺的基础上,优选将油溶性乳化剂和油溶性酸溶于发汗原料作为油相材料,将无机盐溶液作为水相材料,乳化后进行发汗,利用油溶性酸与无机盐反应生成的气泡和盐溶液排出后形成微小空间,有利于发汗阶段液态油的排出,同时在发汗过程中利用气流通过蜡层以强制分离蜡和油,增强了分离效果并加快了分离速度;并增加结晶和发汗过程的恒温阶段,使发汗这种无溶剂分离方法可以有效去除石蜡中对橡胶防护蜡的非适宜组分。本发明方法具有生产设备投资低、生产过程简单且操作费用低、安全、节能且无溶剂污染等优点。
本发明的一种发汗及制备橡胶防护蜡的方法,包括以下内容:
(一)低熔点组分制备,包括A:乳化、B:发汗
A:乳化
(A1)油相材料制备:以熔点为52℃~62℃、含油量不大于2.0质量%的低熔点石蜡为发汗原料,加热熔化后加入油溶性乳化剂和油溶性酸,搅拌均匀,形成油相材料;
(A2)水相材料制备:将无机盐溶于水,经过或不经加热,形成水相材料;
(A3)乳化液制备:将(A2)得到的水相材料在搅拌条件下加入(A1)得到的油相材料中,继续搅拌5~60分钟,以形成乳化液;
B:发汗
(B1)准备工作:将(A3)过程制备的乳化液装入发汗装置;
(B2)结晶:先以2.0℃/h~30.0℃/h的速率将乳化液冷却至低熔点石蜡熔点+2℃~熔点+15℃,再以1.0℃/h~4.0℃/h的速率降温至低熔点石蜡熔点以下5℃~20℃的预定温度;
(B3)发汗:以0.5℃/h~3.0℃/h的速率升温,预定温度并恒温一段时间后停止发汗;在发汗过程中强制气流通过蜡层;
(B4)精制:蜡上经精制后即为低熔点组分;
(二)高熔点组分制备,包括C:乳化、D:发汗
C:乳化
(C1)油相材料制备:以熔点为62℃~74℃、含油量不大于2.0质量%的高熔点石蜡为发汗原料,加热熔化后加入油溶性乳化剂和油溶性酸,搅拌均匀,形成油相材料;
(C2)水相材料制备:将无机盐溶于水,经过或不经加热,形成水相材料;
(C3)乳化液制备:将(C2)得到的水相材料在搅拌条件下加入(C1)得到的油相材料中,继续搅拌5~60分钟,以形成乳化液;
D:发汗
(D1)准备工作:将(C3)过程制备的乳化液装入发汗装置;
(D2)结晶:先以2.0℃/h~30.0℃/h的速率将乳化液冷却至高熔点石蜡熔点+4℃~熔点+15℃,再以0.5℃/h~2.0℃/h的速率降温至高熔点石蜡熔点-1℃~熔点+4℃范围内并恒温一段时间;再以1.0℃/h~3.0℃/h的速率降温至高熔点石蜡熔点以下5℃~20℃的预定温度;
(D3)发汗:以1.0℃/h~3.0℃/h的速率升温至第一个预定温度并恒温一段时间;再以0.5℃/h~2.5℃/h的速率升温至第二个预定温度并恒温一段时间后停止发汗;在发汗过程中强制气流通过蜡层;
(D4)精制:目的组分经精制后即为高熔点组分;
(三)调配:将低熔点组分与高熔点组分,按比例加热熔融并混合均匀,即为橡胶防护蜡产品。
本发明的方法中,所述原料石蜡是普通市售商品,其含油量(以质量计)一般小于2.0%,其中低熔点石蜡的熔点范围一般为52℃~<62℃(即大于等于52℃,小于62℃),高熔点石蜡的熔点范围一般为62℃~74℃。
本发明的方法中,将发汗原料在油溶性乳化剂和油溶性酸存在下与水相材料乳化后进行发汗。步骤(A1)和(C1)所述的油溶性乳化剂选自非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、两性型表面活性剂中的一种或几种。油溶性乳化剂的HLB值为1~10,优选为3~8;所述表面活性剂的凝固点或熔点低于步骤(B3)发汗的最高温度(即所述的预定温度)。所述的油溶性乳化剂优选为两种以上的表面活性剂构成的复合乳化剂。
其中,所述的非离子型表面活性剂选自失水山梨醇单油酸酯、失水山梨醇单硬脂酸酯、二乙二醇脂肪酸酯、二乙二醇单月桂酸酯、失水山梨醇单棕榈酸酯、四乙二醇单硬脂酸酯、聚氧丙烯硬脂酸酯、失水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯构成的一组物质;阴离子型表面活性剂选自脂肪醇硫酸酯单乙醇胺盐、烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、油酰胺基羧酸钠、烷基苯磺酸钠、N-甲基油酰基牛磺酸钠、丁基萘磺酸钠、琥珀酸酯磺酸钠、顺丁二酸单酯磺酸钠构成的一组物质。所述的阳离子型表面活性剂选自苄基季铵盐、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、三乙酰胺油酸酯构成的一组物质;两性型表面活性剂选自十二烷基甜菜碱、十二烷基二甲基氧化铵、脂肪烃基咪唑啉衍生物、烷基咪唑啉衍生物、脂肪酸衍生物、两性型改性环氧乙烷加成物构成的一组物质。
本发明的方法中,步骤(A1)和(C1)所述的油溶性酸是可溶于发汗原料并能与步骤(A2)和(C2)所述的无机盐反应生成气体的有机酸,选自正酉酸、正癸酸、正十一酸、月桂酸、正十三酸、肉豆蔻酸、正十五酸、棕榈酸、珠光脂酸、硬脂酸、正十九酸、花生酸、正二十一酸、山嵛酸、正二十三酸、木蜡酸、正二十五酸、蜡酸、正二十七酸、褐煤酸、正二十九酸、蜂花酸、正三十一酸、虫漆蜡酸、叶虱酸、亚油酸、棕榈油酸、油酸、芥酸、鲨油酸构成的一组物质。优选为无特殊气味、无毒害性、易得且价格低、熔点低于步骤(B3)发汗升温最高温度的有机酸,选自亚油酸、棕榈油酸、油酸、芥酸、鲨油酸、正癸酸、正十一酸、月桂酸、正十三酸构成的一组物质。
本发明的方法中,步骤(A2)和(C2)所述的无机盐是可以与步骤(A1)和(C1)所述的油溶性酸反应生成气体的水溶性无机盐,选自碳酸盐、碳酸氢盐、亚硫酸盐、亚硫酸氢盐中的一种或几种,优选为价格低廉、来源广泛、自身及反应产物无毒、无刺激性气味的碳酸钠、碳酸钾等碳酸盐中的一种及其混合物和/或碳酸氢钠、碳酸氢钾等碳酸氢盐的中的一种及其混合物所构成的一组物质。所述的无机盐水溶液的浓度(质量%,下同)为0.1%~10.0%,优选0.5%~5.0%。
本发明的方法中,步骤(A3)和(C3)所得到乳化液的组成为:发汗原料55.0%~90.0%,水相材料9.8%~29.0%,油溶性乳化剂0.1%~6.0%,油溶性酸0.1%~10.0%。优选乳化液的组成为:发汗原料66.0%~83.0%,水相材料15.0%~25.0%,油溶性乳化剂1.8%~4.0%,油溶性酸0.2%~5.0%。
本发明中,所述的乳化采用本领域的常规技术。步骤(A3)所述乳化的条件为:在65℃~90℃下,以50~5000转/分钟的搅拌速度混合5~60 分钟;优选为在70℃~85℃下,以100~1000转/分钟的搅拌速度混合10~30分钟。步骤(C3)所述乳化的条件为:在75℃~98℃下,以50~5000转/分钟的搅拌速度混合5~60 分钟;优选为在80℃~95℃下,以100~1000转/分钟的搅拌速度混合10~30分钟。
本发明的方法中,步骤(B2)过程中优选先以5.0℃/h~25.0℃/h的速率冷却至低熔点石蜡熔点+3℃~熔点+8℃范围内,再以1.5℃/h~3.5℃/h的速率冷却至低熔点石蜡熔点以下8℃~15℃的预定温度。步骤(D2)过程中优选先以5.0℃/h~25.0℃/h的速率冷却至高熔点石蜡熔点+4℃~熔点+10℃范围内,再以0.5℃/h~1.5℃/h的速率冷却至恒温温度,恒温后再以1.0℃/h~2.5℃/h的速率冷却至高熔点石蜡熔点以下8℃~15℃的预定温度。
本发明的方法中,步骤(D2)所述的恒温阶段的温度优选为高熔点石蜡熔点~熔点+3℃;所述恒温阶段的时间为0.1~6.0小时,优选为0.5~5.0小时,更优选为1.0~4.0小时。
本发明的方法中,所述的发汗装置优选发汗皿,并在蜡层以上增加加压装置和/或在蜡层以下增加真空装置,使蜡层上下形成压力差。步骤(B3)和(D3)所述的强制气流通过蜡层采用在蜡层上方增加压力(气压)和/或在蜡层下方降低压力(气压),使蜡层上、下方(侧)形成压力差实现。所述的压力差一般为0.1~5.0个大气压,优选为0.2~2.0个大气压,以强制气流通过蜡层。
本发明的方法中,步骤(B3)中所述升温的速率优选为1.0℃/h~2.5℃/h,升温的预定温度(即终止温度)为目的低熔点组分熔点-10℃~目的低熔点组分熔点-2℃。步骤(D3)中所述升温的速率,在第一个预定温度之前为1.5℃/h~2.5℃/h,在第一个预定温度之后为1.0℃/h~2.0℃/h;所述升温的第一个预定温度为目的高熔点组分熔点-5℃~目的高熔点组分熔点,第二个预定温度为目的高熔点组分熔点~目的高熔点组分熔点+5℃。
本发明的方法中,步骤(B3)和(D3)升温至预定温度后,增加恒温阶段可以使蜡与油分离更充分,恒温阶段的时间为0.1~10.0小时,优选为1.0~8.0小时,最优选为2.0~5.0小时。
本发明的方法中,所述蜡层的升温速度和降温速度,可以通过空气浴、水浴、油浴或者其他可行的方式进行控制,优选采用水浴或油浴。采用水浴或油浴方式控制蜡层升温速率和降温速率时,可在发汗皿外增加夹套,夹套与可移动盘管及循环系统相连,循环系统具有程序降温/加热功能,循环系统加入水或导热油等物质作为循环介质;装料后将盘管浸没并固定在蜡层中,可使蜡层升/降温过程更快、蜡层温度更均匀。
本发明的方法中,步骤(B3)和(D3)中所述的强制气流通过蜡层可以在发汗过程任意阶段实施,优选在发汗初期实施。
本发明的方法中,步骤(B3)和(D3)中所述的强制气流通过蜡层是采用在蜡层上方增加气压实现的,如可在蜡层上方施加0.2~2.0个大气压的表压压力,而蜡层下方保持为常压。
本发明的方法中,步骤(B3)和(D3)中所述的强制气流通过蜡层是采用在蜡层下方降低气压实现的,如可在蜡层上方保持常压,而在蜡层下方维持-0.2~-0.8个大气压的表压压力。
本发明的方法中,步骤(D4)所述的目的组分是指二蜡下,即步骤(D3)发汗过程中第一次恒温结束到第二次恒温结束过程中收集的蜡下产物。
本发明的方法中,所述橡胶防护蜡的组成以质量计包括:低熔点组分20.0%~50.0%,高熔点组分50.0%~80.0%。所述的调配是将两次发汗并精制后所得低熔点组分与高熔点组分,按照上述比例,优选按照防护蜡中低熔点组分25.0%~40.0%,高熔点组分60.0%~75.0%的含量比例,加热熔融并混合均匀,成型后即为橡胶防护蜡产品。
橡胶防护蜡的作用是在橡胶表面形成防护膜以起到隔绝臭氧的作用。研究表明臭氧对橡胶的老化作用主要是在0~50℃之间发生的。当温度低于0℃时,由于臭氧的活化分子少,不能发生化学反应,即橡胶不会因臭氧的作用而产生老化现象;使用温度在50℃以上时, 臭氧会分解成氧气, 因而橡胶也不会因臭氧产生老化现象。
橡胶防护蜡中各种组分只有在特定温度下在橡胶内超过溶解极限的部分才能迁移到橡胶制品表面以形成蜡膜从而起到防护作用。橡胶防护蜡在0~50℃之间对橡胶的防护作用与防护膜的形成速度和质量有关,能够快速形成适宜厚度的、致密的、能很好附着在橡胶表面的防护膜才能有效起到对橡胶的防护作用。防护膜的形成速度和质量受多种因素的影响,其中最重要的因素是橡胶防护蜡的化学组成。同时,橡胶防护蜡在橡胶中的添加量受到限制,这是因为橡胶防护蜡与橡胶互容性差,过量时会在橡胶制品内产生局部应力,从而降低橡胶的动态屈挠性能,所以当橡胶防护蜡中含有不能在0~50℃之间形成防护膜的非适宜组分时,就会影响橡胶防护蜡起到有效防护作用的时间。
橡胶防护蜡在橡胶表面形成防护膜的速度与烷烃向橡胶表面迁移的速度有关,而迁移速度受烷烃的结构、分子量以及温度等多种因素的影响。研究表明分子量相同时正构烷烃在橡胶中的迁移速度相对较快,异构烷烃迁移速度较慢,而支化程度更高的烷烃(即所谓的“油”)、环烷烃以及芳香烃在橡胶中的迁移速度非常慢,对成膜基本不起作用;温度对烷烃在橡胶内的溶解度和迁移速度都有影响,一般而言,温度升高会使烷烃在橡胶内的溶解度增加,并使烷烃在橡胶内的迁移速度提高,且不同碳原子数的烷烃的迁移速度在特定温度下会达到最大值。研究表明0℃时C23~C24的迁移速度最大,而在50℃时C38~C39的迁移速度最大。因此温度对烷烃在橡胶表面形成防护膜的速度的影响是对溶解度和迁移速度影响的综合结果:在低温时,橡胶防护蜡的每一种组分的迁移率均较低,此时形成防护膜主要依靠较低碳原子数的烷烃;在较高温度时,由于溶解度增加使橡胶表面的低碳原子数烷烃重新溶解于橡胶中,此时形成防护膜主要依靠较高碳原子数的烷烃。由于对橡胶起保护作用的烷烃分子必须存在于橡胶的表面而不是在橡胶的内部,也就是说在一定温度下,特定碳数的烷烃对橡胶起到很好的防护作用,而在另一温度下则不起防护作用。由于温度升高会使烷烃的溶解度增加,为形成有效防护膜,需要添加更多的高温下起防护作用的烷烃,即橡胶防护蜡中较高碳数烷烃的含量要高于较低碳数烷烃的含量。
橡胶防护蜡在橡胶表面形成的防护膜必须是致密的且能很好附着在橡胶表面的蜡膜,这样才能长期有效地对橡胶起到防护作用。正构烷烃在橡胶中迁移速度较快,可以在橡胶表面形成粗大的结晶且与橡胶的附着力较小。这种粗大的结晶使晶体之间具有孔隙,不能有效阻止臭氧的透过,同时由于与橡胶的附着力较小,容易呈片状从橡胶表面脱落,因此对橡胶的防护作用较差。而异构烷烃分子结构中含有支链,在橡胶中溶解度较小,其迁移速度相对正构烷烃缓慢,但在橡胶表面结晶或与正构烷烃共同结晶时形成的结晶细小,可使防护膜致密且附着性好,能有效地阻止臭氧渗透,达到良好防护的目的。因此橡胶防护蜡的化学组成中要求含有一定量的异构烷烃。
由上述分析可知,为使橡胶防护蜡能够长期有效地对橡胶起到防护作用,就应该在0~50℃之间能够快速形成适宜厚度的、致密的、能很好附着在橡胶表面的防护膜,这就要求其化学组成中碳数分布集中在C23~C39之间,并含有一定数量的异构烷烃,且“油”、环烷烃以及芳香烃的含量要很低。
研究表明,目前市售商品石蜡和微晶蜡通常含有20个碳数以上的烷烃,即一定含有C23以下和/或C39以上的橡胶防护蜡非适宜的组分,同时还含有一定数量的“油”。尤其是微晶蜡中含有大量C39以上的烷烃、环烷烃以及芳香烃等橡胶防护蜡的非适宜组分,不适宜直接用作生产橡胶防护蜡的原料,即使用作发汗原料以生产橡胶防护蜡也是不适宜的。而石蜡以正构烷烃和异构烷烃为主,只需要降低“油”含量并使碳数分布集中在C23~C39之间,就可用于生产橡胶防护蜡。
发汗脱油方法是利用蜡和油熔点不同的性质进行分离以生产石油蜡的,这种方法即能降低碳数分布的宽度又能调整正构烷烃与异构烷烃的比例,因此是调节石蜡化学组成的有效方法,但是在普通发汗过程中,蜡层中固态的蜡和液态的油很难完全分离,这是由于蜡和油两种组分都是非极性的烃类分子,分子间作用力较大;同时固态的蜡结晶形成毛细管结构,对油有较强的吸附作用,这就造成仅靠重力自然分离的普通发汗过程中蜡和油难以完全分离。通常采用延长发汗时间、提高发汗终止温度等方法使最终产品的含油量符合要求,但是这又会导致生产周期长、蜡产品收率低,而且在对熔点在62℃以上的高熔点石蜡即使采用延长发汗时间、提高发汗终止温度等方法对降低碳数分布的宽度及调整正构烷烃与异构烷烃的比例也几乎是无效的。
本发明通过对橡胶防护蜡对橡胶及其制品的防护作用原理的深入研究,针对环烷烃和芳香烃等橡胶防护蜡的非适宜组分主要存在于微晶蜡的情况,采用石蜡为原料以有效降低环烷烃和芳香烃的含量;并采用发汗方法去除普通商品石蜡中的“油”及C23以下和C39以上的烷烃等橡胶防护蜡的非适宜组分,这样提高了橡胶防护蜡中的适宜组分的含量,因此有效延长了橡胶防护蜡的防护时间;同时采用发汗方法调节正构烷烃与异构烷烃的比例,再经调配以调节产品的碳数分布,从而使橡胶防护蜡产品具有适宜的化学组成,因此可以对橡胶及其制品具有极佳的防护作用。
本发明通过对普通发汗过程的深入研究,针对蜡和油难以完全分离原因,在发汗过程中采用气流通过蜡层携带出液态油的方法强制蜡和油的分离,增强了分离效果并加快了分离速度。同时还优选将发汗原料混入油溶性酸和油溶性乳化剂再与无机盐的水溶液制成W/O型乳化液后进行发汗,由于乳化液中无机盐溶液以微小粒子形态均匀分布在原料蜡层中,所选用的油溶性酸的酸性较弱且与无机盐分别处于油相和水相中,生成气体的反应以较慢的速度进行;发汗原料降温至熔点以下后到发汗过程终止的时间里蜡层处于较软的固体状态,此过程中油溶性酸与无机盐逐渐发生化学反应而释放出气体,在原料蜡层中形成均匀分布的微小气泡;在发汗过程中利用气流通过蜡层,一方面可携带出无机盐溶液以在蜡层内形成微小空间,这些微小空间和气泡产生的空间在发汗过程中易于在蜡层中形成若干细小的通道,有利于发汗过程中液态油的排出;另一方面强制分离蜡与油,从而增强了分离效果并加快了分离速度。所选油溶性酸和表面活性剂的熔点低于发汗过程的最高温度,且都属极性分子,与发汗原料的相溶性较差,能在发汗过程中随油一起排出。针对高熔点石蜡比低熔点石蜡发汗分离更困难是由于高熔点石蜡结晶更细小造成的,对高熔点石蜡采用在结晶过程中增加高温恒温阶段以使结晶更大,有利于发汗过程中油的排出。针对石油蜡结晶过程的研究表明,石油蜡的化学组成是决定结晶形态的最主要因素,同时冷却过程的条件也会影响结晶形态,尤其是在熔点附近的温度下的冷却条件对结晶形态的影响最明显。石油蜡在冷却到熔点附近时,较大分子量的正构烷烃已形成结晶析出,这部分结晶体可以作为后续形成结晶的晶核,此时增加高温恒温阶段,可以使晶核能够充分增长,形成更大尺寸的晶体,这种更大尺寸的晶体虽然不如低熔点石蜡的结晶那样粗大,但这种增大的晶体结构对发汗阶段排出油也是十分有利的。再辅以发汗过程的恒温阶段使蜡与油分离更充分等方法,有效地去除了原料蜡中的橡胶防护蜡的非适宜组分。
本发明的优点是:通过在发汗过程中采用气流通过蜡层携带出液态油的方法强制蜡和油的分离,增强了分离效果并加快了分离速度;同时利用油溶性酸与无机盐反应产生微小气泡形成的空间和无机盐水溶液排出后产生微小空间形成若干细小的通道,也有利于油的快速排出;并增加发汗过程的恒温阶段以及针对高熔点石蜡增加结晶过程的恒温阶段,有效去除了石蜡中橡胶防护蜡的非适宜的组分,再经调配制备的橡胶防护蜡产品,具有适宜的化学组成,同时有效提高了橡胶防护蜡适宜组分的含量,即延长了橡胶的使用寿命。本发明的方法具有装置投资低、生产过程简单且操作费用低、无溶剂污染环境、产品可对橡胶及其制品起到长期有效的防护作用等优点。
具体实施方式
发汗皿上部连接可拆卸的密封装置并与加压缓冲罐和压缩机连接,和/或在发汗皿下部连接减压缓冲罐和真空泵;发汗原料加热熔化并优选加入油溶性酸和乳化剂,与无机盐溶液乳化后装入发汗皿;以水浴控制蜡层升、降温速度;低熔点石蜡的乳化液经结晶、升温—恒温发汗过程制备低熔点组分,高熔点石蜡的乳化液经降温—恒温—降温结晶、升温—恒温—升温—恒温发汗过程制备高熔点组分;在发汗过程中,启动压缩机以在蜡层以上形成正压,和/或启动真空泵以在蜡层以下形成负压,用以强制气流通过蜡层;制备的所需组分经白土精制、调配后即为目的产品橡胶防护蜡。通过这些手段可提高橡胶防护蜡产品的有效含量并使产品具有适宜的化学组成。
以下通过实施例1-2具体说明本发明的发汗及制备橡胶防护蜡的方法。如无特别注明,以下涉及%均为质量百分数,所述压力均为表压。
实施例1
本实施例包括:(一)低熔点组分制备、(二)高熔点组分制备和(三)调配三部分。
(一)低熔点组分制备,包括A:乳化、B:发汗。
A:乳化:包括(A1)油相材料制备、(A2)水相材料制备、(A3)乳化液制备三个步骤。
(A1)油相材料制备
取52#半炼蜡(中国石油大庆石化,熔点52.8℃、含油量1.36%、异构烷烃含量15.37%、C23以下含量9.75%、C39以上含量0)77.0Kg,加热至75℃熔化后加入1.5Kg失水山梨醇单油酸酯、0.7Kg二乙二醇单月桂酸酯、0.2Kg顺丁二酸单酯磺酸钠和1.8Kg的亚油酸,搅拌均匀。
(A2)水相材料制备:配制浓度为3.5%的KHCO3溶液,取18.8Kg并加热至80℃。
(A3)乳化液制备:以750转/分钟的速度搅拌(A1)过程制备的油相材料,并将(A2)过程制备的水相材料加入到油相材料中,继续搅拌15min,形成油包水型乳化液。
B:发汗:包括(B1)准备工作、(B2)结晶、(B3)升温—恒温发汗、(B4)精制四个步骤。
(B1)准备工作
将发汗皿的密封系统与加压缓冲罐和压缩机连接好;在发汗皿下部安装减压缓冲罐并连接真空泵;将发汗皿夹套和可移动盘管与循环系统连接,将盘管固定在发汗皿上;以水为加热介质;启动循环系统的加热功能,使循环水升温至56℃。发汗皿皿板下方垫水。将(A3)过程制备的乳化液加入发汗皿。安装发汗皿的密封系统。
(B2)结晶
乳化液静置1.0h后启动循环系统的制冷功能,控制蜡层温度以2.5℃/h的降温速率下降至42.0℃以使蜡层结晶形成固体;关闭循环系统的制冷功能。
(B3)升温—恒温发汗
排出发汗皿垫水。发汗皿出口连接中间储罐(Ⅰ)以接收蜡下;启动压缩机并保持加压缓冲罐内压力稳定在1.5~1.7个大气压,发汗皿皿板下方保持常压;启动循环系统加热功能,以2.0℃/h的升温速率使蜡层温度升高到47.0℃。停压缩机。
开启真空泵并保持减压缓冲罐内压力稳定在-0.5~-0.7个大气压,蜡层上方气压保持常压;以1.5℃/h的升温速率使蜡层温度升高到51.5℃并恒温3.0小时,以使蜡层中的蜡与油充分分离。停真空泵,终止发汗过程。
发汗皿出口换接粗产品储罐(Ⅰ)以接收蜡上;继续升高循环水的温度到70℃,以熔化取出蜡上,即为粗产品(Ⅰ)。
(B4)精制:粗产品(Ⅰ)经精制后即为低熔点组分(Ⅰ),成型后备用。
低熔点组分(Ⅰ)性质:熔点54.5℃、含油量0.32%、异构烷烃含量14.65%、C23以下含量0.85%、C39以上含量0、收率64.3%。
(二)高熔点组分制备,包括C:乳化、D:发汗
C:乳化:包括(C1)油相材料制备、(C2)水相材料制备、(C3)乳化液制备三个步骤。
(C1)油相材料制备:取64#半炼蜡(中国石化荆门分公司,熔点64.5℃、含油量1.21%、异构烷烃含量35.72%、C23以下含量1.16%、C39以上含量6.09%)73.0Kg,加热至88℃熔化后加入2.3Kg失水山梨醇单油酸酯、0.6Kg四乙二醇单硬脂酸酯、0.3Kg三乙酰胺油酸酯和2.4Kg的正十三酸,搅拌均匀。
(C2)水相材料制备:配制浓度为3.6%的K2CO3溶液,取21.4Kg并加热至93℃。
(C3)乳化液制备
以900转/分钟的速度搅拌(C1)过程制备的油相材料,并将(C2)过程制备的水相材料加入到油相材料中,继续搅拌10min,形成油包水型乳化液。
D:发汗:包括(D1)准备工作、(D2)降温—恒温—降温结晶、(D3)升温—恒温—升温—恒温发汗、(D4)精制四个步骤。
(D1)准备工作
将发汗皿的密封系统与加压缓冲罐和压缩机连接好;在发汗皿下部安装减压缓冲罐并连接真空泵;将发汗皿夹套和可移动盘管与循环系统连接,将盘管固定在发汗皿上;以水为加热介质;启动循环系统的加热功能,使循环水升温至69℃。发汗皿皿板下方垫水。将(A3)过程制备的乳化液加入发汗皿。安装发汗皿的密封系统。
(D2)降温—恒温—降温结晶
乳化液静置1.0h后启动循环系统的制冷功能,控制蜡层温度以1.0℃/h的降温速率下降至66.0℃并恒温2.0h,以使晶体充分增长;再以1.5℃/h的降温速率使蜡层温度下降至54.0℃以使蜡层结晶形成固体。关闭循环系统的制冷功能。
(D3)升温—恒温—升温—恒温发汗
排出发汗皿垫水。发汗皿出口连接中间储罐(Ⅱ)以接收一蜡下;启动压缩机并保持加压缓冲罐内压力稳定在1.3~1.5个大气压,发汗皿皿板下方保持常压;启动循环系统加热功能,以2.0℃/h的升温速率使蜡层温度升高到60.0℃并恒温3.0小时,以使蜡层中的蜡与油充分分离。停压缩机。
发汗皿出口换接粗产品储罐(Ⅱ)以接收二蜡下,即粗产品(Ⅱ);开启真空泵并保持减压缓冲罐内压力稳定在-0.3~-0.5个大气压,蜡层上方气压保持常压;以1.5℃/h的升温速率使蜡层温度升高到67.5℃并恒温3.0小时,以使蜡层中的蜡与油充分分离。停真空泵,终止发汗过程。
发汗皿出口换接粗产品储罐(Ⅲ)以接收蜡上;继续升高循环水的温度到85℃熔化并取出蜡上,以清理发汗装置。
(D4)精制
粗产品(Ⅱ)经白土精制后即为高熔点组分(Ⅰ),成型后备用。
高熔点组分(Ⅰ)性质:熔点64.6℃、含油量0.38%、异构烷烃含量42.75%、C23以下含量0.06%、C39以上含量0.62%、收率68.5%。
(三)调配:将低熔点组分(Ⅰ)与高熔点组分(Ⅰ)按重量比为30:70的比例加热熔融并混合均匀,成型后即为橡胶防护蜡产品(Ⅰ)。
橡胶防护蜡产品(Ⅰ)性质:熔点61.4℃、含油量0.37%、异构烷烃含量34.53%、C23~C39含量99.30%。
实施例2
本实施例包括:(一)低熔点组分制备、(二)高熔点组分制备和(三)调配三部分。
(一)低熔点组分制备,包括A:乳化、B:发汗。
A:乳化:包括(A1)油相材料制备、(A2)水相材料制备、(A3)乳化液制备三个步骤。
(A1)油相材料制备
取52#半炼蜡(同实施例1)69.0Kg,加热至80℃熔化后加入2.6Kg失水山梨醇单硬脂酸酯、0.7Kg失水山梨醇单棕榈酸酯、0.5Kg十二烷基甜菜碱和2.8Kg的正十一酸,搅拌均匀。
(A2)水相材料制备:配制浓度为3.2%的Na2CO3溶液,取24.4Kg并加热至85℃。
(A3)乳化液制备:以500转/分钟的速度搅拌(A1)过程制备的油相材料,并将(A2)过程制备的水相材料加入到油相材料中,继续搅拌20min,形成油包水型乳化液。
B:发汗:
同实施例1。
本部分制备的低熔点组分(Ⅱ)性质:熔点54.6℃、含油量0.34%、异构烷烃含量14.31%、C23以下含量0.81%、C39以上含量0、收率65.2%。
(二)高熔点组分制备,包括C:乳化、D:发汗
C:乳化:包括(C1)油相材料制备、(C2)水相材料制备、(C3)乳化液制备三个步骤。
(C1)油相材料制备:取64#半炼蜡(同实施例1)81.0Kg,加热至83℃熔化后加入1.2Kg失水山梨醇单硬脂酸酯、0.3Kg二乙二醇单月桂酸酯、0.5Kg失水山梨醇单月桂酸酯和1.0Kg的棕榈油酸,搅拌均匀。
(C2)水相材料制备:配制浓度为2.1%的NaHCO3溶液,取16.0Kg并加热至88℃。
(C3)乳化液制备
以400转/分钟的速度搅拌(C1)过程制备的油相材料,并将(C2)过程制备的水相材料加入到油相材料中,继续搅拌25min,形成油包水型乳化液。
D:发汗:
同实施例1。
本部分制备的高熔点组分(Ⅱ)性质:熔点64.2℃、含油量0.33%、异构烷烃含量42.53%、C23以下含量0.03%、C39以上含量0.75%、收率68.1%。
(三)调配:将低熔点组分(Ⅱ)与高熔点组分(Ⅱ)按重量比为40:60的比例加热熔融并混合均匀,成型后即为橡胶防护蜡产品(Ⅱ)。
橡胶防护蜡产品(Ⅱ)性质:熔点60.1℃、含油量0.33%、异构烷烃含量31.52%、C23~C39含量99.25%。
对比例
专利CN01106005.0公开了一种橡胶防护蜡,它是由低熔点石蜡、高熔点石蜡、微晶蜡及聚乙烯蜡制成,其实施例2的配比为低熔点石蜡(60号):25%;高熔点石蜡(62号):52%;微晶蜡(85号):21%;聚乙烯蜡(分子量5000—10000):2%。
将本发明实施例产品、对比例CN01106005.0中实施例2产品及普通58#石蜡分别掺混到橡胶中进行防护性能对比。
试验橡胶配料(重量份数)如下:
天然橡胶NR | 50 |
丁基橡胶BR | 50 |
氧化锌 | 5 |
脂肪酸 | 1 |
炭黑(HAF) | 60 |
滑石粉 | 40 |
粉末硫黄 | 1.5 |
硫化促进剂(TMTD) | 1 |
操作油 | 15 |
蜡 | 2 |
将上述样品在150℃下硫化65 min后测定各项物理性能,结果如下:
蜡 种 类 | 扯断强力,MPa | 扯断伸长率,% | 300%定伸应力,MPa | 500%定伸应力,MPa | 硬度(邵尔A)度 |
实施例1 | 24.3 | 778 | 12.8 | 4.7 | 54 |
实施例2 | 24.5 | 776 | 12.5 | 4.5 | 53 |
对比例 | 24.7 | 780 | 11.2 | 4.4 | 52 |
58号石蜡 | 24.2 | 735 | 13.6 | 4.8 | 54 |
由上表可以看出,使用本专利实施例1和实施例2的橡胶防护蜡所制备的橡胶制品,其各项物理指标都与对比例相当。
对上述硫化后的橡胶样品进行天候老化试验,结果如下:
蜡 种 类 | 出现裂纹时间,天 |
实施例1 | 121 |
实施例2 | 119 |
对比例 | 98 |
58号石蜡 | 18 |
由上表可以看出,使用本发明实施例1和实施例2的橡胶防护蜡对橡胶制品的防护性能有明显提高。
通过实施例1-2可以看出,本发明的发汗及制备橡胶防护蜡的方法,通过增加加压和/或真空设施等对发汗装置的改进;通过将发汗原料混入油溶性酸并与无机盐反应生成的气体在蜡层中形成微小气泡和盐溶液排出后形成的微小空间、在发汗过程中强制气流通过蜡层、增加发汗过程的恒温阶段、对高熔点蜡增加结晶过程的恒温阶段等对发汗工艺的改进;增强了蜡与油的分离效果并加快了分离速度,有效去除了市售商品石蜡中橡胶防护蜡的非适宜的组分,再经调配制备的橡胶防护蜡产品,有效提高了橡胶防护蜡的有效含量并使产品具有适宜的化学组成,对橡胶及其制品具有长期有效的防护作用。
Claims (19)
1.一种发汗及制备橡胶防护蜡的方法,包括以下内容:
(一)低熔点组分制备,包括A:乳化、B:发汗
A:乳化
(A1)油相材料制备:以熔点为52℃~62℃、含油量不大于2.0质量%的低熔点石蜡为发汗原料,加热熔化后加入油溶性乳化剂和油溶性酸,搅拌均匀,形成油相材料;
(A2)水相材料制备:将无机盐溶于水,形成水相材料;
(A3)乳化液制备:将(A2)得到的水相材料在搅拌条件下加入(A1)得到的油相材料中,继续搅拌5~60分钟,以形成乳化液;
B:发汗
(B1)准备工作:将(A3)过程制备的乳化液装入发汗装置;
(B2)结晶:先以2.0℃/h~30.0℃/h的速率将乳化液冷却至低熔点石蜡熔点+2℃~熔点+15℃,再以1.0℃/h~4.0℃/h的速率降温至低熔点石蜡熔点以下5℃~20℃的预定温度;
(B3)发汗:以0.5℃/h~3.0℃/h的速率升温,达到预定温度并恒温一段时间后停止发汗;在发汗过程中强制气流通过蜡层;所述预定温度为目的低熔点组分熔点-10℃~目的低熔点组分熔点-2℃;
(B4)精制:蜡上经精制后即为低熔点组分;
(二)高熔点组分制备,包括C:乳化、D:发汗
C:乳化
(C1)油相材料制备:以熔点为62℃~74℃、含油量不大于2.0质量%的高熔点石蜡为发汗原料,加热熔化后加入油溶性乳化剂和油溶性酸,搅拌均匀,形成油相材料;
(C2)水相材料制备:将无机盐溶于水,形成水相材料;
(C3)乳化液制备:将(C2)得到的水相材料在搅拌条件下加入(C1)得到的油相材料中,继续搅拌5~60分钟,以形成乳化液;
D:发汗
(D1)准备工作:将(C3)过程制备的乳化液装入发汗装置;
(D2)结晶:先以2.0℃/h~30.0℃/h的速率将乳化液冷却至高熔点石蜡熔点+4℃~熔点+15℃,再以0.5℃/h~2.0℃/h的速率降温至高熔点石蜡熔点-1℃~熔点+4℃并恒温一段时间;再以1.0℃/h~3.0℃/h的速率降温至高熔点石蜡熔点以下5℃~20℃的预定温度;
(D3)发汗:以1.0℃/h~3.0℃/h的速率升温至第一个预定温度并恒温一段时间;再以0.5℃/h~2.5℃/h的速率升温至第二个预定温度并恒温一段时间后停止发汗;在发汗过程中强制气流通过蜡层;所述第一个预定温度为目的高熔点组分熔点-5℃~目的高熔点组分熔点,所述第二个预定温度为目的高熔点组分熔点~目的高熔点组分熔点+5℃;
(D4)精制:目的组分经精制后即为高熔点组分;所述目的组分是指步骤(D3)发汗过程中第一次恒温结束到第二次恒温结束过程中收集的蜡下产物;
(三)调配:将所得低熔点组分与高熔点组分,按比例加热熔融并混合均匀,即为橡胶防护蜡产品;
其中,步骤(A1)和(C1)中,所述油溶性酸选自正酉酸、正癸酸、正十一酸、月桂酸、正十三酸、肉豆蔻酸、正十五酸、棕榈酸、珠光脂酸、硬脂酸、正十九酸、花生酸、正二十一酸、山嵛酸、正二十三酸、木蜡酸、正二十五酸、蜡酸、正二十七酸、褐煤酸、正二十九酸、蜂花酸、正三十一酸、虫漆蜡酸、叶虱酸、亚油酸、棕榈油酸、油酸、芥酸、鲨油酸构成的一组物质中的至少一种;所述无机盐选自碳酸盐、碳酸氢盐、亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、金属硫化物中的至少一种。
2.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(A1)和(C1)所述的油溶性乳化剂选自非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、两性型表面活性剂构成的一组物质,油溶性乳化剂的HLB值为1~10,油溶性乳化剂的熔点或凝固点低于步骤(B3)发汗的最高温度。
3.按照权利要求2所述的方法,其特征在于,所述的非离子型表面活性剂选自失水山梨醇单油酸酯、失水山梨醇单硬脂酸酯、二乙二醇脂肪酸酯、失水山梨醇单棕榈酸酯、四乙二醇单硬脂酸酯、聚氧丙烯硬脂酸酯、失水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯构成的一组物质;所述的阴离子型表面活性剂选自脂肪醇硫酸酯单乙醇胺盐、烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、油酰胺基羧酸钠、烷基苯磺酸钠、N-甲基油酰基牛磺酸钠、丁基萘磺酸钠、琥珀酸酯磺酸钠、顺丁二酸单酯磺酸钠构成的一组物质;所述的阳离子型表面活性剂选自苄基季铵盐、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、三乙酰胺油酸酯构成的一组物质;所述的两性型表面活性剂选自十二烷基甜菜碱、十二烷基二甲基氧化铵、脂肪烃基咪唑啉衍生物、脂肪酸衍生物、两性型改性环氧乙烷加成物构成的一组物质。
4.按照权利要求2所述的方法,其特征在于,所述的油溶性乳化剂为两种以上表面活性剂构成的复合乳化剂。
5.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的油溶性酸选自亚油酸、棕榈油酸、油酸、芥酸、鲨油酸、正癸酸、正十一酸、月桂酸、正十三酸中的至少一种。
6.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(A3)和(C3)中所述的搅拌速度为50~5000转/分钟,制备乳化液的温度分别为65℃~90℃和75℃~98℃。
7.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的无机盐选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的至少一种。
8.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的水相材料中无机盐的质量浓度为0.1%~10.0%。
9.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(A3)和(C3)得到的乳化液的组成为:发汗原料质量百分数为55.0%~90.0%,水相材料的质量百分数为9.8%~29.0%,油溶性乳化剂的质量百分数为0.1%~6.0%,油溶性酸的质量百分数为0.1%~10.0%。
10.按照权利要求9所述的方法,其特征在于,步骤(A3)和(C3)得到的乳化液的组成为:发汗原料质量百分数为66.0%~83.0%,水相材料的质量百分数为15.0%~25.0%,油溶性乳化剂的质量百分数为1.8%~4.0%,油溶性酸的质量百分数为0.2%~5.0%。
11.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(D2)所述恒温的时间为0.1~6.0小时。
12.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的强制气流通过蜡层采用在蜡层上方增加气压和/或在蜡层下方降低气压,使蜡层上下方形成压力差实现,所述的压力差为0.1~5.0个大气压。
13.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(B3)和(D3)中所述恒温的时间为0.1~10.0小时。
14.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的强制气流通过蜡层在发汗初期实施。
15.按照权利要求12所述的方法,其特征在于,所述的强制气流通过蜡层采用在蜡层上方增加气压实现,在蜡层上方施加0.2~2.0个大气压的表压压力,而蜡层下方保持为常压。
16.按照权利要求12所述的方法,其特征在于,所述的强制气流通过蜡层采用在蜡层下方降低气压实现,在蜡层上方气压保持常压,而在蜡层下方维持-0.2~-0.8个大气压的表压压力。
17.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,过程(三)中所述橡胶防护蜡的组成以质量计包括:低熔点组分20.0%~50.0%,高熔点组分50.0%~80.0%。
18.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的发汗装置为发汗皿。
19.按照权利要求12所述的方法,其特征在于,所述的压力差为0.2~2.0个大气压。
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