石蜡深加工为乳化蜡
石蜡深加工为乳化蜡
由于石蜡性质的限制,仅使用石蜡无法满足使用要求,因此需要对石蜡进行深加工,主要是生产特种蜡,是石蜡增值的主要途径。
由于使用目的的多样性,要求石蜡在使用时最好呈液态,使其具有良好的渗透性,容易渗透进各种具有微孔的材料中,或在材料表面形成一层薄膜,赋予新材料防水或防潮功能,阻止水分透过;或使石蜡具有水溶性,易于水混合,使材料更易于加工,改善其使用性能,乳化蜡具有以上性能。
乳化蜡是包括石油蜡在内的各种蜡均匀地分散在水中,借助乳化剂的定向吸附作用,在机械外力的作用下制成的一种含蜡含水的均匀流体。
乳化蜡由于在使用时无需加热熔融或用溶剂溶解,其成膜均匀、覆盖性好,易于和其它物质的水溶液或乳状液复合使用,具有安全、高效和经济方便等优点,因此乳化蜡的用途十分广泛。如:石油工业作为钻井液添加剂,木材加工行业作为木材或纤维板的增强剂,建筑行业用作钢筋混凝土的固化剂,轻工业和橡胶行业用作助剂,纺织品行业用作柔软剂和上浆剂,医药上用作乳胶制品的助剂,农业上用作果品保鲜和花卉延长开放周期及林木果树保水防冻剂等,在造纸工业上乳化剂可用作纸浆施胶剂。
乳化蜡主要由三类物质组成:连续相的水、分散相的蜡、乳化剂和其它助剂。水根据需要选择,可用自来水、蒸馏水、去离子水等。石蜡根据原料及产品的性能来选择,主要考虑石蜡的种类和熔点。乳化剂的选择是生产的核心问题,既要考虑经济性,又要符合产品的质量要求。当表面活性剂作为乳化剂时,其作用有:降低界面张力、形成牢固的保护膜、分散双电层。这三个作用都是在界面发生的,即乳化剂由于能明显降低界面张力,其分子必然吸附在两相界面上,随着吸附分子的增加,界面张力逐渐下降。当界面完全被乳化剂分子覆盖时,界面张力下降到最低值并形成完整的保护膜和建立了稳定的双电层,即制得了稳定的乳化蜡。若继续增加乳化剂的浓度,只能使其分子在水溶液中形成球状和棒状的胶团,此开始形成胶团的乳化剂浓度即为临界胶团浓度。在临界胶团浓度附近除界面张力降至最低值外,其它许多性质,如导电性、溶解性、渗透压等都会发生突变。根据这些性质的突变可以确定乳化剂的临界胶团浓度,即乳化剂的最低用量。
不同乳化蜡其性能要求不同,评价乳化蜡的性质主要有稳定性、分散性、流变性等,其中最重要的是稳定性。乳化蜡作为一种乳状液,是热力学不稳定体系,放置时容易产生相分离。影响乳化蜡稳定性的因素很多,如乳化剂的选择、用量,乳化水的加量,乳化时间、温度、搅拌速度等,其中乳化剂的影响最大。
共同的性能要求指标包括:固含量、稳定性、溶液的PH值、粒径分布、外观。
固含量指石蜡在乳化蜡中的质量分数,不同品种的乳化蜡固含量要求差别大,总体来说,固含量越高越好,使用时稀释倍数越高,可降低运输费用,但对制造的要求也越高。一般通过“热重法”来测定挥发物含量,从而计算出非挥发物含量,主要有常规的烘箱法和现代的卤素干燥法。
稳定性包括冻融稳定性和离心稳定性,要求在不同的季节使用时不破乳、不分层。溶液的PH值一般要求是中性或弱碱性或弱酸性,根据用户的使用要求而定。石蜡乳化后必须以很小的粒子存于溶液中,才能形成稳定的水包油型乳状液,其粒子大小与乳状液颜色有一定的关系。
乳化蜡主要有农业用乳化蜡、纤维板用乳化蜡、轻工用乳化蜡、车用防护蜡、纺织用入乳化蜡、火工用乳化蜡等。为获得稳定的乳化蜡,选择乳化剂和乳化设备很关键,除此之外,还必须考虑乳化稳定、乳化时间、乳化颗粒大小等因素,同时还要考虑乳化剂用量、乳化剂加入方式、冷却速度、搅拌速度等,还要主要泡沫问题,必要时必须进行消泡,以免影响乳化蜡的稳定性。