有些润滑油(如汽轮机油、液压油、齿轮油等) 在使用过程中容易混入水分,形成乳化油,导致其润滑性能变坏。如果润滑油自身破乳化性能差 ,不能很快实现油水分离,便不能在摩擦元件接触面间形成稳定的油膜,从而引起机械元件的过度磨损甚至化学腐蚀。所以这类油品的质量指标中必须要求它们具有良好的油水分离能力。通常被称为油品的破乳化性或抗乳化性。
润滑油抗乳化性的改善可以通过在油中添加破乳化剂来达到。破乳化剂一般是水包油型(O - W 型) 表面活性剂。它的加入可以帮助破坏原来乳化液的亲水2亲油平衡 ,使乳化液从 W2O 型转变成 O2W 型 ,在转相过程中实现油水分离。
现在国内外通常用的破乳化剂有环氧丙烷 二胺缩聚物(国内代号 T1001) 或高分子聚醚(DL - 32 , KR -12) 等。并对不同油品的破乳化性作了不少研究。[1 - 4 ]但在应用中常常遇到这样的困难: 由于不同主产地基础油的杂质成份、含量不同 ,不同品种成品油所加其它添加剂也不同(这些杂质和添加剂的很多是表面活性物质) ,所以很难确定一个固定的配方 ,即同样的添加量对不同基础油效果不同。现在的发展趋向是使用复合添加剂。[3 ] [4 ]但复合添常常需要用指定的基础用油或深度精制的基础油 ,使得实际用时也有一困难。
本文主要就基础油对破乳化剂的选择、破乳化剂的浓度和其它添加剂对破乳化性的影响作一些探讨。同时针对抗磨液压油、防锈汽轮机油两种典型油品的破乳化性作一些研究。
1 实验
111 实验方法
按 GB/ T7305 - 87 石油和合成液抗乳化性能测定法 ,取试验油样和去离子水各 40 ml ,在 ±54 ℃恒温槽放置 15 min 后搅拌 5 mm(1 500 n/ min) 后静置 ,并观察记录各液层体积和分层时间。
按如下方式记录: 油层 —水层 —乳浊液层 ( 毫升数) ,在标准时间内(依据不同油品规定不同) 达到 40- 37 - 3 ml 为基本分离合格 ,达到 40 - 40 - 0 ml 为完全分离。例 :46 # 抗磨液压油标准时间为 30 min ,则表达为 40 - 37 - 3 ml (30 min) 合格。
1. 2 测试仪器
SPH7305 石油产品破乳化时间测定仪 ,上海浦航石油仪器技术研究所。
2 破乳化剂对基础油的适应性
以下所用国产润滑油破乳化剂有三种,它们分别是:
T1001 :二胺与环氧丙烷缩聚物 ,江苏江宁化工厂;技术标准:Q/ SH004 ,一级。
DL - 32 : 环氧乙烷环氧丙烷嵌段共聚物( 聚醚) ,江苏江阴永达化工厂;技术标准:企业标准。
KR - 12 :改性聚醚高分子物 ,新疆克拉玛依石化厂研究院;技术标准:企业标准。
它们的共同特点是都属于非离子型表面活性剂 ,HLB 值在 10 左右或更高。其分子的亲水部分结构式为 - [ R - O] - n 。除此以外都还有一个亲油部分 ,结构则因合成时的起始剂不同(有多元醇、有机胺等) 而不同。
调制润滑油所用的基础油 ,因产地不同 ,在结构性能上都会不同。使用不同破乳剂时效果也不同[2 ] 。例如:我国新疆的原油以环烷基型结构为主 ,对该油用 KR - 12 破乳化剂效果较好 ,其余两种则较差。有关试验数据见表 1 。
3 破乳化剂浓度对破乳化性能的影响
有数据表明,在一定范围内 ,破乳化剂浓度增加 ,破化时间缩短。但当浓度增加到一定限度后 ,破乳化剂的增加反而对破乳化剂不利 ,结果见表 2 。
4 其它添加剂对破乳化性的影响
由于润滑油其它性能的需要,在调制中往往也要同时加入其它种类添加剂 ,如抗氧抗腐剂、抗磨剂、防锈剂等 ,它们中也有很多是表面活性剂。因此 ,对油品抗乳化性也会有正面或负面的影响。如 :
T202 抗氧抗腐剂(二烷基硫代磷酸锌) ,湖南株洲选矿药剂厂;技术标准 SH0394 —96 ,一级。
T405 抗磨剂( 硫化棉籽油) , 湖南望城石油化工厂;技术标准:SH0395 —92 ,一级。
T406 油性抗磨剂 ( 脂肪酸胺盐) , 江宁化工厂; SH0555 —93 ,一级。
T746 防锈剂( 十二烯基丁二酸) ,江宁化工厂; 技术标准:SH00433 —91 ,一级。
T501 抗氧剂(2 ,6 ———二叔丁基对甲酚) ,锦州石化厂;技术标准:0015 —09 ,一级。
它们对润滑油破乳化性能的影响见表 3 。
5 破乳化作用中的平衡关系
5. 1 抗磨液压油破乳化作用的研究
研究了抗磨液压油的几种不同配方,并对它们的破化性能作了对比 ,结果见表 4 。其中 ,基础油选取中粘度指数矿物油( 茂名石化炼油厂 MVI250) , 中等精制 ,破乳化剂为 T1001 。此外 ,油品中还添加了抗氧抗腐剂、油性剂、抗磨剂、防锈剂等其它添加剂。产品技术标准 GB11118. 1 —94 ,40 —37 —3 m1 (30 min) 
由表 4 可以看出 ,由于矿物油中杂质(氧化物. 胶质等极性物质) 的影响 ,油品本身破乳化 性是不合格的 ,加入的抗氧抗磨剂 T202 是强极性的 W2O 型乳化剂 ,使油品的破乳化剂性变差 ,只有加入适量破化剂后 ,才能使油品破乳化性合格(配方 3) 。但若破化剂加入过量 ,则体系表现出更强的 O2W 乳化倾向 ,反而使破乳化性能变坏(配方 4) 。
5. 2 防锈汽轮机油破乳化作用的研究
防锈汽轮油用于蒸汽汽轮机,破乳化性比抗磨液压油要求要高。技术标准 GB11120 —89 ,40 —37 —3ml (15 min) 。该油加有 T501 抗氧剂 ,基础油同上 5. 1 ,结果见表 5 。
由表 5 可以看出 ,由于没有 T202 强极性 W2O 型乳化剂存在 ,当 T1001 与 T406 加量与表 4 中配方 3 的量相同时 ,油品破乳化性不合格 ,表现出形成 O2W 型乳液强烈倾向。而表 5 中的配方 2 则和表 4 中的配方5 出现了相似结果 ,证明与前面的分析是一致的。
6 讨论
6. 1 由于不同产地基础油结构不同,乳化性能也不同。在选用破乳化剂时应根据不同基础油品种选用适应性好的破乳化剂 。克拉玛依油田基础用 KR —12 效果好。T1001 对南海基础油有较好效果 。
6. 2 破乳化剂的用量有一个最隹值范围。在这个浓度下它能对原来油品乳化液的亲水 亲油平衡起抵消作用。用量过小 ,油品仍有较强的 W2O 乳化倾向 ,用量过大 ,油品又会反过来表现较强的 O2W 乳化倾向。两种情况下都不利于油水分离。
6. 3 当体系中还有其它添加剂时,不同的添加剂对破乳化性有不同的影响 ,它们和破乳化剂 有不同的相互作用。T202 乳化性强 , 对 T1001 有强抵消作用 ,T405 ,T406 只有弱乳化性。T746 本身乳化性不强 ,但它有助于乳液稳定 ,所以加了 T746 后 T1001 用量要适量加多。
作者：付欣,胡薏冰