一种混水阀用蜡质温敏介质的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种混水阀用蜡质温敏介质的制备方法。以硬脂酸、花生酸、山嵛酸等天然酸为原料，分别在催化剂和氢气存在下进行加氢反应，制备对应的高纯度的正十八烷、正二十烷、正二十二烷，再将这些正构烷烃按重量比为0～0.5：1.0：0.2～2.0的比例混合即为目的产物。用该产物制备的蜡质混水阀可在35～42℃范围内控温，并可满足不同混水阀的技术要求。用本发明专利技术产物制成的混水阀用于淋浴装置，可达到自动调节水温的作用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了。以硬脂酸、花生酸、山嵛酸等天然酸为原料，分别在催化剂和氢气存在下进行加氢反应，制备对应的高纯度的正十八烷、正二十烷、正二十二烷，再将这些正构烷烃按重量比为0～0.5：1.0：0.2～2.0的比例混合即为目的产物。用该产物制备的蜡质混水阀可在35～42℃范围内控温，并可满足不同混水阀的技术要求。用本专利技术产物制成的混水阀用于淋浴装置，可达到自动调节水温的作用。【专利说明】
本专利技术属于特种蜡
，特别是涉及一种蜡质控温阀用温敏介质，具体地说是自动调温的混水阀用蜡质温敏介质的制备方法。
技术介绍
目前淋浴器一般配有两个阀门，分别控制冷热水的流量以达到控制淋浴器出口水温的目的。这种淋浴器使用时需不断手动调节这两个阀门以使出口处水温达到35~42°C的人体适宜的温度。这样不仅费时费力，而且调节水温的过程还浪费大量的水资源。自动控制淋浴水温的相关技术需使用自动控制系统或其它一些控温元件等。如97204892.8公开了一种采用温度传感器和压力检测传感器共同作用的淋浴水温控制方法，但该种方法较为复杂；91230691.2公开了一种采用金属温控弹簧控制淋浴水温的自动控温装置，但该装置需使用特殊的温控弹簧，其使用稳定性差，并且成本高、寿命短。用蜡类物质作温敏介质的控温阀是一种自力式的开关，其原理是利用蜡类温敏介质相变过程中体积变化控制阀门开度从而达到控制物流流量的目的。这种蜡质控温阀同时具有感应环境温度变化和输出动作的双重作用。因为蜡质控温阀具有温度特性不随系统压力而明显变化、机械强度高、化学稳定性好、容易批量生产以及安装、成本低、控温稳定可靠等优点，所以得到广泛应用。现有技术中介绍的制备蜡质温敏介质的方法多以溶剂萃取为主，例如:DD241，829、DD 241,830等专利是以溶剂萃取的方法制备80~90°C的蜡质温敏介质；而RU2，009，171、US 5，223，122等专利介绍的制备方式，也是以溶剂萃取为主。这些专利介绍的制备方式对环境有污染。CN02109670.8介绍的制备方式是以石油蜡类物质为原料经(多次)发汗、精制等工艺制得目的产物，精制过程产生废渣；同时，由于所选原料中含有大量异构烃组分，而且发汗方法的分离效率低，一般一次操作只能得到一种适宜的组分。以石油为原料制备蜡类物质需要经过复杂的提纯和精制过程，不仅生产成本高，而且对于蜡质温敏介质来说仍存在一定数量的非适宜组分，如油类等，这些非适宜组分的存在影响了蜡质温敏介质的使用性能。同时，与偶碳数正构烷烃相比，奇碳数正构烷烃的体积膨胀偏小。如果采用精密蒸馏方式提取各种单体正构烷烃，再将偶碳数正构烷烃混合制备蜡质温敏介质，因成本太高，不可能实际应用。其它的制备正构烷烃的方法主要有:(I)采取伍尔兹反应制备对称正构烷烃；(2)采用碘代烷烃还原方法；(3)使用石油醚及正己烷、正庚烷作溶剂链接卤代烷法。以上方法虽然能够得到相应的正构烷烃单体，但是每一种方法都存在一定的问题:如第一种方法仅适用于对称性偶数烷烃，生成物品需乙醚溶剂反复提取；第二、三种方法操作危险性大，石油醚在金属钠与卤代烷剧烈反应中极易喷发，安全系数低，成本较高。CN200810151995.6公开了一种正二十烷的合成及提纯方法，其制备步骤包括:(I)将正构溴代丁烷与溴代正十六烷混合；(2)将石油醚与混合液混合后，加入钠，回流反应I~2小时；(3)滴加无水乙醇、水后，分离有机相并水洗至中性；(4)蒸馏收集320~360 V的馏分，经洗涤至有机相无色或呈淡黄色后，水洗至中性；(5)将有机相干燥后过滤、吸附后，减压蒸馏收集中间馏分即得正二十烷产品。以高级脂肪酸酯加氢可以制备烷烃，但在加氢反应过程中，会发生大量的脱羧反应和脱羰反应，使得反应产物组成复杂，产生较多的碳数减少的烷烃，一方面不利于提高目的产物的产率，另一方面脱羧反应和脱羰反应会产生一氧化碳或二氧化碳，对加氢反应会产生不利的影响。另外，对于需要单一碳数正构烷烃纯度较高的产品时，上述方法得到的是混合正构烷烃，并且沸点相近，不易分离。CN200910100260.5公开了一种高级脂肪酸酯制备烷烃的方法，以含有8~22个碳原子的脂肪酸甲酯或乙酯为原料，进行加氢反应生产烷烃，但得到的烷烃产品中，脂肪酸中的碳仍有大部分被脱除，如以硬脂酸甲脂(硬脂酸为十八碳羧酸)为原料，得到的十七碳烷烃和十八碳烷烃的总收率只有75%，因此，未脱碳直接加氢的产物(十八碳烷烃)的收率会更低。同时，十七碳烷烃和十八碳烷烃的沸点相差很小，进一步分离获得十八碳烷烃非常困难。
技术实现思路
作为蜡质温敏介质，从使用性能上说，要求有适宜的控温范围和较大的体积变化，对应其组成上就是要求有适宜的碳数分布和较高的正构烷烃含量，且最好为偶碳数的正构烷烃。由石油蜡类原料制备蜡质温敏介质不仅生产过程复杂使得成本很高，而且精制过程有“废渣”产生，不利于大规模生产。由化学合成过程制备蜡质温敏介质也存在着各种不足。针对现有生产混水阀用蜡质温敏介质技术的不足，本专利技术提供一种以硬脂酸、花生酸、山嵛酸等天然酸为原料，制备混水阀的蜡质温敏介质的方法，具体地说是可在35~42°C范围内自动调节淋浴水温的混水阀用蜡质温敏介质。本专利技术方法制备高纯度的偶碳数的正构烷烃，改变各正构烷烃的比例可以调节膨胀性能，以满足不同混水阀的技术要求。用该产物制备的蜡质混水阀可在35~42°C范围内控温，用于淋浴混水阀可达到自动调节水温的作用。本专利技术混水阀用蜡质温敏介质的制备方法，包括以下内容:以硬脂酸、花生酸、山嵛酸等天然酸为原料，与溶剂混合后，分别在催化剂和氢气存在下进行加氢反应，制备对应的高纯度的正十八烷、正二十烷、正二十二烷，再将这些正构烷烃按重量比为O~0.5:1.0:0.2~2.0的比例，优选O~0.2:1.0:0.5~1.5的比例混合即为目的产物。这些产物可以满足不同混水阀的技术要求，用该产物制备的蜡质混水阀可在35~42°C范围内控温。其中所述的催化剂为钯/多壁碳纳米管(Pd/MWCNTs)催化剂，加氢反应的反应压力为1~lOMPa，优选为2~8MPa，反应温度为220~320°C，优选为260~300°C，反应时间为3~10小时，优选为4~7小时。本专利技术混水阀用蜡质温敏介质的制备方法中，加氢反应过程可以采用间歇式反应，也可以采用连续式反应。采用间歇式反应时，最好在搅拌条件下进行，天然酸原料(硬脂酸、花生酸或山嵛酸)与催化剂的体积比为1.0~2.5: 0.2~0.5，反应时间为3~10小时，优选为4~7小时。采用连续式反应时，氢气与液相(天然酸原料与溶剂)在标准状态下的体积比为100: I~1200: 1，优选为300: I~800: 1，液态时体积空速0.6h-1~1.8h-1，优选 0.8h_1 ~1.2h'本专利技术方法中，加氢反应使用的氢气中最好含有5~50 μ L/L的NH3，优选含有10~20 μ L/L的NH3,以提高目的产物的选择性。本专利技术方法中，天然酸原料是正十八烷酸(硬脂酸)、正二十烷酸(花生酸)和正二十二烷酸(山嵛酸)。本专利技术方法中，所述的溶剂为正己烷、正庚烷、正辛烷或十二烷中的一种或几种，天然酸原料与溶剂的体积比为1.0~2.5: 7~20。本专利技术方法中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混水阀用蜡质温敏介质的制备方法，包括以下内容：以硬脂酸、花生酸或山嵛酸为原料，与溶剂混合后，分别在催化剂和氢气存在下进行加氢反应，制备对应的高纯度的正十八烷、正二十烷、正二十二烷；再将这些正构烷烃按重量比为0～0.5：1.0：0.2～2.0的比例混合即为目的产物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙剑锋，张志银，张造根，姚春雷，王立言，高蒿，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：