一种砂轮加工用蜡的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种砂轮加工用蜡的制备方法。本发明专利技术方法在普通发汗工艺的基础上，在发汗过程中利用气流通过蜡层携带出液态组分以强制分离固态组分和液态组分，同时优选将原料蜡与可分解生成气体的物质的水溶液乳化，也有利于液态组分的快速排出。本发明专利技术方法具有设备投资低、制备过程简单且操作费用低、安全、节能且无溶剂污染等优点，所得产物可用作砂轮脱模剂。

A method for preparing wax for grinding wheel

The invention discloses a preparation method of the wax for the grinding wheel processing. This method is based on ordinary sweating process on the transpiration process by using the airflow through the wax layer of liquid components to carry out mandatory separation of the solid component and a liquid component, and preferably emulsified oil wax and decomposition gases generated in aqueous solution, but also conducive to the rapid discharge of liquid components. The method has the advantages of low equipment investment, simple preparation process, low operation cost, safety, energy saving and solvent free pollution, etc., and the obtained product can be used as a mold release agent for grinding wheels.

【技术实现步骤摘要】
一种砂轮加工用蜡的制备方法
本专利技术属于专用蜡生产
，特别是涉及一种砂轮加工用蜡的制备方法。
技术介绍
石蜡作为一种石油产品，是机械加工中常用的助剂，其中之一就是用作各种材质的砂轮脱模剂。砂轮在设计和制造过程中，模具和脱模剂都是必不可少的。脱模剂作为一种涂料具有非常低的表面能，在应用于制造砂轮生产模具的基体材料上时，能形成良好热稳定的膜层，它和模具表面形成化学链接，可以让砂轮成型部件快速轻易脱落。好的脱模剂能产生无垢的脱模效果，因而提高成品率，降低生产成本，缩短生产周期，保证砂轮表面质量的一致性。传统的砂轮脱模剂一般为外用型，即涂覆在模腔表面。外用脱模剂可以分为无机、有机和聚合物类。常用的无机脱模剂主要有滑石粉、云母粉等，它们的缺点是易留下模垢和痕迹；有机脱模剂包括皂类、石蜡等，它们的缺点也是模垢多，皂类脱模剂对模具还有腐蚀作用；聚合物类有聚四氟乙烯、硅油等，脱模效果好，但价格昂贵。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C20～C50的正构烷烃、异构烷烃和少量环烷烃等组分，通常熔点为50℃～74℃。石油蜡生产过程中，脱蜡是以原油馏分为原料制备含油量为10～30%左右的蜡膏的过程。脱油是以蜡膏为原料制备含油量2%以下的粗石油蜡的过程，脱油工艺主要有溶剂脱油和发汗脱油。粗石油蜡再经白土精制或加氢精制及成型、包装等步骤，即可得到商品石油蜡。在石蜡生产工艺方面，常用的分离加工手段主要有蒸馏、溶剂分离、发汗分离等。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，但是蒸馏过程需要将原料加热到沸点以上，消耗大量的能量。溶剂分离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，溶剂分离工艺生产设备投资大；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；溶剂中通常含有苯系物，会对环境造成影响；溶剂易燃，容易造成生产事故。发汗分离方法是利用蜡中各种组分熔点不同的性质进行分离提纯的。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。所以发汗分离方法即能降低产物碳分布的宽度又能提高正构烷烃含量。与蒸馏方法相比，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。普通的发汗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。普通发汗分离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，但是对于普通发汗分离方法，在升温发汗过程中固态组分（较高熔点的蜡）和液态组分（油和较低熔点的蜡）虽然分别处于固体和液体两种相态，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和提高发汗终止温度的方法，但这样会导致生产周期长且产品收率下降。与溶剂分离相比，发汗工艺是间歇操作，且产品收率较低、生产周期较长，但是发汗工艺具有投资少、生产过程简单、操作费用低、生产过程安全、节能且对环境无污染等优点，目前仍有部分厂家在使用该方法生产皂用蜡产品。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，在发汗生产设备上作了改进；CN91206202（一种高效石蜡发汗罐）在发汗工艺上作了改进，但仍存在着生产周期长、产品收率低等缺点。发汗工艺是目前已知用于工业规模生产蜡产品的唯一无溶剂分离方法，在提倡绿色低碳、环保节能的今天，采用发汗工艺制备优质的砂轮脱模剂日益受到人们的关注。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种砂轮加工用蜡的制备方法。具体地说是采用发汗装置，在普通发汗工艺的基础上，优选在压力条件下将原料蜡与可分解生成气体的物质的水溶液制成油包水型乳化液后进行发汗，利用可分解物质分解产生的气体和水溶液在蜡层中形成微小的空间，有利于发汗阶段液态组分的排出；同时在发汗过程中利用气流通过蜡层以强制分离固态组分和液态组分，增强了分离效果并加快了分离速度；并增加发汗过程的恒温阶段，使发汗这种无溶剂分离方法可以生产出碳分布较窄，熔融粘度较高的砂轮加工用蜡。本专利技术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。本专利技术的一种砂轮加工用蜡的制备方法，包括以下内容：（A）乳化：包括以下步骤：（A1）油相材料制备：以熔点为50℃～72℃，含油量以质量计小于2.0%的石蜡为原料，加热熔化；加入油溶性乳化剂，搅拌均匀，形成油相材料；（A2）水相材料制备：在压力条件下将可分解生成气体的物质的水溶液加热，形成水相材料；（A3）乳化液制备：在压力条件下搅拌（A1）得到的油相材料，并将（A2）得到的水相材料加入到油相材料中，全部加完后继续搅拌5～60分钟；（B）发汗：包括以下步骤：（B1）准备工作：在压力条件下将（A3）过程制备的乳化液装入发汗装置；（B2）结晶：先以5.0℃/h～50.0℃/h的速率将乳化液冷却至原料熔点～熔点+10℃，再以1.0℃/h～4.0℃/h的速率将蜡层降温至原料熔点以下8℃～20℃的预定温度；（B3）恒温：在结晶终止温度恒温一段时间，同时降低压力至常压；（B4）发汗：以0.5℃/h～2.5℃/h的速率升温，蜡层达到第一个预定温度并恒温一段时间，继续以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；（B5）精制：目的组分经精制后即为砂轮加工用蜡产品。本专利技术的方法中，所述的石蜡为熔点为50～72℃，含油量小于2.0%（质量）的普通石蜡，优选为熔点在54～64℃的石蜡。本专利技术的方法中，过程（A）将原料蜡在压力和油溶性乳化剂存在下与可分解生成气体的物质的水溶液乳化后进行发汗。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、阳离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种砂轮加工用蜡的制备方法，包括以下内容：（A）乳化：包括以下步骤：（A1）油相材料制备：以熔点为50℃～72℃，含油量以质量计小于2.0%的石蜡为原料，加热熔化；加入油溶性乳化剂，搅拌均匀，形成油相材料；（A2）水相材料制备：在压力条件下将可分解生成气体的物质的水溶液加热，形成水相材料；（A3）乳化液制备：在压力条件下搅拌（A1）得到的油相材料，并将（A2）得到的水相材料加入到油相材料中，全部加完后继续搅拌5～60分钟；（B）发汗：包括以下步骤：（B1）准备工作：在压力条件下将（A3）过程制备的乳化液装入发汗装置；（B2）结晶：先以5.0℃/h～50.0℃/h的速率将乳化液冷却至原料熔点～熔点+10℃，再以1.0℃/h～4.0℃/h的速率将蜡层降温至原料熔点以下8℃～20℃的预定温度；（B3）恒温：在结晶终止温度恒温一段时间，同时降低压力至常压；（B4）发汗：以0.5℃/h～2.5℃/h的速率升温，蜡层达到第一个预定温度并恒温一段时间，继续以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；（B5）精制：目的组分经精制后即为砂轮加工用蜡产品。...

【技术特征摘要】
1.一种砂轮加工用蜡的制备方法，包括以下内容：（A）乳化：包括以下步骤：（A1）油相材料制备：以熔点为50℃～72℃，含油量以质量计小于2.0%的石蜡为原料，加热熔化；加入油溶性乳化剂，搅拌均匀，形成油相材料；（A2）水相材料制备：在压力条件下将可分解生成气体的物质的水溶液加热，形成水相材料；（A3）乳化液制备：在压力条件下搅拌（A1）得到的油相材料，并将（A2）得到的水相材料加入到油相材料中，全部加完后继续搅拌5～60分钟；（B）发汗：包括以下步骤：（B1）准备工作：在压力条件下将（A3）过程制备的乳化液装入发汗装置；（B2）结晶：先以5.0℃/h～50.0℃/h的速率将乳化液冷却至原料熔点～熔点+10℃，再以1.0℃/h～4.0℃/h的速率将蜡层降温至原料熔点以下8℃～20℃的预定温度；（B3）恒温：在结晶终止温度恒温一段时间，同时降低压力至常压；（B4）发汗：以0.5℃/h～2.5℃/h的速率升温，蜡层达到第一个预定温度并恒温一段时间，继续以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；（B5）精制：目的组分经精制后即为砂轮加工用蜡产品。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（A2）所述的可分解生成气体的物质选自碳酸、双氧水、氨水、氯酸、次氯酸构成的一组物质。3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的可分解生成气体的物质选自碳酸和/或双氧水。4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（A2）所述的可分解生成气体的物质的水溶液的质量浓度为0.1～5.0%，优选为0.2～2.0%。5.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的可分解生成气体的物质为双氧水。6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，在双氧水水溶液中加入催化剂，所述的催化剂是无机强碱，催化剂在双氧水溶液中的加入量为0.1～20.0mg/Kg，优选为0.2～8.0mg/Kg。7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的无机强碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾。8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，过程（A1）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；所述的油溶性乳化剂的HLB值为1～10，所述表面活性剂的凝固点或熔点低于发汗的第一个预定温度。9.按照权利要求8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、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；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...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志银，孙剑锋，赵彬，陈明，刘纾言，孙鹏，
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：北京,11