本發明屬于工業潤滑油領域，尤其涉及一種乳化劑及其制備方法與應用。
背景技術：
在紡織行業中，針織機油乳化劑通過與不同粘度和型號的基礎油進行復配，然后用于紡織機械的織針、沉降片等部位的潤滑。隨著紡織業的高速發展及紡織效率、紡織質量和紡織材料的不斷提高，紡織業對針織潤滑油提出了更高的要求。首要目的就是現代針織機油必須具有優良的清洗性能，其他應用性能如潤滑性能、抗氧性能、抗腐蝕性能，一般針織機油復配過程中均可以通過引入功能添加助劑來滿足要求。
目前，市場中存在的針織機油的種類繁多，但是有部分針織機油產品，在冷水中不能很好的乳化分散，在對換油期的設備進行清洗時，總是存在設備表面油污清洗不凈，從而會導致針孔堵塞，出現編制漏針現象，影響編織效率；同時在紡織機械高速運轉過程中，織物濺有針織機油在所難免，在后期清洗過程中，如果所選針織機油清洗性能不足，不能有效的去除油污，可能會導致織物勻染不均，降低效率，也有可能在成品織物上留有黃色斑點或者機油異味，去除較難。
因此，現亟需一種綜合性能強的乳化劑，采用其復配制成的針織機油，分散快且清洗效果優異。
技術實現要素：
發明目的：本發明的第一目的是提供一種能夠與基礎油復配成針織機油，且該其清洗效果佳的乳化劑；本發明的第二目的是提供該乳化劑的制備方法；本發明的第三目的是提供該乳化劑在針織機油中的應用。
技術方案：本發明的乳化劑，按重量百分比計包括如下組分：多元醇脂肪酸酯1～20％、HLB值為5～9的表面活性劑20～80％、HLB值為9～18的表面活性劑10～40％及烷基酚聚氧乙烯醚5～30％。
優選的，多元醇脂肪酸酯的重量百分比可為1～15％，其可包括失水山梨醇脂肪酸酯或甘油脂肪酸酯；HLB值為5～9的表面活性劑的重量百分比可為40～75％，其包括脂肪醇聚氧乙烯醚或脂肪酸聚氧乙烯酯；HLB值為9～18的表面活性劑的重量百分比可為15～35％，陰離子表面活性劑與非離子表面活性劑的比值為0.01～2:1。其中，非離子表面活性劑可包括吐溫20、吐溫80、C12～14醇聚氧乙烯醚、C16～18醇聚氧乙烯醚或月桂酸酸聚氧乙烯酯；陰離子表面活性劑可包括脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸鹽或者脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽；烷基酚聚氧乙烯醚的重量百分比為5～20％。
本發明制備乳化劑的方法，包括如下步驟：按重量百分比將多元醇脂肪酸酯、HLB值為5～9的表面活性劑、HLB值為9～18的表面活性劑及烷基酚聚氧乙烯醚混勻后，升溫至60℃，攪拌直至溶液澄清透明，隨后降溫至30℃，過濾除雜，即可。
本發明的乳化劑在針織機油中的應用。
有益效果：與現有技術相比，本發明的顯著優點為：該乳化劑為無色無味的透明油狀液體，長期存放無分層、無沉淀，適合40℃粘度范圍在5～30mm2/s的基礎油的乳化；同時，乳化劑的制備工藝簡單，可操作性強，環保無污染；此外，該乳化劑在針織機油中得到廣泛應用，將其與40℃粘度范圍在5～30mm2/s的基礎油復配而成針織機油，該針織機油在冷水中能夠迅速乳化分散，乳液微觀粒徑分布均勻，24小時常溫存放乳液不分層、不漂油，且對針織機換油期設備或對濺有機油的織物具有良好的清洗效果。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明的技術方案作進一步說明。
本發明的乳化劑，按重量百分比計包括如下組分：多元醇脂肪酸酯1～20％、HLB值為5～9的表面活性劑20～80％、HLB值為9～18的表面活性劑10～40％及烷基酚聚氧乙烯醚5～30％。
本發明采用多元醇脂肪酸酯作為乳化劑復配物，不僅具有乳化效果，且亦能達到防銹目的，能夠有效防止針織機械設備的銹蝕；優選的，其可包括失水山梨醇脂肪酸酯或甘油脂肪酸酯，進一步說，可包括司盤20、司盤40、司盤60、司盤80、油酸單甘酯或硬脂酸單甘酯。
本發明采用HLB值為5～9的表面活性劑作為乳化劑的復配物，不僅具有乳化效果，同時與礦物油結構相似，因此作為乳化劑的主體，能夠將其它表面活性劑增溶于礦物油中，使制備的乳化劑能夠長時間存放，無分層、無析出。優選的，其可包括脂肪醇聚氧乙烯醚或脂肪酸聚氧乙烯酯，其中，HLB值為5～9的脂肪醇聚氧乙烯醚可包括油醇聚氧乙烯醚或飽和脂肪醇聚氧乙烯醚，油醇聚氧乙烯醚結構為CH(CH2)7CH＝CH(CH7)7CH2O–(CHCHO)n-H，n為2～5，優選為3，而飽和脂肪醇聚氧乙烯醚結構為RO(CH2CH2O)n–H，R＝C8～22，優選為C12～14、C13或C16～18，n為3、4，優選為3；HLB值為5～9的脂肪酸聚氧乙烯酯結構為R(CH2CH2O)n–H，R＝C7～17–COO–，優選為C7～9–COO–、C11–COO–、C17–COO–，n為3、4，優選為3。
本發明采用HLB值為9～18的表面活性劑作為洗滌劑，具有優良的去污、乳化、低泡性能和抗硬水性能。優選的，其可包括非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑，其中，非離子表面活性劑可包括吐溫20、吐溫80、C12～14醇聚氧乙烯醚、C16-18醇聚氧乙烯醚或月桂酸聚氧乙烯酯，進一步說，C12～14醇聚氧乙烯醚可包括AEO-7或AEO-9，C16～18醇聚氧乙烯醚可包括O-6或O-9，月桂酸酸聚氧乙烯酯可包括LAE-6、LAE-9或LAE-12，更進一步說，該非離子表面活性劑優選可為吐溫20、AEO-7、AEO-9、O-9或LAE-9；陰離子表面活性劑可包括脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸鹽或者脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽，進一步說，可包括月桂醇聚氧乙烯(2～5)醚磷酸鈉或月桂醇聚氧乙烯(2～5)醚硫酸鈉AES，更進一步說，月桂醇聚氧乙烯(2～5)醚硫酸鈉AES優選可為月桂醇聚氧乙烯(3)醚硫酸鈉AES-3。
本發明采用烷基酚聚氧乙烯醚作為滲透劑，其能夠很好的與脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪酸聚氧乙烯酯產生協同作用，提高整體的乳化和清洗性能，使乳液粒徑分布均勻，不出現乳液分層、漂油現象，該烷基酚聚氧乙烯醚結構為
其中m值為6～11，優選為7、8，n值為3～5，優選為4、5。
本發明采用的原料均可從市場上購買獲得。
實施例1
原料組分：油酸單甘脂40g、C12酸聚氧乙烯(3)酯360g、C12～14醇聚氧乙烯(9)醚90g、C12～14醇聚氧乙烯(3)醚硫酸鈉10g及壬基酚聚氧乙烯(5)醚30g。
制備方法：將上述原料投入調合釜中，開始升溫攪拌，待溫度升至60℃，保溫約30min后觀察體系外觀，澄清透明后，在30℃條件下進行過濾，去除可能存在的機械雜質，然后取樣進行乳化劑穩定性評價。
配制針織機油：將上述乳化劑與礦物油進行針織機油的復配，取上述乳化劑100g，加入1000g礦物油70N，0.5g苯并三氮唑，0.5g2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，在60℃條件下攪拌30min，待體系澄清透明后取樣進行檢測，考察指標如下：
(1)乳化劑穩定性評價：向臺式離心機(TDZ5-WS)離心試管內加入50ml乳化劑，以3000r/min的速度離心30min，如果無分層、無沉淀，則穩定性好，反之則穩定性差；
(2)針織機油穩定性評價：向臺式離心機(TDZ5-WS)離心試管內加入50ml針織機油，以3000r/min的速度離心30min，如果無分層、無沉淀，則穩定性好，反之則穩定性差。
(3)針織機油5％乳化液穩定性評價：按照SHT 0579-1994乳化液穩定性測定法對5％針織機油去離子水乳液進行乳化液穩定性評價；
(4)平均粒徑分布：用Mastorsizer2000激光粒度儀分析5％針織機油去離子水乳液的粒徑分布、平均粒徑；
(5)針織機油可洗滌性能：按照Fz/T 20012-1995紡紗油劑可洗滌性試驗方法對針織機油進行可洗滌性能進行評價。
實施例2
基本步驟與實施例1相同，區別在于采用C12～14醇聚氧乙烯(3)醚代替C12酸聚氧乙烯(3)酯。
實施例3
基本步驟與實施例2相同，不同之處在于采用壬基酚聚氧乙烯(4)醚代替壬基酚聚氧乙烯(5)醚。
實施例4
基本步驟與實施例3相同，區別在于采用司盤80代替油酸單甘酯。
實施例5
基本步驟與實施例3相同，不同之處在于采用C12-14醇聚氧乙烯(7)醚代替C12-14醇聚氧乙烯(9)醚。
將實施例1-5分別制備的乳化劑及針織機油進行性能檢測，獲得的結果如表1所示。
表1實施例1-5的測試結果
由表1可知，實施例1-5制備的乳化劑及采用該乳化劑制備的針織機油，外觀均為無色透明液體，在高速離心條件下，能夠保持穩定液體狀態，不發生分層現象。采用該乳化劑制備的針織機油，5％的乳液粒徑分布均勻，并在可洗性能中測試得出優異的清洗效果。
對比例1
配制針織機油，基本步驟與實施例1中的配制針織機油的步驟相同，不同之處在于不加入本發明制備的乳化劑，將該對比例1制備的針織機油進行可洗滌性能檢測，發現清洗水表面漂油嚴重，其無清洗效果。
實施例6
基本步驟與實施例3相同，不同之處在于采用油醇聚氧乙烯(3)醚代替C12酸聚氧乙烯(3)酯。
實施例7
基本步驟與實施例1相同，區別在于采用吐溫20代替C12～14醇聚氧乙烯(9)醚。
實施例8
基本步驟與實施例1相同，不同之處在于采用C16-18醇聚氧乙烯(9)醚代替C12-14醇聚氧乙烯(9)醚。
實施例9
基本步驟與實施例1相同，區別在于采用C16-18醇聚氧乙烯(6)醚代替C12酸聚氧乙烯(9)醚。
實施例10
基本步驟與實施例3相同，不同之處在于采用白油15號代替礦油70N。
實施例11
基本步驟與實施例1相同，不同之處在于采用白油26號代替礦油70N，司盤20代替油酸單甘酯。
實施例12
基本步驟與實施例11相同，不同之處在于采用礦油100N代替白油26號。
實施例13
基本步驟與實施例11相同，區別在于采用礦油150N代替白油26號，司盤80代替司盤20。
實施例14
基本步驟與實施例11相同，不同之處在于壬基酚聚氧乙烯(4)醚代替壬基酚聚氧乙烯(5)醚。
實施例15
基本步驟與實施例11相同，區別在于采用辛基酚聚氧乙烯(5)醚代替壬基酚聚氧乙烯(5)醚。
實施例16
基本步驟與實施例11相同，區別在于采用辛基酚聚氧乙烯(4)醚代替壬基酚聚氧乙烯(5)醚。
實施例17
原料組分：司盤20 30g、油醇聚氧乙烯(2)醚500g、月桂酸聚氧乙烯(6)酯100g、月桂醇聚氧乙烯(2)醚磷酸鈉25g及壬基酚聚氧乙烯(3)醚75g。
乳化劑的制備方法：將上述原料投入調合釜后，開始升溫攪拌，待溫度升至60℃，開始保溫，保溫約30min后觀察體系外觀，澄清透明后在30℃條件下進行過濾，去除可能存在的機械雜質，然后取樣進行乳化劑穩定性評價。
配制針織機油：將上述乳化劑與礦物油、添加劑進行針織機油的復配，取上述乳化劑100g，向乳化劑中加入1000g礦物油70N，0.5g苯并三氮唑，0.5g2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，在60℃條件下攪拌30min，待體系澄清透明后取樣進行檢測即可。
實施例18
原料組分：司盤40 40g、油醇聚氧乙烯(5)醚500g、月桂酸聚氧乙烯(9)酯80g、月桂醇聚氧乙烯(5)醚磷酸鈉60g及壬基酚聚氧乙烯(4)醚100g。
乳化劑的制備方法及針織機油的配制方法同實施例17。
實施例19
原料組分：司盤60 50g、C13醇聚氧乙烯(4)醚700g、月桂酸聚氧乙烯(12)酯120g、月桂醇聚氧乙烯(2)醚硫酸鈉50g及壬基酚聚氧乙烯(4)醚80g。
乳化劑的制備方法及針織機油的配制方法同實施例17。
實施例20
原料組分：硬脂酸單甘脂80g、C7～9酸聚氧乙烯(4)酯400g、吐溫80 150g、月桂醇聚氧乙烯(5)醚硫酸鈉50g及壬基酚聚氧乙烯(4)醚100g。
乳化劑的制備方法及針織機油的配制方法同實施例17。
實施例21
原料組分：硬脂酸單甘脂100g、C11酸聚氧乙烯(4)酯600g、吐溫80 125g、月桂醇聚氧乙烯(5)醚硫酸鈉75g及壬基酚聚氧乙烯(4)醚100g。
乳化劑的制備方法及針織機油的配制方法同實施例17。
實施例22
原料組分：硬脂酸單甘脂150g、C17酸聚氧乙烯(4)酯450g、吐溫80 180g、月桂醇聚氧乙烯(5)醚硫酸鈉120g及壬基酚聚氧乙烯(4)醚100g。
乳化劑的制備方法及針織機油的配制方法同實施例17。
實施例23
原料組分：硬脂酸單甘脂150g、C17酸聚氧乙烯(4)酯400g、吐溫80 200g、月桂醇聚氧乙烯(5)醚硫酸鈉50g及壬基酚聚氧乙烯(4)醚200g。
乳化劑的制備方法及針織機油的配制方法同實施例17。
將上述實施例制備的乳化劑及針織機油進行性能檢測，獲得的結果如表2所示。
表2實施例17-23的測試結果
通過表2可知，采用本發明組分含量的多元醇脂肪酸酯、不同HLB值的表面活性劑以及烷基酚聚氧乙烯醚組合而成乳化劑，其穩定性強，無分層，且采用該乳化劑制備的針織機油，乳液粒徑分布均勻，具有優異的清洗效果。
對比例2
原料組分：硬脂酸單甘脂5g、C17酸聚氧乙烯(4)酯870g、吐溫80 70g、月桂醇聚氧乙烯(5)醚硫酸鈉10g及壬基酚聚氧乙烯(4)醚45g。
乳化劑的制備方法及針織機油的配制方法同實施例23。
對比例3
原料組分：硬脂酸單甘脂230g、C17酸聚氧乙烯(4)酯150g、吐溫80 400g、月桂醇聚氧乙烯(5)醚硫酸鈉100g及壬基酚聚氧乙烯(4)醚120g。
乳化劑的制備方法及針織機油的配制方法同實施例23。
將上述實施例制備的乳化劑及針織機油進行性能檢測，獲得的結果如表3所示。
表3對比例2-3的測試結果
通過表3可知，乳化劑穩定性較差，所復配的針織機油乳液平均粒徑較大，導致乳液發生析油，分層等現象，并且針織機油的可洗性能也較差。
實施例24
原料組分：司盤20 10g、油醇聚氧乙烯(2)醚800g、月桂酸聚氧乙烯(6)醚50g、月桂醇聚氧乙烯(2)醚磷酸鈉50g及壬基酚聚氧乙烯(3)醚90g。
乳化劑的制備方法：將上述原料投入調合釜后，開始升溫攪拌，待溫度升至50℃，開始保溫，保溫約30min后觀察體系外觀，澄清透明后在40℃條件下進行過濾，去除可能存在的機械雜質，然后取樣進行乳化劑穩定性評價。
配制針織機油：將上述乳化劑與礦物油、添加劑進行針織機油的復配，取上述乳化劑100g，向乳化劑中加入1000g礦物油70N，其他功能性添加劑適量，在50℃條件下攪拌30min，待體系澄清透明后取樣進行檢測即可。
實施例25
原料組分：司盤40 200g、油醇聚氧乙烯(5)醚200g、月桂酸聚氧乙烯(9)醚200g、月桂醇聚氧乙烯(5)醚磷酸鈉200g及壬基酚聚氧乙烯(4)醚200g。
乳化劑的制備方法及針織機油的配制方法同實施例24。
實施例26
原料組分：司盤60 50g、C13醇聚氧乙烯(4)醚800g、月桂酸聚氧乙烯(12)醚90.9g、月桂醇聚氧乙烯(2)醚硫酸鈉9.1g及壬基酚聚氧乙烯(4)醚50g。
乳化劑的制備方法及針織機油的配制方法同實施例24。
實施例27
原料組分：硬脂酸單甘脂200g、C7～9酸聚氧乙烯(4)酯200g、吐溫80 150g、月桂醇聚氧乙烯(5)醚硫酸鈉150g及壬基酚聚氧乙烯(4)醚300g。
乳化劑的制備方法及針織機油的配制方法同實施例24。
實施例28
原料組分：硬脂酸單甘脂150g、C11酸聚氧乙烯(4)酯400g、吐溫80 297g、月桂醇聚氧乙烯(5)醚硫酸鈉3g及壬基酚聚氧乙烯(4)醚100g。
乳化劑的制備方法及針織機油的配制方法同實施例24。
實施例29
原料組分：硬脂酸單甘脂10g、C17酸聚氧乙烯(4)酯750g、吐溫80 50g、月桂醇聚氧乙烯(5)醚硫酸鈉100g及壬基酚聚氧乙烯(4)醚90g。
乳化劑的制備方法及針織機油的配制方法同實施例24。
實施例30
原料組分：硬脂酸單甘脂150g、C17酸聚氧乙烯(4)酯450g、吐溫80 140g、月桂醇聚氧乙烯(5)醚硫酸鈉210g及壬基酚聚氧乙烯(4)醚50g。
乳化劑的制備方法及針織機油的配制方法同實施例24。
實施例31
原料組分：硬脂酸單甘脂50g、C17酸聚氧乙烯(4)酯400g、吐溫80 250g、月桂醇聚氧乙烯(5)醚硫酸鈉100g及壬基酚聚氧乙烯(4)醚200g。
乳化劑的制備方法及針織機油的配制方法同實施例24。
將實施例24-31制備的潤滑劑進行性能檢測可知，采用本發明組分含量的多元醇脂肪酸酯、不同HLB值的表面活性劑以及烷基酚聚氧乙烯醚組合而成乳化劑，其穩定性強，無分層，且采用該乳化劑制備的針織機油，乳液粒徑分布均勻，具有優異的清洗效果。