一种纳米复合降凝剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种纳米复合降凝剂及其制备方法。本发明的纳米复合降凝剂由纳米材料和聚合物降凝剂通过熔融共混法复合而成。本发明通过将十六烷基三甲基溴化铵改性的蒙脱石纳米材料与聚合物降凝剂以一定质量比，采用熔融共混法进行复合，得到一种纳米复合降凝剂。本发明的纳米复合降凝剂在原有降凝剂的降凝基础上进一步增强了降凝效果。将其应用于0#柴油中，降凝效果优于市售降凝剂，使其冷滤点和冷凝点分别降低12?20℃和18?26℃。
【专利说明】
一种纳米复合降凝剂及其制备方法
技术领域
[0001]本发明具体涉及一种纳米复合降凝剂及其制备方法，属于生物质能源添加剂技术领域。【背景技术】
[0002]随着世界经济的不断发展，人类对能源的需求越来越大，石化柴油已经成为人们赖以生存的能源。但在我国北方的冬天及一些寒冷地区，由于柴油是一种含有多组分复杂烃类的混合物，在温度降低时会析出蜡晶，随着温度的降低，蜡晶不断增多，最终形成三维网状结构，阻塞了发动机输油管路与过滤器，使发动机不能正常工作。
[0003]近年来，随着纳米技术的发展，聚合物/无机纳米复合材料、无机纳米杂化材料已成为国内外学者研究的热点。通过引入无机纳米粒子在聚合物材料中，可以使其性能(如机械、热、磁、电等)大大提高。另外，纳米材料因其特有的表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应，使其具有广阔的应用前景，在石化领域应用的纳米催化剂、纳米驱油技术等都起到了良好的效果。
[0004]目前针对于改善柴油低温流动性的降凝剂虽种类较多，但是并不能达到很好的降凝效果，因此研发一种新型降凝剂，来提高柴油低温流动性是亟待解决的问题。将传统降凝剂与新兴的纳米材料进行复合，研发出一种新型纳米复合降凝剂用于改善柴油低温流动性，为柴油降凝剂的发展开辟了一条新的道路。
【发明内容】
[0005]本发明的目的之一是为了在普通降凝剂的降凝基础上进一步增强降凝效果而提供一种新型纳米复合降凝剂，该新型纳米复合降凝剂，不仅具有普通降凝剂的降凝效果，而且还具备纳米材料的优良特性，在对于柴油的降凝机理提供了一种更加深入、直观的认识。
[0006]本发明的目的之二是提供上述的一种新型纳米复合降凝剂的制备方法。
[0007]本发明技术方案具体介绍如下。
[0008]本发明提供一种纳米复合降凝剂的制备方法，其以有机改性纳米蒙脱石和聚合物降凝剂为原料，通过熔融共混法制备得到。
[0009]本发明中，有机改性纳米蒙脱石和聚合物降凝剂的质量比为1:1?1: 8。
[0010]本发明中，所述有机改性纳米蒙脱石通过将纳米蒙脱石和十六烷基三甲基溴化铵混合在水中，75-85°C的温度下进行反应得到。
[0011]本发明中，纳米蒙脱石和十六烷基三甲基溴化铵的质量比为1:2。
[0012]本发明中，所述聚合物降凝剂选自聚甲基丙烯酸酯类降凝剂10-330或聚乙烯-醋酸乙烯酯类降凝剂T1804中的一种或两种。
[0013]本发明中，熔融共混时的温度为120°C。
[0014]本发明还提供一种上述的制备方法得到的纳米复合降凝剂。
[0015]和现有技术相比，本发明的有益效果在于:
[0016]本发明的一种新型纳米复合降凝剂，其中降凝剂与有机改性纳米蒙脱石共同起到降凝作用，降凝剂的非极性烷基链能够与蜡分子有序排列，起到一定的增溶蜡分子的作用， 改性纳米蒙脱石会拓宽降凝剂的结晶温度区间，优化降凝剂与柴油的共晶改性性能。另外， 由于改性纳米蒙脱石具有较高的表面能，为了维持体系能量稳定，在添加纳米复合降凝剂的柴油中蜡晶在析出聚集时趋向于比添加等量纯降凝剂柴油中蜡晶更紧凑的排布方式，以减小界面面积降低表面能。紧凑的蜡晶聚集体使得更多原来被包裹的液态油被释放出来， 大大降低了蜡-油界面面积，进而使得柴油流动时蜡晶与液态柴油间摩擦耗散能量减少，流动性进一步得到改善。
[0017]进一步，本发明的一种新型纳米复合降凝剂，将其应用于0#柴油中，降凝效果优于市售降凝剂，添加的质量是柴油的0.05 % -0.3 %时，可使其冷滤点和冷凝点分别降低12-20 。(:和 18-26 °C。【具体实施方式】
[0018]下面结合具体的实施例对本发明的技术方案做进一步的描述，但本发明并不限于下述实施例。
[0019]本发明中冷凝点的测量方法依据《GB510-83石油产品凝点测定》进行，冷滤点的测量方法依据《SH/T0248-2006柴油和民用取暖油冷滤点测定法》进行。
[0020]本发明所用原料:
[0021]蒙脱石(分析纯)购自泰坦科技；[〇〇22]十六烷基三甲基溴化铵(分析纯)购自泰坦科技；
[0023]降凝剂购自上海海联润滑材料科技有限公司；[〇〇24]0#石化柴油购自上海松江加油站公司。[〇〇25] 实施例1
[0026] —种新型纳米复合降凝剂，其通过包括如下步骤的方法制备而成:[〇〇27](1) 一定量纳米蒙脱石与十六烷基三甲基溴化铵在水为溶剂下，80°C条件下进行有机改性反应，即得到有机改性蒙脱石；
[0028](2)将有机改性后的纳米蒙脱石材料与聚合物降凝剂置于烧瓶中，采用熔融共混法，在120°C下反应3小时，即得一种新型纳米复合降凝剂；
[0029]上述反应所用的聚合物降凝剂、有机改性纳米蒙脱石的量，按质量比计算，即聚合物降凝剂:有机改性纳米蒙脱石为2:1;
[0030]所述的聚合物降凝剂为聚乙烯-醋酸乙烯酯类降凝剂T1804;[0031 ]将上述纳米复合降凝剂添加质量比优选为0.1 %，加入到0#柴油中，经测试与0#柴油相比，含有新型纳米复合降凝剂柴油的冷滤点和冷凝点分别降低16°C和22°C。[〇〇32] 对照实施例1
[0033]将聚合物降凝剂以0.1%的质量比与0#柴油进行混合；[〇〇34]上述所用的聚合物降凝剂为聚乙烯_醋酸乙烯酯类降凝剂T1804;
[0035]经测试与0#柴油相比，含有聚合物降凝剂柴油的冷滤点和冷凝点分别降低8°C和 13。。。
[0036]通过上述实施例1和对照实施例1进行对比，可以看出含有新型纳米复合降凝剂的柴油，降凝效果更佳，这主要是由于新型纳米复合降凝剂是聚合物降凝剂与纳米蒙脱石材料以2:1质量比进行复合，在高温下，聚合物降凝剂与纳米蒙脱石二者都同时达到熔点，形成一种混合均匀的熔融态物质，使新型纳米复合降凝剂其不仅具有普通降凝剂的降凝效果，而且所含的纳米蒙脱石材料由于具有较高的表面能，还会进一步增强其降凝效果。 [〇〇37] 实施例2
[0038] —种新型纳米复合降凝剂，其通过包括如下步骤的方法制备而成:[〇〇39](1) 一定量纳米蒙脱石与十六烷基三甲基溴化铵在水为溶剂下，80°C条件下进行有机改性反应，即得到有机改性蒙脱石；
[0040](2)将有机改性后的纳米蒙脱石材料与聚合物降凝剂置于烧瓶中，采用熔融共混法，在120°C下反应3小时，即得一种新型纳米复合降凝剂；
[0041]上述反应所用的聚合物降凝剂、有机改性纳米蒙脱石的量，按质量比计算，即聚合物降凝剂:有机改性纳米蒙脱石为4:1;[〇〇42]所述的聚合物降凝剂为聚乙烯-醋酸乙烯酯类降凝剂T1804;
[0043]将上述纳米复合降凝剂添加质量比优选为0.1 %，加入到0#柴油中，经测试与0#柴油相比，含有新型纳米复合降凝剂柴油的冷滤点和冷凝点分别降低20°C和26°C。
[0044]对照实施例2
[0045]将聚合物降凝剂以0.1%的质量比与柴油进行混合；[〇〇46]上述所用的聚合物降凝剂为聚乙烯_醋酸乙烯酯类降凝剂T1804;
[0047]经测试与0#柴油相比，含有聚合物降凝剂柴油的冷滤点和冷凝点分别降低8°C和 13。。。
[0048]通过上述对照实施例2和应用实施例2进行对比，可以看出新型纳米复合降凝剂对于柴油的降凝效果更佳。应用实施例2中新型纳米复合降凝剂是由聚合物降凝剂与纳米蒙脱石以质量比为4:1的条件下制备而成，对于柴油的降凝效果最佳，这主要是因为在高温下，聚合物降凝剂与纳米蒙脱石二者都同时达到熔点，形成一种混合均匀的熔融态物质，二者相辅相成，共同起到降凝作用，而且所含的纳米蒙脱石材料由于具有较高的表面能，还会进一步增强其降凝效果，因此达到了最佳的降凝效果。
[0049]实施例3
[0050]—种新型纳米复合降凝剂，其通过包括如下步骤的方法制备而成:[〇〇51](1) 一定量纳米蒙脱石与十六烷基三甲基溴化铵在水为溶剂下，80°C条件下进行有机改性反应，即得到有机改性蒙脱石；
[0052](2)将有机改性后的纳米蒙脱石材料与降凝剂置于烧瓶中，采用熔融共混法，在 120°C下反应3小时，即得一种新型纳米复合降凝剂；
[0053]上述反应所用的聚合物降凝剂、有机改性纳米蒙脱石的量，按质量比计算，即聚合物降凝剂:有机改性纳米蒙脱石为4:1;[〇〇54]所述的聚合物降凝剂为聚甲基丙烯酸酯类降凝剂10-330;
[0055]将上述纳米复合降凝剂添加质量比优选为0.1 %，加入到0#柴油中，经测试与0#柴油相比，含有新型纳米复合降凝剂柴油的冷滤点和冷凝点分别降低18°C和24°C。[〇〇56] 对照实施例3
[0057]将聚合物降凝剂以0.1%的质量比与0#柴油进行混合；
[0058]上述所用的聚合物降凝剂为聚甲基丙烯酸酯类降凝剂10-330;
[0059]经测试与0#柴油相比，含有聚合物降凝剂柴油的冷滤点和冷凝点分别降低7°C和12。。。
[0060]通过上述实施例1和应用实施例1进行对比，可以看出含有新型纳米复合降凝剂的柴油，降凝效果更佳，这主要是由于新型纳米复合降凝剂在聚合物降凝剂与纳米蒙脱石材料以4:1的质量比，在高温下，聚合物降凝剂与纳米蒙脱石二者都同时达到熔点，形成一种混合均匀的熔融态物质，二者相辅相成，共同起到降凝作用不仅具有普通降凝剂的降凝效果，而且所含的纳米蒙脱石材料由于具有较高的表面能，还会进一步增强其降凝效果。[0061 ] 实施例4
[0062] —种新型纳米复合降凝剂，其通过包括如下步骤的方法制备而成:[〇〇63](1) 一定量纳米蒙脱石与十六烷基三甲基溴化铵在水为溶剂下，80°C条件下进行有机改性反应，即得到有机改性蒙脱石；
[0064](2)将有机改性后的纳米蒙脱石材料与降凝剂置于烧瓶中，采用熔融共混法，在 120°C下反应3小时，即得一种新型纳米复合降凝剂；
[0065]上述反应所用的聚合物降凝剂、有机改性纳米蒙脱石的量，按质量比计算，即聚合物降凝剂:有机改性纳米蒙脱石为1:1;[〇〇66]所述的聚合物降凝剂为聚甲基丙烯酸酯类降凝剂10-330,聚乙烯-醋酸乙烯酯类降凝剂11804;
[0067]将上述纳米复合降凝剂添加质量比优选为0.1 %，加入到0#柴油中，经测试与0#柴油相比，含有新型纳米复合降凝剂柴油的冷滤点和冷凝点分别降低12°C和18°C。
[0068]实施例5
[0069]—种新型纳米复合降凝剂，其通过包括如下步骤的方法制备而成:
[0070](1) 一定量纳米蒙脱石与十六烷基三甲基溴化铵在水为溶剂下，80°C条件下进行有机改性反应，即得到有机改性蒙脱石；
[0071](2)将有机改性后的纳米蒙脱石材料与降凝剂置于烧瓶中，采用熔融共混法，在 120°C下反应3小时，即得一种新型纳米复合降凝剂；
[0072]上述反应所用的聚合物降凝剂、有机改性纳米蒙脱石的量，按质量比计算，即聚合物降凝剂:有机改性纳米蒙脱石为8:1;[〇〇73]所述的聚合物降凝剂为聚甲基丙烯酸酯类降凝剂10-330,聚乙烯-醋酸乙烯酯类降凝剂11804;
[0074]将上述纳米复合降凝剂添加质量比优选为0.1 %，加入到0#柴油中，经测试与0#柴油相比，含有新型纳米复合降凝剂柴油的冷滤点和冷凝点分别降低18°C和20°C。
[0075]综上所述，本发明的一种新型纳米复合降凝剂，其中所含的纳米材料与降凝剂共同起到降凝作用，所含的纳米材料由于具有较高的表面能，为了维持体系能量稳定，在添加纳米复合降凝剂的柴油中蜡晶在析出聚集时趋向于比添加等量纯降凝剂柴油中蜡晶更紧凑的排布方式，以减小界面面积降低表面能。紧凑的蜡晶聚集体使得更多原来被包裹的液态油被释放出来，大大降低了蜡-油界面面积。一方面使得柴油流动时蜡晶与液态柴油间摩擦耗散能量减少，使得柴油低温下黏度进一步降低，流动性进一步改善;另一方面蜡晶表面能的降低导致柴油体系形成的胶凝结构的温度和强度也大大降低，从而进一步使得柴油低温性能得到改善。
[0076]上述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所做的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种纳米复合降凝剂的制备方法，其特征在于，其以有机改性纳米蒙脱石和聚合物 降凝剂为原料，通过熔融共混法制备得到。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，有机改性纳米蒙脱石和聚合物降凝剂 的质量比为1:1?1:8。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机改性纳米蒙脱石通过将纳米 蒙脱石和十六烷基三甲基溴化铵混合在水中，75-85°C的温度下进行改性反应得到。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，纳米蒙脱石和十六烷基三甲基溴化铵 的质量比为1:2。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物降凝剂选自聚甲基丙烯酸 酯类降凝剂10-330或聚乙烯-醋酸乙烯酯类降凝剂T1804中的一种或两种。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，熔融共混时的温度为120°C。7.—种根据权利要求1-6之一所述的制备方法得到的纳米复合降凝剂。
【文档编号】C10L1/12GK105969433SQ201610345085
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】韩生, 赵志成, 薛原, 蔺华林, 韩治亚, 许广文, 陈达明, 周嘉伟, 刘平, 廉翔, 陈红艳, 陈子奇
【申请人】上海应用技术学院