乳化油(以稳定状态存在的微小油粒)
乳化油(Emulsified oil )是以稳定状态存在(不上浮,不凝聚)的微小油粒,粒径约在0.5~25 μm之间,为淡褐色至深褐色液体或半固体,属于金属切削油的一类。作用以冷却为主,润滑为次,用于车制、锯断、钻孔、磨制等金属粗加工。
Emulsified oil
冷却为主,润滑为次
基础油和添加剂
淡褐色至深褐色液体或半固体
金属削切油的一种
简介
通常所说的乳化油是将燃油(汽油、柴油或重油)70%~90%加水近30%~10%(质量比,下同),再加添加剂0.5%~1%,而后通过专用设备进行乳化。使油液成为油包水型分子基团,颗粒越小、越均匀,乳化油的稳定期越长,一般1~6个月,乳化油的油水分离即破乳,破乳后将失去其性能。在乳化油的油粒表面多吸附有两性分子,如表面活性剂,油粒的表面呈双电层结构。去除乳化油多采用溶气气浮法,并在气浮前加入混凝剂,使乳化油脱稳,以提高气浮除油的效果。乳化油的燃烧过程
乳化油燃烧过程的物理作用即所谓“微爆”理论。油包水型分子基团,油是连续相,水是分散相。由于油的沸点比水高,受热后水总是先达到沸点而蒸发或沸腾。当油滴中的压力超过油的表面张力及环境压力之和时,水蒸气将冲破油膜的阻力使油滴发生爆炸,形成更细小的油滴,这就是所说的微爆或称二次雾化。爆炸后的细小油滴更容易燃烧。因此,油液燃烧的更完全,使内燃机或油炉达到节能之效果。化学作用即水煤气反应。在缺氧条件下,燃料中由于高温裂解产生的碳粒子,能与水蒸气反应生成CO2和H2,使碳粒子能充分燃烧,提高了燃烧率,降低了排烟中的烟尘含量。
乳化油的组成
乳化油由基础油和添加剂(乳化剂、防锈剂)组成,只有它们比例配合适当,乳化油才更稳定。
基础油基础油、缓蚀剂及乳化剂配合适当,才能使乳化油稳定。不同油相要求不同的HLB值的乳化剂,而油相的不同组合,其要求的HLB值也要变化。基础油是缓蚀剂的载体,它的黏度影响乳化油的稳定性。黏度低,易于乳化;但黏度过低,形成保护油膜太薄,不利于防锈,所以基础油的黏度要适中。
添加剂(1)乳化剂。乳化剂是乳化液的稳定剂,是一类表面活性剂。它能降低互不相溶的液体间的界面张力,使之形成乳化液。表面活性剂分子一般总是由非极性的、亲油(疏水)的碳氢链部分和极性的、亲水(疏油)的基团共同构成。这两部分处于分子两端,形成不对称的结构。因此,表面活性剂分子是一种两亲分子,具有既亲油又亲水的两亲性质。
(2)防锈剂。防锈添加剂主要有水溶性防锈剂和油溶性防锈剂两大类。防锈过程主要是游离碱与水溶性缓蚀剂作用的过程,如三乙醇胺可与金属发生作用,并在金属表面生成不溶性的致密氧化膜,阻止金属的电化学腐蚀。但加入三乙醇胺一定要适量,过量后不但不溶解,反而会影响乳化,甚至破乳。
(3)稳定剂。稳定剂的作用除了稳定油相,使之不分层,并且呈透明均相之外,还能使乳化液在常温和高温下稳定,防止或减少乳化液的分层和析油。选用的稳定剂多为异丙醇、多元醇(乙二醇类)、乙醇、高碳醇、二三乙醇胺、苯乙醇胺等。
(4)除上述添加剂外,还包括极压剂、碱保持剂、杀菌剂、消泡剂、络合剂等。
乳化油的分类
乳化油的类型主要取决于乳化剂的性质。乳化剂或表面活性剂是否能溶解在水中或油中,取决于其中的亲水基团和亲油基团的相对浓度,一般用“亲憎平衡值”(HLB)来表示,HLB越大则亲水性越好。
HLB大于20,表明该物质几乎是亲水的,不溶于油。HLB为零,表明该物质没有亲水性,只溶于油。为得到油包水型的乳化液,HLB值应在2~6之间。当HLB值高达12~18时,将形成水包油型乳化液。在正常情况下,油包水型乳化液的水珠直径为2~5 μm,能稳定地保存数日甚至数周时间,其中的水珠不会沉降或分离。但以工业用重油或渣油制成乳化液时,不加入任何表面活性剂也可获得令人满意的油包水型乳化油。
乳化油的用途
乳化油根据用途不同分为1号、2号、3号、4号。分类行业标准如右图所示。其中1号防锈性较好,2号清洗性较好,3号极压性较好,4号是透明型的(适用于特种要求的金属加工冷却亦可作内燃机冷却液)。乳化油与水按一定比例混合,调制成乳化液,具有防锈、清洗、极压性能,适用于金属加工、切削等过程中作为冷却液使用。