技术领域
[0001] 本
发明属于日用化工产品生产技术领域，特别是涉及一种生产上光蜡的方法，尤其是适用于各种硬质表面（地板、家具、
汽车等）的上光蜡产品的生产方法。
背景技术
[0002] 上光产品主要是产生或恢复各种表面（地板、家具、汽车等）的光泽，同时起到清洁、抗磨损、防
腐蚀（
风吹日晒）、防
水、抗高温、防紫外线、防静电、抗划伤等作用。
[0003] 上光蜡按外观形态不同，可分为固体、膏体、液体等类型。按分散介质不同，可分为
溶剂分散、乳化分散等类型；从组成上讲，上光蜡包括挥发性组分和成膜组分及辅助性组分（乳化剂、
研磨剂、
增稠剂、抗
氧剂、抗紫外线剂、香精等）三大类物质。挥发性组分（对溶剂分散类产品是各种
有机溶剂，对乳化分散类产品是水、醇等物质）主要用于改进上光蜡的施工性能并清洁被涂饰表面的污迹；成膜组分起到上光等作用。上光蜡的成膜组分一般包括蜡、
硅油、
树脂（聚
碳酸树脂、聚
氨酯树脂、氟树脂、聚
丙烯酸酯树脂等）等憎水物质。上光蜡所使用的蜡主要包括
石油蜡（
石蜡、
微晶蜡）、天然蜡（蜂蜡、白虫蜡、卡那巴蜡、小烛树蜡、
褐煤蜡、米糠蜡等）、合成蜡（聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、氧化聚丙烯蜡）等。
[0004] 采用溶剂分散的硬膏体上光蜡使用最早，具有揩擦后蜡膜的光
亮度、光泽的持久性和抗水性等都比较好等优点，至今得到广泛使用。
[0005] 一些上光蜡产品在使用过程中会遇到较高的环境
温度，如汽车漆膜涂层表面在夏天日晒时最高温度达70℃～80℃，如果配方中含有过多的低熔点组分，形成的蜡膜在高温环境下较容易
软化，导致
吸附灰尘，将使涂层表面的光泽下降，影响需要上光物品的外观。各种天然蜡及合成蜡能产生较好的光泽并且耐热性好，但价格高。
[0006] 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℃。微晶蜡是减压渣油经丙烷等溶剂脱
沥青后再经脱蜡、脱油、精制和成型等步骤生产的，一般由C30～C60的异构烷烃和少量正构烷烃、环烷烃组成，通常滴熔点为65℃～92℃，固态下具有比石蜡更细小的针状结晶结构。
[0007] 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。
[0008] 石油蜡是多种碳数的正构烷烃、异构烷烃、环烷烃等的烃类混合物，碳数分布较宽，因此其中必定含有一定数量的低熔点组分（油及熔点较低的蜡）。上光蜡中过多使用石蜡、微晶蜡等石油蜡会造成上光膜耐热性差。
[0009] 费-托（F-T）合成技术是1923年发明的，主要包括高温合成技术和低温合成技术，二十世纪九十年代以来F-T合成工艺及催化剂都取得了突破性的进展，F-T合成产品日益丰富。F-T合成产物化学组成中以正构烷烃为主，有少量异构烷烃，还含有较多的烯烃和含氧化合物，并且碳数分布很宽。F-T合成产物由于含有大量低熔点组分，直接用于上光蜡配方中也会使上光膜耐热性差。
[0010] 在蜡产品生产工艺方面，常用的分离加工手段有蒸馏、溶剂分离、发汗分离等。
[0011] 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。如CN201410217632.3（一种提高费托蜡
凝固点的方法）介绍将原料在高温高
真空下除去低沸点物质，再在极高真空下进一步蒸馏精制，以制备高熔点蜡产品。同时熔点在70℃以上的烃类的沸点在500℃（常压）以上，采用蒸馏进行分离时效率大大下降。
[0012] 溶剂分离方法是利用蜡中各种组分在溶剂中的
溶解度不同的性质进行分离提纯的，如CN200410043806.5（一种分割聚乙烯蜡的方法）、CN201110351185.7（一种分离聚乙烯副产物聚乙烯蜡的方法），所得高熔点聚乙烯蜡可用于上光蜡等产品的生产。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。
[0013] 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。
[0014] 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；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。
[0015] 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。
[0016] 普通发汗工艺可以生产熔点在40℃～60℃的皂用蜡和低熔点石蜡，不适宜生产熔点在70℃以上的蜡产品。普通发汗工艺生产40℃～60℃的皂用蜡和低熔点石蜡时，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）两类组分虽然分别处于固体和液体两种相态，但是也很难完全分离。为使最终产品符合要求，通常采用延长发汗时间（降低升温速度）并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；试验表明普通发汗工艺生产熔点在70℃以上的蜡产品时，发汗后期蜡上的碳分布宽度和正构烷烃含量与收率无关，即蜡上的碳分布宽度不随收率的下降而下降，正构烷烃含量也不随收率的下降而提高，所以至今未见以发汗工艺生产熔点在70℃左右的蜡产品的报导。
[0017] 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。
[0018] 多年来，发汗方法在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，但这些改进仍不能生产熔点在70℃以上的蜡产品。
[0019] 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，采用发汗工艺生产不含低熔点物质的高熔点蜡产品日益引起人们的关注，同时在不影响上光蜡耐高温等性能的同时降低上光蜡产品的生产成本的需求更加迫切。
发明内容
[0020] 针对
现有技术的不足，本发明提供了一种生产上光蜡的方法，包括乳化、发汗、调配三个部分。具体地说是以正构烷烃重量含量为80%以上的F-T合成产物为发汗原料，在普通发汗工艺的
基础上，优选将发汗原料与两种及以上可反应生成气体的物质的水溶液分别乳化并混合后进行发汗，利用水溶液和反应生成的气体在蜡层中形成微小空间，在结晶过程中增加恒温过程，有利于发汗阶段液态组分的排出；并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与液态组分，增强了分离效果并加快了分离速度；从而生产出不含低熔点组分的基础材料；基础材料再与硅油、天然蜡、溶剂等组分调配即为上光蜡产品。本发明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，上光蜡产品耐高温性能好等优点。
[0021] 本发明的一种生产上光蜡的方法，包括以下内容：
[0022] （A）乳化：包括以下步骤：
[0023] （A1）油相材料制备：以F-T合成产物为发汗原料加热熔化；加入油溶性乳化剂，搅拌均匀，形成油相材料；
[0024] （A2）水相材料制备：将组分（Ⅰ）和组分（Ⅱ）分别溶于水并加热，形成组分（Ⅰ）的水相材料和组分（Ⅱ）的水相材料；
[0025] （A3）乳化液制备：将组分（Ⅰ）的水相材料和组分（Ⅱ）的水相材料分别在搅拌条件下加入到油相材料中，继续搅拌5～60分钟，以形成组分（Ⅰ）的乳化液和组分（Ⅱ）的乳化液；
[0026] （B）发汗：包括以下步骤：
[0027] （B1）准备工作：将（A3）过程制备的组分（Ⅰ）的乳化液和组分（Ⅱ）的乳化液在压
力条件下混合均匀，再将混合乳化液装入发汗装置；
[0028] （B2）结晶：在压力条件下先以1.0℃/h～10.0℃/h的速率将混合乳化液冷却至发汗原料滴熔点+4℃～滴熔点+8℃；再以1.0℃/h～3.0℃/h的速率将蜡层降温至发汗原料滴熔点～滴熔点+4℃并恒温一段时间；再以2.0℃/h～4.0℃/h的速率将蜡层降温至原料滴熔点以下5℃～30℃的降温终止温度；
[0029] （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；
[0030] （B4）发汗：以0.5℃/h～3.5℃/h的速率升温；蜡层达到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；
[0031] （B5）精制：蜡上经精制后即为上光蜡用基础材料；
[0032] （C）调配：将基础材料与硅油、天然蜡、溶剂按比例熔融混合均匀，冷却后即为上光蜡产品。
[0033] 本发明的方法中，所述的F-T合成产物，其正构烷烃重量含量要求为80%以上，优选正构烷烃含量为90%以上的F-T合成产物作为发汗原料。
[0034] 本发明的方法中，将发汗原料在油溶性乳化剂存在下分别与组分（Ⅰ）的水溶液和组分（Ⅱ）的水溶液乳化制备成组分（Ⅰ）乳化液和组分（Ⅱ）乳化液，再在压力下混合后进行发汗。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、阳离子型表面活性剂、两性型表面活性剂中的一种或几种。油溶性乳化剂的HLB值在1～10，优选为3～8。所述表面活性剂的凝固点或熔点低于步骤（B4）发汗的最高温度（即步骤（B4）中所述的预定温度）。
[0035] 其中，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；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；两性型表面活性剂选自十二烷基甜菜
碱、十二烷基二甲基氧化铵、脂肪烃基咪唑啉衍
生物、烷基咪唑啉衍生物、脂肪酸衍生物、两性型改性环氧乙烷加成物构成的一组物质。
[0036] 本发明中，所述的油溶性乳化剂优选为两种以上表面活性构成的复合乳化剂。
[0037] 本发明的方法中，步骤（A2）所述的组分（Ⅰ）和组分（Ⅱ）是可溶于水，并能互相反应生成气体的一组对应物质。如，组分（Ⅰ）可以选自
水溶性酸中的至少一种，组分（Ⅱ）可以选自碳酸盐、碳酸氢盐、亚
硫酸盐、亚硫酸氢盐、金属硫化物中的至少一种；或者，组分（Ⅰ）也可以选自无机碱中的至少一种，组分（Ⅱ）可以选自无机铵盐中的至少一种；或者，组分（Ⅰ）选自
盐酸，组分（Ⅱ）选自高氯酸盐、氯酸盐、
次氯酸盐中的至少一种；或者，组分（Ⅰ）也选自盐酸，组分（Ⅱ）选自尿素。
[0038] 其中，所述的水溶性酸包括
无机酸和/或
有机酸。无机酸选自高氯酸、
氢碘酸、硫酸、
氢溴酸、盐酸、
硝酸、碘酸、亚硫酸、
磷酸、亚硝酸、
氢氟酸构成的一组物质；有机酸选自甲磺酸、苯磺酸、十二烷基苯磺酸、三氟甲磺酸、氨基磺酸、甲亚磺酸、苯亚磺酸、硫代乙酸、甲硫醇、苯硫酚、
甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、正庚酸、正辛酸、
草酸、
丙二酸、
酒石酸、琥珀酸、
己二酸、
柠檬酸、丙烯酸、丁烯酸、油酸、富
马酸、马来酸、
苯甲酸、苯乙酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、水杨酸、咖啡酸、乙醇酸，乳酸、苹果酸、一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、三氟乙酸、全氟丁酸、全氟辛酸构成的一组物质。
[0039] 所述的组分（Ⅰ）和组分（Ⅱ）优选为价格低廉、来源广泛、自身及反应产物无毒、无刺激性气味的酸与碳酸盐（碳酸氢盐）。如组分（Ⅰ）优选为盐酸和/或硫酸，组分（Ⅱ）优选为碳酸钠、碳酸
钾、
碳酸氢钠、碳酸氢钾中的至少一种。本发明中，组分（Ⅰ）和组分（Ⅱ）的水溶液中组分（Ⅰ）和组分（Ⅱ）的
质量浓度为0.1%～10.0%，优选1.0%～5.0%。
[0040] 本发明的方法中，步骤（A3）所得到乳化液的组成为：发汗原料蜡质量百分数为60.0%～90.0%，组分（Ⅰ）和组分（Ⅱ）的水溶液的质量百分数之和为9.9%～30.0%，油溶性乳化剂的质量百分数为0.1%～10.0%。所得乳化液的优选组成为：发汗原料蜡质量百分数为
65.0%～84.0%，组分（Ⅰ）和组分（Ⅱ）的水溶液的质量百分数之和为15.0%～30.0%，油溶性乳化剂的质量百分数为1.0%～5.0%。
[0041] 步骤（A3）所述的乳化采用本领域的常规操作。如所述乳化的条件为：在75℃～99℃下，以50～5000转/分钟的搅拌速度混合5～60分钟；优选为在85℃～98℃下，以100～1000转/分钟的搅拌速度混合10～30分钟。步骤（A1）和步骤（A2）中一般分别将油相材料和水相材料加热至90℃～95℃和92℃～99℃。
[0042] 本发明的方法中，所述的发汗装置一般为发汗皿，并在蜡层以上增加可拆卸的密封系统及加压装置，用于在步骤（B1）和（B2）过程中在蜡层上方施加气压以抑制在准备工作和结晶过程中反应生成的气体逸出蜡层。所述的压力（表压）为5.0～50.0个
大气压，优选为20.0～35.0个大气压的气压。
[0043] 本发明的方法中，步骤（B2）过程中优选先以1.0℃/h～10.0℃/h的速率冷却至发汗原料滴熔点+4℃～滴熔点+8℃范围内；其后在步骤（B2）恒温前的降温速率优选为1.5℃/h～2.5℃/h；恒温阶段的时间优选为1.0～4.0小时；在恒温后的降温速率优选为2.5℃/h～3.5℃/h；降温终止温度优选为发汗原料蜡滴熔点以下8℃～15℃。
[0044] 本发明的方法中，步骤（B3）所述恒温的时间为0.1～5.0小时，优选0.5～3.0小时；同时逐渐降低压力至常压。所述压力降低的速率一般为0.1～150.0个大气压/小时，优选为
5.0～50.0个大气压/小时。
[0045] 本发明的方法中，所述的发汗皿在蜡层以上增加加压装置和/或在蜡层以下增加真空装置，使蜡层上下形成压力差。步骤（B4）所述的强制气流通过蜡层采用在蜡层上方增加压力（气压）和/或在蜡层下方降低压力（气压），使蜡层上、下方（侧）形成压力差实现。所述的压力差一般为0.1～5.0个大气压，优选为0.2～2.0个大气压，以强制气流通过蜡层。
[0046] 本发明的方法中，步骤（B4）所述升温速率优选1.0℃/h～3.0℃/h。所述升温的预定温度（即终止温度）为基础材料滴熔点-10℃～基础材料滴熔点。所述的升温至预定温度后，增加恒温阶段可以使固态组分与液态组分分离更充分，恒温阶段的时间为0.1～10.0小时，优选为1.0～8.0小时，最优选为2.0～6.0小时。
[0047] 本发明的方法中，所述蜡层的升温速度和降温速度，可以通过空气浴、水浴、油浴或者其他可行的方式进行控制，优选采用水浴或油浴。采用水浴或油浴方式控制蜡层升温速率和降温速率时，可在发汗皿外增加夹套，夹套与可移动盘管及循环系统相连，循环系统具有程序降温/加热功能，循环系统加入水或
导热油等物质作为循环介质；装料后将盘管浸没并固定在蜡层中，可使蜡层升/降温过程更快、蜡层温度更均匀。
[0048] 本发明的方法中，步骤（B4）所述的强制气流通过蜡层可以在发汗过程任意阶段实施，优选在发汗初期实施。
[0049] 本发明的方法中，步骤（B4）所述的强制气流通过蜡层是采用在蜡层上方增加气
压实现的，如可在蜡层上方施加0.2～2.0个大气压的表压压力，而蜡层下方保持为常压。
[0050] 本发明的方法中，步骤（B4）所述的强制气流通过蜡层是采用在蜡层下方降低气压实现的，如可在蜡层上方保持常压，而在蜡层下方维持-0.2～-1.0个大气压的表压压力。
[0051] 本发明的方法中，过程（C）中所述硅油可以是甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氢硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羟基硅油、乙基含氢硅油、氨基硅油中的一种或其混合物。所述天然蜡可以是蜂蜡、白虫蜡、卡那巴蜡、小烛树蜡、
褐煤蜡、米糠蜡中的一种或其混合物。所述溶剂可以是正戊烷、正己烷、正辛烷、D40、D60、D80、90号、120号、180号、190号、200号、ExxsolD40、ExxsolD80、ExxsolD110、ExxsolD130、ExxsolDSP80/100、苯、
甲苯、二甲苯、环己烷、环己
酮、甲苯环己酮、氯苯、二氯苯、二氯甲烷、乙醚、环氧乙烷、
醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、丁二酸二甲酯、
戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇醚酯、
苯酚、松节油、无味
煤油中的一种或其混合物。所述溶剂优选为无毒、低气味、挥发性适当、价格低、来源广的D40、D60、D80、90号、120号、180号、190号、200号、ExxsolD40、ExxsolD80、ExxsolD110、ExxsolD130、ExxsolDSP80/100、醋酸丙酯、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯中的一种或其混合物。
[0052] 本发明的方法中，以质量计步骤（C3）中所述上光蜡的组成为：基础材料5.0%～29.0%、硅油0.1%～6.0%、天然蜡1.0%～15.0%、溶剂50.0%～93.9%；优选的组成为：基础材料
10.0%～25.0%、硅油1.0%～5.0%、天然蜡4.0%～10.0%、溶剂60.0%～85.0%。
[0053] 其中，步骤（C3）中所述的上光蜡还可以根据需要加入抗氧剂、香精中的一种以上作为添加剂。以上光蜡质量计所述添加剂的加入量为：抗氧剂0.1～1.0%，优选0.1～0.5%；香精0.1～1.0%，优选0.2～0.5%。
[0054] 所述的抗氧剂可以是抗氧剂BHT、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂CA、抗氧剂1330、抗氧剂3114、抗氧剂164、抗氧剂168、抗氧剂264、抗氧剂B215、抗氧剂B225中的一种或其混合物。
[0055] 分析表明，F-T合成产物中不含硫、氮、芳烃等杂质，经过精制容易达到很高的纯度；低温F-T合成产物的化学组成中以正构烷烃为主且分布很宽，并含有少量的烯烃和含氧化合物。由于存在烯烃组分会使高温下的
稳定性变差，含氧化合物有特殊的气味。大量低熔点组分使其直接用作上光蜡组分时会导致耐高温性能变差。因此F-T合成产物不适宜直接用上光蜡的调配组分。
[0056] 发汗分离方法是利用各种组分熔点不同的性质进行分离的。针对发汗过程的研究表明，发汗过程中液态组分是顺着结晶部分逐渐排出的，类似于液体在毛细管中流动的情况。但是对于熔点在70℃左右的高熔点蜡，由于原料化学组成复杂，导致结晶时
晶体结构细小致密，对液态组分的排出形成巨大的滤流阻力，这就造成仅靠重力自然分离的普通发汗过程中固态组分与液态组分难以完全分离，因此普通发汗分离工艺不能生产熔点在70℃以上的蜡产品。
[0057] 本发明为了生产低成本的耐高温上光蜡产品，通过对F-T合成产物的组成的深入研究，针对F-T合成产物含有一定量的烯烃和含氧化合物（这些组分的熔点通常低于65℃，属低熔点组分），还含有大量烷烃类的低熔点组分是造成F-T合成产物不适宜直接用于调配上光蜡产品的原因，通过采用发汗方法去除这些非适宜组分，再与硅油、天然蜡、溶剂油混合生产上光蜡产品。
[0058] 通过对普通发汗过程的深入研究，针对固态组分与液态组分难以分离的原因，在发汗过程中采用强制气流通过蜡层，同时还优选将发汗原料蜡与两种可反应生成气体的组分乳化后进行发汗并在结晶和发汗过程中增加恒温阶段，这些措施有效地去除了发汗原料中烯烃、含氧化合物和低熔点烷烃等非适宜组分，使产物适于用作上光蜡的基础材料。
[0059] 针对发汗过程中固态组分与液态组分难以分离的原因，通过在发汗过程中采用气流通过蜡层携带出液态组分的方法强制固态组分与液态组分的分离，增强了分离效果并加快了分离速度；同时还优选将发汗原料蜡与两种可反应生成气体的组分分别乳化后形成W/O型乳化液，再在压力条件下混合后进行发汗。混合乳化液中的水溶液以微小粒子形态均匀分布在原料蜡层中；由于是W/O型乳化液，可反应的两种组分由于油膜的隔离作用而不反应或以较慢的速度反应；在压力条件下将乳化液冷却至熔点以下5℃～30℃，在步骤（B1）和（B2）过程中在蜡层以上施加压力，可以抑制在准备工作和结晶等过程中反应生成的气体逸出蜡层。在降温过程中增加高温恒温阶段可以使蜡的结晶更大，有利于发汗过程中液态组分的排出。针对蜡结晶过程的研究表明，蜡的化学组成是决定结晶形态的最主要因素，同时冷却过程的条件也会影响结晶形态，尤其是在滴熔点附近的温度下的冷却条件对结晶形态的影响最明显。蜡在冷却到滴熔点附近时，较大分子量的正构烷烃已形成结晶析出，这部分结晶体可以作为后续形成结晶的晶核，此时增加高温恒温阶段，可以使晶核能够充分增长，形成更大尺寸的晶体，这种更大尺寸的晶体虽然不如低熔点石蜡的结晶那样粗大，但这种增大的晶体结构对发汗阶段排出液态组分也是十分有利的。发汗原料降温至滴熔点以下后到发汗过程终止的时间里蜡层处于较软的固体状态，此过程中两种可反应的组分逐渐发生化学反应而释放出气体，在原料蜡层中形成均匀分布的微小气泡；在发汗过程中利用气流通过蜡层，一方面可携带出可反应物质的水溶液以在蜡层内形成微小空间，这些微小空间和气泡产生的微小空间在发汗过程中易于在蜡层中形成若干细小的通道，有利于发汗过程中液态组分的排出；另一方面气流可携带出液态组分以强制分离固态组分与液态组分，从而增强了分离效果并加快了分离速度。所选表面活性剂熔点或凝固点低于发汗过程的最高温度，并含有官能团，与发汗原料的相溶性较差，能在发汗过程中随液态组分一起排出。再辅以结晶后的恒温阶段使固体结晶更充分，以及发汗过程的恒温阶段使固态组分与液态组分分离更充分等方法，使得发汗工艺可以生产不含有低熔点组分的上光蜡用基础材料。
[0060] 基础材料与硅油、天然蜡、溶剂按比例熔融混合均匀，冷却后即为上光蜡产品。
[0061] 本发明的优点是：通过在发汗过程中采用强制气流通过蜡层携带出液态组分的方法增强了固态组分与液态组分的分离效果并加快了分离速度；增加结晶过程的恒温阶段，并利用可反应物质产生微小气泡形成的微小空间和水溶液排出后产生微小空间在发汗过程中形成若干细小通道，也有利于液态组分的快速排出；同时增加结晶后的恒温阶段以及发汗过程的恒温阶段等过程，从而使发汗工艺可以生产出不含低熔点组分的上光蜡用基础材料；基础材料再与硅油、天然蜡、溶剂以及抗氧剂、香精按比例熔融混合均匀即为上光蜡产品。本发明的方法具有装置投资低、生产过程简单且操作费用低、安全、节能且无溶剂污染环境、上光蜡产品耐高温性能好等优点。
具体实施方式
[0062] 本发明通过选用适宜的低温F-T合成产物为原料，在普通发汗工艺的基础上，发汗皿上部连接可拆卸的密封装置并与加压缓冲罐和
压缩机连接，和/或在发汗皿下部连接减压缓冲罐和真空
泵；发汗原料加热熔化并优选在乳化剂条件下与两种可反应生成气体的组分的水溶液分别乳化再在压力条件下混合均匀后装入发汗皿；以油浴控制蜡层升、降温速度；在结晶过程中增加恒温阶段；在发汗过程中，启动压缩机以在蜡层以上形成
正压，和/或启动
真空泵以在蜡层以下形成
负压，用以强制气流通过蜡层；蜡层温度达到预设温度并恒温一段时间后停止发汗过程；蜡上经精制后上光蜡用基础材料；基础材料再与硅油、天然蜡、溶剂等其它组分熔融混合后即为上光蜡产品。本发明的方法具有装置投资低、生产过程简单且操作费用低、安全、节能且无溶剂污染环境、上光蜡产品耐高温性能好等优点。
[0063] 以下通过
实施例1-4具体说明本发明的生产上光蜡的方法。如无特别注明，以下所涉及的%均为质量百分数，所述压力均为表压。
[0064] 实施例1
[0065] 本实施例包括：（A）乳化、（B）发汗、（C）调配三部分。
[0066] （A）乳化：包括（A1）油相材料制备、（A2）水相材料制备、（A3）乳化液制备三个步骤。
[0067] （A1）油相材料制备：
[0068] 取中国石油化工股份有限公司低温F-T合成实验装置的
蜡油产物（正构烷烃含量为95.50wt%；滴熔点86.2℃；针入度（25℃）55（10-1mm）；针入度（65℃）＞200（10-1mm））68.0Kg，加热至95℃熔化后加入2.5Kg二乙二醇脂肪酸酯、0.7Kg四乙二醇单硬脂酸酯和
0.4Kg十二烷基甜菜碱，搅拌均匀后平均分成两份。
[0069] 从25℃和65℃的针入度可以看出该蜡油产物中含有大量低熔点物质。
[0070] （A2）水相材料制备
[0071] 组分（Ⅰ）水相材料制备：配制浓度为0.8%的HCl溶液，取13.2Kg并加热至98℃；
[0072] 组分（Ⅱ）水相材料制备：配制浓度为1.2%的Na2CO3溶液，取13.2Kg并加热至98℃。
[0073] （A3）乳化液制备
[0074] 组分（Ⅰ）乳化液制备：以450 r /min的速度搅拌前述油相材料中的一份，并将组分（Ⅰ）水相材料缓慢加入到油相材料中，继续搅拌25min，形成油包水型的组分（Ⅰ）的乳化液。
[0075] 组分（Ⅱ）乳化液制备：以900r/min的速度搅拌前述油相材料中的另一份，并将组分（Ⅱ）水相材料缓慢加入到油相材料中，继续搅拌10min，形成油包水型的组分（Ⅱ）的乳化液。
[0076] （B）发汗：包括（B1）准备工作、（B2）降温—高温恒温—降温结晶、（B3）低温恒温、（B4）升温-恒温发汗、（B5）精制五个步骤。
[0077] （B1）准备工作
[0078] 将发汗皿的密封系统与加压缓冲罐和压缩机连接好；在发汗皿下部安装减压缓冲罐并连接真空泵；将发汗皿夹套和可移动盘管与循环系统连接，将盘管固定在发汗皿上；以导热油为加热介质；启动循环系统的加热功能，使导热油升温至91℃。发汗皿皿板下方垫水。安装发汗皿上部的密封系统并加压至21.2～21.4个大气压；在21.2～21.4个大气压下将（A3）中制备的组分（Ⅰ）的乳化液与组分（Ⅱ）的乳化液混合均匀后加入发汗皿。
[0079] （B2）降温—高温恒温—降温结晶
[0080] 在21.2～21.4个大气压下，乳化液静置1.0h。启动循环系统的制冷功能，启动循环系统的制冷功能，以2.0℃/h的降温速率使蜡层温度下降至88.5℃并恒温3.0h进行高温恒温，以使晶体充分增长；再以3.0℃/h的降温速率使蜡层温度下降至76.0℃以使蜡层结晶形成固体。
[0081] （B3）低温恒温
[0082] 在76.0℃恒温1.0h以使蜡层结晶更充分，同时通过排空系统控制加压缓冲罐内压力以35个大气压/h的速率逐渐降低至常压。关闭循环系统的制冷功能。
[0083] （B4）升温—恒温发汗
[0084] 排出发汗皿垫水。发汗皿出口连接中间储罐（Ⅰ）以接收蜡下；启动压缩机并保持加压缓冲罐内压力稳定在1.4～1.6个大气压，发汗皿皿板下方保持常压；启动循环系统加热功能，以3.0℃/h的升温速率使蜡层温度升高到86.0℃。停压缩机。
[0085] 开启真空泵并保持减压缓冲罐内压力稳定在-0.5～-0.7个大气压，蜡层上方气压保持常压；以1.0℃/h的升温速率使蜡层温度升高到90.0℃并恒温5.0小时，以使蜡层中的固态组分与液态组分充分分离；停真空泵，终止发汗过程。
[0086] 发汗皿出口换接粗产品储罐（Ⅰ）以接收蜡上；继续升高导热油的温度到110℃，以熔化取出蜡上，即为粗产品（Ⅰ）。
[0087] （B5）精制
[0088] 粗产品（Ⅰ）经白土精制后即为基础材料（Ⅰ）。
[0089] 基础材料（Ⅰ）性质：滴熔点95.8℃；针入度（25℃）2 （10-1mm）；针入度（65℃）42（10-1mm）。色谱—质谱分析，未检出烯烃及醇、酸等含氧化合物。基础材料（Ⅰ）收率为34.6％（相对于发汗原料F-T合成蜡油）。
[0090] 从色谱—质谱分析未检出烯烃及醇、酸等含氧化合物可以看出原料中的这些物质已脱除；从25℃和65℃针入度可以看出发汗产物中低熔点物质已基本除去。
[0091] （C）调配
[0092] （C1）称取基础材料（Ⅰ）2.5Kg、卡那巴蜡（3#，巴西）1.0Kg，加热至110℃熔融后搅拌至均匀；
[0093] （C2）称取D80（清江石油化工有限责任公司）3.0 Kg、120号溶剂油（清江石油化工有限责任公司）3.1 Kg、硅油（300，北京航苹硅创化工）0.3 Kg、烷基硅油（silok–2300，广州斯洛柯化学）0.1Kg，加热至35℃并搅拌均匀；
[0094] （C3）将（C2）制备组分加入（C1）制备组分，搅拌均匀并降温至70℃后装入容器，冷却至常温即为上光蜡产品（Ⅰ）。
[0095] 上光蜡产品（Ⅰ）性质：高温稳定性：合格；低温稳定性：合格；光泽度增加值：14。符合GB/T 23437-2009标准要求。
[0096] 实施例2
[0097] 本实施例包括：（A）乳化、（B）发汗、（C）调配三部分。
[0098] （A）乳化：包括（A1）油相材料制备、（A2）水相材料制备、（A3）乳化液制备三个步骤。
[0099] （A1）油相材料制备：
[0100] 取中国石油化工股份有限公司低温F-T合成实验装置的蜡油产物（同实施例1）80.0Kg，加热至92℃熔化后加入1.7Kg失水山梨醇单硬脂酸酯、0.6Kg四乙二醇单硬脂酸酯和0.3Kg烷基苯磺酸钠，搅拌均匀后平均分成两份。
[0101] （A2）水相材料制备
[0102] 组分（Ⅰ）水相材料制备：配制浓度为1.9%的H2SO4溶液，取8.7Kg并加热至95℃；
[0103] 组分（Ⅱ）水相材料制备：配制浓度为2.8%的NaHCO3溶液，取8.7Kg并加热至95℃。
[0104] （A3）乳化液制备
[0105] 组分（Ⅰ）乳化液制备：以500 r /min的速度搅拌前述油相材料中的一份，并将组分（Ⅰ）水相材料缓慢加入到油相材料中，继续搅拌20min，形成油包水型的组分（Ⅰ）的乳化液。
[0106] 组分（Ⅱ）乳化液制备：以750r/min的速度搅拌前述油相材料中的另一份，并将组分（Ⅱ）水相材料缓慢加入到油相材料中，继续搅拌15min，形成油包水型的组分（Ⅱ）的乳化液。
[0107] （B）发汗：包括（B1）准备工作、（B2）降温—高温恒温—降温结晶、（B3）低温恒温、（B4）升温-恒温发汗、（B5）精制五个步骤。
[0108] （B1）准备工作和（B2）结晶过程中压力为29.3～29.5个大气压，其余同实施例1。
[0109] 本实施例生产的基础材料（Ⅱ）性质：滴熔点96.3℃；针入度（25℃）2 （10-1mm）；针-1入度（65℃）39（10 mm）。色谱—质谱分析，未检出烯烃及醇、酸等含氧化合物。基础材料（Ⅱ）收率为35.4％（相对于发汗原料F-T合成蜡油）。
[0110] 从色谱—质谱分析未检出烯烃及醇、酸等含氧化合物可以看出原料中的这些物质已脱除；从25℃和65℃针入度可以看出发汗产物中低熔点物质已基本除去。
[0111] （C）调配
[0112] （C1）称取基础材料（Ⅱ）2.2Kg、白虫蜡（河北东盛蜂蜡厂）0.8Kg，加热至110℃熔融后搅拌至均匀；
[0113] （C2）称取D60（清江石油化工有限责任公司）3.4Kg、200号溶剂油（中石化金陵分公司）3.3Kg、硅油（300，北京航苹硅创化工）0.2Kg、硅油（3000，北京航苹硅创化工）0.1Kg，加热至35℃并搅拌均匀；
[0114] （C3）将（C2）制备组分加入（C1）制备组分，搅拌均匀并降温至70℃后装入容器，冷却至常温即为上光蜡产品（Ⅱ）。
[0115] 上光蜡产品（Ⅱ）性质：高温稳定性：合格；低温稳定性：合格；光泽度增加值：12。符合GB/T 23437-2009标准要求。
[0116] 实施例3
[0117] 本实施例包括：（A）乳化、（B）发汗、（C）调配三部分。
[0118] （A）乳化：包括（A1）油相材料制备、（A2）水相材料制备、（A3）乳化液制备三个步骤。
[0119] （A1）油相材料制备：
[0120] 取中国石油化工股份有限公司低温F-T合成实验装置的蜡油产物（同实施例1）83.0Kg，加热至95℃熔化后加入1.4Kg二乙二醇单月桂酸酯、0.4Kg失水山梨醇单油酸酯和
0.2Kg聚氧丙烯硬脂酸酯，搅拌均匀后平均分成两份。
[0121] （A2）水相材料制备
[0122] 组分（Ⅰ）水相材料制备：配制浓度为1.9%的H2SO4溶液，取7.5Kg并加热至98℃；
[0123] 组分（Ⅱ）水相材料制备：配制浓度为4.2%的KHCO 3溶液，取7.5Kg并加热至98℃。
[0124] （A3）乳化液制备
[0125] 组分（Ⅰ）乳化液制备：以500 r /min的速度搅拌前述油相材料中的一份，并将组分（Ⅰ）水相材料缓慢加入到油相材料中，继续搅拌25min，形成油包水型的组分（Ⅰ）的乳化液。
[0126] 组分（Ⅱ）乳化液制备：以1000r/min的速度搅拌前述油相材料中的另一份，并将组分（Ⅱ）水相材料缓慢加入到油相材料中，继续搅拌10min，形成油包水型的组分（Ⅱ）的乳化液。
[0127] （B）发汗：包括（B1）准备工作、（B2）降温—高温恒温—降温结晶、（B3）低温恒温、（B4）升温-恒温发汗、（B5）精制五个步骤。
[0128] （B1）准备工作和（B2）结晶过程中压力为34.0～34.2个大气压，其余同实施例1。
[0129] 本实施例生产的基础材料（Ⅲ）性质：滴熔点95.5℃；针入度（25℃）2 （10-1mm）；针入度（65℃）38（10-1mm）。色谱—质谱分析，未检出烯烃及醇、酸等含氧化合物。基础材料（Ⅲ）收率为38.8％（相对于发汗原料F-T合成蜡油）。
[0130] 从色谱—质谱分析未检出烯烃及醇、酸等含氧化合物可以看出原料中的这些物质已脱除；从25℃和65℃针入度可以看出发汗产物中低熔点物质已基本除去。
[0131] （C）调配
[0132] （C1）称取基础材料（Ⅲ）2.2Kg、蜂蜡（河北东盛蜂蜡厂）0.8Kg，加热至110℃熔融后搅拌至均匀；
[0133] （C2）称取ExxsolD80（埃克森美孚）3.4Kg、ExxsolD130（埃克森美孚）3.3Kg、硅油（300，北京航苹硅创化工）0.2Kg、苯基硅油（RB-1558，广州雷邦化工）0.1Kg，加热至35℃并搅拌均匀；
[0134] （C3）将（C2）制备组分加入（C1）制备组分，搅拌均匀并降温至70℃后装入容器，冷却至常温即为上光蜡产品（Ⅲ）。
[0135] 上光蜡产品（Ⅲ）性质：高温稳定性：合格；低温稳定性：合格；光泽度增加值：15。符合GB/T 23437-2009标准要求。
[0136] 实施例4
[0137] 本实施例包括：（A）乳化、（B）发汗、（C）调配三部分。
[0138] （A）乳化：包括（A1）油相材料制备、（A2）水相材料制备、（A3）乳化液制备三个步骤。
[0139] （A1）油相材料制备：
[0140] 取中国石油化工股份有限公司低温F-T合成实验装置的蜡油产物（同实施例1）73.0Kg，加热至92℃熔化后加入1.9Kg失水山梨醇单硬脂酸酯、0.7Kg二乙二醇单月桂酸酯和0.4Kg三乙酰胺油酸酯，搅拌均匀后平均分成两份。
[0141] （A2）水相材料制备
[0142] 组分（Ⅰ）水相材料制备：配制浓度为1.3%的H2SO4溶液，取12.0Kg并加热至95℃；
[0143] 组分（Ⅱ）水相材料制备：配制浓度为1.9%的K2CO3溶液，取12.0Kg并加热至95℃。
[0144] （A3）乳化液制备
[0145] 组分（Ⅰ）乳化液制备：以300r /min的速度搅拌前述油相材料中的一份，并将组分（Ⅰ）水相材料缓慢加入到油相材料中，继续搅拌30min，形成油包水型的组分（Ⅰ）的乳化液。
[0146] 组分（Ⅱ）乳化液制备：以800r/min的速度搅拌前述油相材料中的另一份，并将组分（Ⅱ）水相材料缓慢加入到油相材料中，继续搅拌15min，形成油包水型的组分（Ⅱ）的乳化液。
[0147] （B）发汗：包括（B1）准备工作、（B2）降温—高温恒温—降温结晶、（B3）低温恒温、（B4）升温-恒温发汗、（B5）精制五个步骤。
[0148] （B1）准备工作和（B2）结晶过程中压力为25.4～25.6个大气压，其余同实施例1。
[0149] 本实施例生产的基础材料（Ⅳ）性质：滴熔点96.1℃；针入度（25℃）2 （10-1mm）；针入度（65℃）44（10-1mm）。色谱—质谱分析，未检出烯烃及醇、酸等含氧化合物。基础材料（Ⅳ）收率为36.1％（相对于发汗原料F-T合成蜡油）。
[0150] 从色谱—质谱分析未检出烯烃及醇、酸等含氧化合物可以看出原料中的这些物质已脱除；从25℃和65℃针入度可以看出发汗产物中低熔点物质已基本除去。
[0151] （C）调配
[0152] （C1）称取基础材料（Ⅳ）1.6Kg、卡那巴蜡（1#，巴西产）0.5Kg，抗氧剂1010（巴斯夫）0.04 Kg，加热至110℃熔融后搅拌至均匀；
[0153] （C2）称取D60号（盘锦宏业石化公司）3.80Kg、200号（中石化金陵分公司）3.72Kg、硅油（300，北京航苹硅创化工）0.2Kg、苯基硅油（silok–2540，广州市斯洛柯化学）0.1Kg，加热至35℃并搅拌均匀；
[0154] （C3）将（C2）制备组分加入（C1）制备组分，搅拌均匀后加入香精（香草味，沈阳禾田香料有限公司）0.04 Kg并降温至70℃后装入容器，冷却至常温即为上光蜡产品（Ⅳ）。
[0155] 上光蜡产品（Ⅳ）性质：高温稳定性：合格；低温稳定性：合格；光泽度增加值：15。符合GB/T 23437-2009标准要求。
[0156] 通过实施例1-4可以看出，本发明生产上光蜡的方法，通过增加加压和/或真空设施等对发汗装置的改进；通过将发汗原料与可反应的两种组分分别进行乳化，利用反应生成的气体在蜡层中形成微小气泡和水溶液排出后形成的微小空间、在发汗过程中强制气流通过蜡层、增加结晶和发汗过程的恒温阶段等对发汗工艺的改进；增强了固态组分与液态组分的分离效果并加快了分离速度，从而有效去除了原料中低分子量组分，从而使发汗工艺可以生产出不含低熔点组分的基础材料。基础材料再与硅油、天然蜡、溶剂等其它组分熔融混合后即为上光蜡产品。本发明的方法具有装置投资低、生产过程简单且操作费用低、安全、节能且无溶剂污染环境、上光蜡产品耐高温性能好等优点。
