王艾德，魏鑫媛

(淄博鲁瑞精细化工有限公司，山东 淄博 255000)

比起固体石蜡直接应用于造纸、建筑、纺织等领域，乳化蜡是目前已知石蜡能够充分发挥功效的最好的形态。乳化蜡能够和水或其他乳液复配使用；常温下稳定存在；使用时无需加热熔融；近年来，随着经济和人类社会的快速发展，世界各地对能源的需求日益增加，导致化石燃料短缺，从而导致了严重的污染。建筑物消耗的能源占总能源消耗的很大一部分。例如，2010年建筑行业消耗了全球能源需求的32.0%，其中主要用于空间供热和制冷。蓄能是一种有效的降低峰值负荷的技术，缓解了因空间和时间差异造成的能源供需不匹配[1]。乳状液就是良好的储热蓄热材料[2]，Li Huang[3]开发出了相变温度范围大、潜热能力高的石蜡乳液。Li Huang,Marcus Petermann ,Christian Doetsch[4]将蜡乳液在冷冻冰箱中进行了50次冻结/融化循环，其性能没有明显变化。研究结果表明,石蜡/水乳化液是一个潜在的冷却剂。比起直接使用固体石蜡，使用乳化蜡能够大大降低石蜡用量，同时还能提高产品的品质。

1 石蜡乳化的方法

石蜡的乳化是借助表面活性剂的定向吸附作用，改变其表面张力，在机械外力的作用下，将石蜡油均匀分散在水中形成水包油型乳化蜡，或是将水均匀分散在石蜡油中形成油包水型乳化蜡。分散相液滴被表面活性剂稳定下来，它们不是自发形成的，它们的性质不仅取决于热力学条件，而且取决于制备方法和组分的添加顺序[5]。石蜡乳化过程中对条件的筛选和把控要求十分严格，如乳化的温度，时间，搅拌的速度，乳化剂的选择及其HLB值，乳化剂的用量，pH值等，都是决定乳化效果好坏的关键因素。Dai等人[6]发现了乳化剂的分子结构对最后形成的乳液液滴粒径的大小有着很大的关系。Sagitani等[7]人认为乳化剂的合适的HLB值是形成最小液滴乳液的关键。关于石蜡的乳化，本文大致将其分为以下四种。

1.1 剂在水相法

将乳化剂加入水中并激烈搅拌，在激烈地搅拌条件下加入石蜡。黄登发，刘严华，王峰[8]使用剂在水中法，以Span80、Tween80 这两种表面活性剂复配后作为乳化剂，其复配最佳比例为m(Span 80)∶m(Tween 80)=6∶1,乳化剂用量为0.07g/mL，在6000r/min下高速搅拌，最终研制成了高稳定性的油包水型石蜡乳液。F.Bouchama ,G.A.van Aken ,A.J.E.Autin ,G.J.M.Koper[9]采用剂在水相法，将2%的表面活性剂溶解在水中，这样的浓度在水中恰好形成胶束，证明了在搅拌的水相中加入分散相(石蜡油)的体积对相转变的轨迹有很大的影响。

1.2 剂在油相法

将乳化剂加入到石蜡中加热熔融并剧烈搅拌，然后在剧烈搅拌的条件下加入水，可以直接制得油包水型乳化蜡。如想要制得水包油型乳化蜡，应向体系中继续加水，由内相转变至外相，使得HLB值达到平衡转相后再继续乳化。晏军等[10]使用复合乳化剂HLB值为10.5，乳化剂用量为11%，乳化助剂 HMHEC 浓度为0.6%，采用剂在油相中的乳化方法，得到了平均粒径为65nm，稳定且沉降率低、封堵率高的高性能乳化蜡。暴军萍，王静，李凤艳等[11]用非离子与阴离子表面活性剂制成复配型乳化剂；乳化剂的使用量为7%、乳化温度为85～90℃，搅拌速度为1000r/min的条件下采用剂在油中法研制出均匀分散，粒径较小，稳定存放的石蜡乳液。李财富[12]使用剂在油相法，将表面活性剂溶解在石蜡中，并逐滴滴加水相液体，滴加速度为1.0mL/min。表面活性剂的浓度控制在3.0%～8.0%，最终得到稳定均一的石蜡乳液。黄莉[13]使用剂在油中法，制成了石蜡含量小于50%，乳化剂含量为1.5%，晶核剂含量为2.5%的水包油型石蜡乳液，其粘度适中，储藏稳定性好，粒径较小。钱晓琳，王琳[14]使用剂在油相法，以石蜡和润滑油作为分散相，去离子水作为连续相，以非离子表面活性剂为乳化剂，浓度高于5%，在50℃乳化，得到稳定，粒径小，易分散，封堵效果好的乳化蜡产品。Liu[15]等人通过调节80/span 80的HLB值，在50℃的HLB 10.1～10.5区域内，得到了粒径小于200nm的水包油型石蜡纳米乳液。

1.3 自然乳化分散法

将乳化剂加入到石蜡油中制成溶液，使用时把溶液投入到一定比例的水中，稍加搅拌制成水包油型乳化蜡。吴迪等[16]通过对马来酸酐接枝聚乙烯蜡(PEW-g-MAH)接枝共聚物进行皂化改性制备自乳化聚乙烯蜡，通过调整固含量和其他乳化条件，得出当固含量大于30%时，乳化温度为130℃时，自乳化后的蜡乳液分散良好，能够保持长期的均一稳定。

1.4 O-D乳化法

乳化剂溶于醇水溶液形成透明的中间相D，加石蜡油增溶形成层状液晶，继续加石蜡油形成O-D乳液，加水形成凝胶状乳液，继续加水逐渐翻转形成O/W型微小乳状液。因为乳化剂在油中溶解度有限，较其他方法，选择O-D乳化法有助于乳化剂间协同效应及乳化作用的发挥[17]。侯长军、刘勇[18]等选择Span80、Tween80 这两种表面活性剂复配后作为乳化剂，乳化剂HLB值在10.5，用量为30%，乳化时间为30min，乳化温度为75℃，搅拌速度为1000r/min；在水和石蜡的质量比为2.5的条件下，采用 O-D 乳化法制备出粒径小，分散良好且常温稳定的微纳米石蜡乳液。

2 结论

研究结果表明了乳化方式对液滴粒径分布的重要性。通过转相乳化，可以使油滴分散得很细小均匀[19]，国内外多年来石蜡乳化的发展来看，剂在油相法是应用最多最广，也是可操作性比较强的一种方法，综合来看，这种方法可以更改的细节很多，虽然同是剂在油中法，实际操作步骤在很多细节上有不小的差异。石蜡乳化的乳化剂大多选用非离子表面活性剂，单一的非离子表面活性剂的乳化效果不如复配型表面活性剂。但总的来说，剂在油中法和后来改进后的O-D乳化法是比较成熟的乳化方法，用这种方法乳化出的石蜡乳液具有较小的粒径和良好的应用性能。石蜡乳化无论从近期还是较远的将来来看，都是一个热门的研究课题。石蜡的乳化最早在上个世纪五十年代的西方就已经开始研究并日益重视，近年来国内也逐渐开始对石蜡乳化方法进行探究和尝试。但是较为成熟的乳化蜡产品大多还是出自西方，所以能够探究出更好的乳化体系和模式，生产出性能优良的乳化蜡产品是目前国内研究人员的共同目标。