环烷酸铈盐的应用

背景及概述^[1][2]

环烷酸(naphthenic acid)是原油中有机酸的总称，是一种粘性液态混合物。由于有苯和硫化物的存在而有特殊的气味，颜色从淡黄色到琉拍色都有可能，比重一般小于1，不溶或难溶于水，能溶于任何有机溶剂，具有很强的表面张力，分子量一般为180～350，其通式为RCOOH，大约占总酸物的90％。环烷酸为弱酸性化合物，其酸强度约和高级脂肪酸相当，但弱于低分子的羧酸高于酚类。

低沸点馏分(<350℃)中的环烷酸主要为环戊烷基一元羧酸还有少量的环已烷基一元羧酸其碳原子数为8～12。常用的环烷酸金属盐有环烷酸铁、高碱性环烷酸钙、环烷酸钴、环烷酸锰、环烷酸镍、环烷酸镁及环烷酸铈盐盐等20余种，多以固体产品销售，广泛用于油漆油墨催干剂、防毒防霉剂、表面活性剂、植物生长调节剂、催化剂、燃料和润滑油添加剂等。

应用^[2][3][4]

1. 环烷酸铈盐消烟助燃剂改善内燃机有害排放。

通过向燃油加入环烷酸铈盐添加剂的方法来降低内燃机排放中的NOx、CO、HC化合物和碳烟等有害物质是行之有效的方法。环烷酸铈盐添加剂加入到柴油中，可使排气烟度有所降低，燃油消耗率也有所下降，对发动机的负荷特性没有影响。烟度平均降低在60%以上，平均节油率在3. 8%以上。环烷酸铈盐添加剂在1 800 r /min时，NOx 排放平均下降23. 1% ；2 000 r /min时，排放平均下降37. 6%。柴油机转速增大，NOx 下降幅度较大。

2. 制备柴油添加剂 。

包括以下重量份的原料：硝酸异辛酯60-80，高碱性磺酸镁5-15，丁二酰亚胺10-15，环烷酸铈盐3-5；制备时，将高碱性磺酸镁、丁二酰亚胺、环烷酸铈盐加入硝酸异辛酯中搅拌混合均匀，即得；本发明产品原料易得，成本低廉，所用原料均无毒无害，使用后可使柴油更加充分燃烧，并降解柴油中的有害物质，降低柴油燃烧后的烟度，不产生黑烟及异味，大大降低了汽车尾气排放对环境造成的污染，具有极高的环保意义。

3. 制备一种汽车内饰用高强度高韧性PVC材料。

其由以下重量份的原料制成：SG-5型PVC树脂36-48、间规聚丙烯18-26、MABS树脂10-15、邻苯二甲酸二环己酯12-18、环烷酸铈盐1-2、氧化镧0.5-1.5、钙锌复合稳定剂2-3、季戊四醇四苯甲酸酯3-5、松香甘油酯4-6、水杨酸酰胺2.5-4.5、异鲸蜡醇棕榈酸酯3-4、双水杨酸双酚A酯4-6、聚酯硅油5-8、碱式氯化镁晶须10-15、石墨烯5-10、锆石粉6-12、复合纳米粉12-18、抗氧剂6261-2、抗氧剂10760.5-1.5。

本发明制得的PVC材料综合力学性能优异，在保持较高拉伸强度的同时，较大地提高了冲击强度和韧性，同时具有优良的抗疲劳性、耐蠕变、耐化学腐蚀性、耐磨性和耐热性，完全满足汽车内饰用PVC材料的性能要求。

4. 制备一种多孔型压敏胶。

在一定量的压敏胶中，按下述比例加入化学发泡剂，保湿剂，赋形剂，胶凝剂，染料，1- 胺丙基-3-甲基咪唑双（三氟甲烷磺酰）亚胺盐，环烷酸铈盐，在70-100℃之间进行发泡，发泡 时间1-5h，然后在100-150℃，进行胶体的固化1-5h，得到产品。组分包括压敏胶 100、化学发泡剂 5-40、保湿剂 1-10、赋形剂 1-10、胶凝剂 1-10、染料 0.01-0.1、1-胺丙基-3-甲基咪唑双（三氟甲烷磺酰）亚胺盐 0.01-0.1、环烷酸铈盐 0.5-1.5。所述压敏胶包括聚氨酯类压敏胶，有机硅类压敏胶，聚烯烃压敏胶，均为市售产品。

制备

S1：将金属铈、盐酸加入反应器中，搅拌溶解反应，待温度升至75℃时，继续反应1h 后加入硝酸，继续反应1.5h；

S2：将步骤S1的混合物加热蒸发至沸腾，然后冷却至室温，结晶、置于真空干燥箱 中干燥，制成氯化铈晶体；

S3：将环烷酸与水加入烧瓶，升温至85～90℃，搅拌反应10min，然后加入40％wt的 氢氧化钠溶液搅拌反应，保持温度为80～100℃，反应2～3h；

S4：将步骤S1所制得的氯化铈晶体用去离子水稀释成10％wt的溶液，加入步骤S3 的混合物料中低速搅拌20min；

S5：将步骤S4混合物料用蒸馏水洗涤、脱水、蒸干，即制成环烷酸铈盐。

主要参考资料

[1] 郭永辉，杨占奎. 环烷酸镍的应用与制备[J]. 價值工程，2010 (212)： 247-247.环烷酸铈盐消烟助燃剂改善内燃机有害排放

[2] 曹旭东.一种汽车内饰用高强度高韧性PVC材料及其制备方法. CN201410278859.9  ，申请日20140621

[3] 王诗影.一种具有节能减排功效的柴油添加剂.CN201510748065.9 ，申请日20151106

[4] 谭伯堪；陆文刚.一种松香油墨速干剂及其制备方法. CN201710197235.8  ，申请日20170329