CN100441774C - 一种造纸用纳米乳液型润滑剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种造纸用纳米乳液型润滑剂及其制备方法。组分包括：蜡、乳化剂、无机碱或有机碱、极性溶剂、脂肪醇、有机硅乳液和水。本发明的多功能纳米乳液型润滑剂主要用于纸张涂布，润滑剂的稳定性、流平性以及对辅料的分散性，均比现有技术有较大的提高，该润滑剂的特别之处在于不仅能象常规的水乳型润滑剂那样作为润滑剂使用、并具有环保特性，更重要的是乳液粒子极细，粒径介于5-50纳米，因此应用效果明显高于常规润滑剂。

Description

一种造纸用纳米乳液型润滑剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及制备一种纳米乳液型润滑剂及其制备方法，具体涉及造纸用纳米乳液型润滑剂。

技术背景

近些年，陆续有一些中国专利公布有关水乳型润滑剂的制备及应用。如中国专利CN200410013234.6公开了一种“以氧化聚乙烯蜡为主要原料制备造纸涂布专用润滑剂的方法”，但仅局限于几种乳化剂和单一的氧化聚乙烯蜡，且工艺较为复杂；

中国专利CN 02805411.3则公开了一种“包含至少一种羧酸，至少一种磷酸酯和至少一种蜡的含水润滑剂的用于金属的冷轧方法”，该专利未提及是否能用于造纸涂布的其他性能。

对于纸张涂布用润滑剂来讲，润滑剂的稳定性、流平性以及对辅料的分散性都是至关重要的。

发明内容

本发明需要解决的技术问题在于提供一种造纸用纳米乳液型润滑剂及其制备方法，以克服现有技术中的不足。

本发明的造纸用纳米乳液型润滑剂的组分和重量份数包括：

蜡              1-1.5份

乳化剂          0.4～1.3份

无机碱或有机碱  0.2-1.0份

极性溶剂        0.1～0.3份

脂肪醇          0.01-0.1份

有机硅乳液      0.1-0.3份

水    3～5.2份

该润滑剂为完全水性润滑剂，分散体粒径为5-50nm；

所说的蜡选自石蜡、蜂蜡或聚氧乙烯蜡中的一种或两种以上的混合物；

所说的乳化剂选自阴离子乳化剂或非离子乳化剂中的一种或几种的混合物，其HLB值在5～15，非离子乳化剂优选OP-20、司盘-80、TX-15或吐温-80，优选水溶性阴离子乳化剂；水溶性阴离子乳化剂优选十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十三烷基硫酸钠或壬基酚聚氧乙烯醚硫酸氨中的一种；

所说的无机碱或有机碱选自氢氧化钠、氢氧化氨、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺或吗啉中的一种或两种以上的混合物；

所说的极性溶剂选自乙酸、丙酸或乙二醇中的一种或两种以上的混合物，溶剂的沸点不小于100℃；

所说的脂肪醇为C4～C18、直链或带有支链的脂肪醇，优选异丙醇、正己醇、十七醇或正辛醇；

所说的有机硅乳液的化学名称为聚硅氧烷分散体，可采用市售产品，如Wacker公司生产的牌号为Finish CT 78E的产品；

本发明的造纸用纳米乳液型润滑剂的制备方法包括如下步骤：

(1)将1-1.5份蜡、0.1～0.3份的乳化剂，在110℃～130℃，200～400转/分钟搅拌下熔融共混，在120℃～130℃保温30-50分钟，降温到95～115℃，加入0.1-0.5份的碱和0.1-0.4份的乳化剂，在200～400转/分钟下搅拌10-20分钟后，降温92～115℃，加入0～0.3份的水，搅拌10～20分钟，加入0.1～0.3份的极性溶剂，生成一种类油包水形乳液，搅拌10～20分钟后，加入0.01-0.1份脂肪醇再搅拌10～20分钟，获得组分A；

(2)将0.1～0.5份的碱，0.2-0.6份的乳化剂，3～5份的水以及0.1-0.3份的有机硅乳液在搅拌下混合，置于反应釜中成，升温到90～98℃，获得组分B；

(3)将组分A在95～115℃下加入组分B中，最好在500～2000转/分钟的搅拌速度下加入，并在90～98℃下，500～2000转/分钟的搅拌速度下搅拌1-5小时，然后冷却到10-40℃，得到固含在20-40％，(重量)，pH＝7-10的水包油乳液产品。

本发明的多功能纳米乳液型润滑剂主要用于纸张涂布，润滑剂的稳定性、流平性以及对辅料的分散性，均比现有技术有较大的提高，该润滑剂的特别之处在于不仅能象常规的水乳型润滑剂那样作为润滑剂使用、并具有环保特性，更重要的是乳液粒子极细，粒径介于5-50纳米，因此应用效果明显高于常规润滑剂。

具体实施方式

如不做特别说明，固含量均为重量，原料均为重量份。

实施例1

20％固含量纳米乳液型润滑剂的制备

在500毫升的反应釜中，加入1份聚乙烯蜡和0.1份的阴离子乳化剂，并在氮气氛围下升温至125℃，将蜡完全熔融，加入0.2份的吗啉和0.1份的阴离子乳化剂，然后搅拌10分钟，降温到92℃，加入0.2份的水形成水包油乳液，搅拌10分钟，加入乙二醇，再搅拌10分钟得到组分A。

在1000毫升的反应釜中，加入4.5份水，0.2份阴离子乳化剂和0.05份的NaOH，搅拌下升温到92℃，形成组分B。

将组分A在92℃下缓慢倒入高速搅拌(1200转/分钟)中的组分B，并在该温度下高速搅拌1小时，然后用冰冻盐水快速冷却到25℃，继续低速搅拌(不大于400转)20分钟，得到固含在20.2％、pH＝9.3、平均粒径15nm(Zetasizer3000测定，下同)的水包油乳液产品。

采用国标规定的方法进行300g/m²白板纸涂布性能检测，结果如下：

实施例2

30％固含量纳米乳液型润滑剂的制备：

在一只500毫升的反应釜中，加入1份聚乙烯蜡、0.2份石蜡和0.1份的油酸，并在氮气氛围下升温至125℃，将蜡完全熔融，降温到115℃，加入0.2份的吗啉和0.1份的吐温-80，继续搅拌10分钟，然后加入0.2份的丙酸形成类水包油乳液，搅拌10分钟，加入0.05份丙二醇，再搅拌10分钟得到组分A。

在一只1000毫升的反应釜中，加入4.5份水，0.2份阴非复合型乳化剂和一定量的三乙醇胺和0.1份的有机硅乳液，在低速搅拌下升温到92℃，形成组分B。

将组分A在115度下缓慢倒入搅拌速度为2000转/分钟中的组分B，并在92℃下高速搅拌1小时，然后用冰冻盐水快速冷却到40度以下，继续400转/分钟搅拌20分钟，得到固含在31.1％、pH＝8.4、平均粒径29nm的水包油乳液产品。

采用国标规定的方法进行300g/m²白板纸涂布性能检测，结果如下：

实施例3

40％固含量纳米乳液型润滑剂的制备

在一只500毫升的反应釜中，加入1份氧化聚乙烯蜡、0.15份石蜡、0.1份蜂蜡和0.3份的阴离子乳化剂乳化剂，并在氮气氛围下升温至125℃，将蜡完全熔融，降温到115℃，加入0.2份的吗啉和0.1份的阴非复合型乳化剂，然后搅拌10分钟，降温到92℃，加入0.2份的水形成水包油乳液，搅拌10分钟，加入0.01份月桂醇，再搅拌10分钟得到组分A。

在一只1000毫升的反应釜中，加入3份水，0.2份阴离子乳化剂和0.1份的NaOH，在200rpm搅拌下升温到92℃，形成组分B。

将组分A在92℃下缓慢倒入搅拌速度为1000转/分钟进行搅拌的组分B中，并在92℃下搅拌1小时，然后用冰冻盐水快速冷却到22℃，继续搅拌(300转/分)20分钟，得到固含在39.7％、pH＝9.5、平均粒径37nm的水包油乳液产品。

采用国标规定的方法进行300g/m²白板纸涂布性能检测，结果如下：

Claims (5)

1.一种造纸用纳米乳液型润滑剂，其特征在于，组分和重量份数包括：

蜡                1-1.5份

乳化剂            0.4～1.3份

无机碱或有机碱    0.2-1.0份

极性溶剂          0.1～0.3份

脂肪醇            0.01-0.1份

聚硅氧烷分散体    0.1-0.3份

水                3～5.2份

所说的极性溶剂选自乙酸、丙酸或乙二醇中的一种或两种以上的混合物；

所说的脂肪醇为C4～C18的直链或带有支链的脂肪醇；

该润滑剂为完全水性润滑剂，润滑剂粒径为5-50nm。

2.根据权利要求1所述的造纸用纳米乳液型润滑剂，其特征在于，所说的蜡选自石蜡、蜂蜡或聚氧乙烯蜡中的一种或两种以上的混合物。

3.根据权利要求1所述的造纸用纳米乳液型润滑剂，其特征在于，所说的乳化剂选自阴离子乳化剂或非离子乳化剂中的一种或儿种的混合物，乳化剂HLB值为5～15。

4.根据权利要求3所述的造纸用纳米乳液型润滑剂，其特征在于，非离子乳化剂选自OP-20、司盘-80、TX-15或吐温-80。

5.根据权利要求1所述的造纸用纳米乳液型润滑剂，其特征在于，所说的无机碱或有机碱选自氢氧化钠、氢氧化铵、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺或吗啉中的一种或两种以上的混合物。