CN102094356A

CN102094356A - 一种造纸用的水性硬脂酸钙分散液及其制备方法

Info

Publication number: CN102094356A
Application number: CN 201010552916
Authority: CN
Inventors: 荀育军; 刘清泉
Original assignee: CHNV MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: CHNV MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-11-13
Filing date: 2010-11-13
Publication date: 2011-06-15

Abstract

本发明涉及一种以硬脂酸钙为主要组成的造纸用水性分散液及其制备方法，该分散液主要用作造纸涂布过程助剂、功能性助剂和涂料润滑剂。该液体是由硬脂酸钙、乳化剂A、乳化剂B、助剂、分散剂、消泡剂、杀菌剂和水加工形成，生产时先是按一定配比将硬脂酸钙、乳化剂A、乳化剂B、助剂、分散剂、消泡剂、杀菌剂和水加入到高压反应釜中，密封后加热升温至160～190℃，恒温搅拌1小时，然后快速冷却至室温，即可得到目标产品。根据上面所述的配比及方法，制备所得的水性硬脂酸钙分散液，粘度范围90～680mPa.S，粒径范围0.45～5.0μm，固含量为39～75wt％。具有工艺简单、效率高，产品不返黄、无异味和无污染等优点，粒径、固含量和粘度可调。

Description

一种造纸用的水性硬脂酸钙分散液及其制备方法

技术领域：

本发明涉及一种以硬脂酸钙为主要组成的造纸用水性分散液及其制备方法，该分散液主要用作造纸涂布过程助剂、功能性助剂和涂料润滑剂。

背景技术：

近年来，铜版涂布纸、高光泽铸涂纸，及涂布白板纸的需求越来越大。要在涂料高速涂布过程中，分散均匀且流动性、流平性好，必须使用润滑剂。润滑剂可以改进纸张涂料的流平性和润滑性，增进粘合剂，赋予纸张涂层以平滑和光泽，增加可塑性，并能防止龟裂，改善涂布纸的印刷适应性。此外，还可以在超级压光时防止粘辊，在切纸和印刷时防止掉粉。这种掉粉情况以淀粉系涂布纸最为敏感。

硬脂酸钙润滑剂为水不溶性金属皂类表面活性剂，一般将其制为水性分散液。因为水性硬脂酸钙分散液经济、实用，一直作为涂布加工纸和涂料的重要助剂之一。以颜料绝干量的0.5～5％加到涂料中，通过降低界面张力，使涂料具有良好的流动性，并使涂层具有可塑性，减少纸张起毛、掉粉。早在上世纪80年代初我国就已经将水性硬脂酸钙分散液用于造纸行业中。目前，水性硬脂酸钙分散液的生产已遍布全国各地，但是固含量普遍在50％以下且粘度较大，采用两步法，即先制成硬脂酸钙干粉，再进行研磨、分散获得，或者在制备过程中需要多次加料，工艺较复杂，成本高，粒径粗大且固含量不高。随着造纸行业的发展，低固含量的水性硬脂酸钙分散液已满足不了需求。

本申请人有鉴于上述习知水性硬脂酸钙分散液及其制作上的缺失，秉持着研究创新、精益求精之精神，利用其专业眼光和专业知识，研究出一种符合产业利用的造纸用的水性硬脂酸钙分散液及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种性能稳定，粒径较小，粘度适宜的造纸用的水性硬脂酸钙分散液。

本发明的再一目的在于提供一种采用高压乳化方法，一次加料制备，降低了生产成本且简化了生产工艺的水性硬脂酸钙分散液的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种造纸用的水性硬脂酸钙分散液，该液体是由硬脂酸钙、乳化剂A、乳化剂B、助剂、分散剂、消泡剂、杀菌剂和水加工形成，各个组分的重量百分比为：

水 25～58％

硬脂酸钙 41～68％

乳化剂A 1.0～2.5％

乳化剂B 1.5～3％

助剂 0.5～1.25％

分散剂 0.25～1.24％

消泡剂 0.15～0.5％

杀菌剂 0.1～0.6％

以上各个组分重量百分比之和为100％。

所述的乳化剂A为非离子型乳化剂，包括聚氧乙烯(20)失水山梨醇单油酸酯、聚氧乙烯(20)失水山梨醇单硬脂酸酯、脂肪醇聚氧乙烯(9)醚、失水山梨醇单硬脂酸酯或失水山梨醇单油酸酯中的一种。

所述的乳化剂B为非离子型乳化剂，包括聚氧乙烯(20)失水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯单油酸酯、烷基酚聚氧乙烯(10)醚、壬基酚聚氧乙烯(10)醚或失水山梨醇单月桂酸酯中的一种。

所述的助剂包括尿素、聚乙二醇400、聚乙二醇2000或液体石蜡中的一种。

所述的消泡剂包括聚二甲基硅氧烷、聚醚-硅氧烷共聚物或水溶性硅油的一种。

所述的杀菌剂包括五氯硝基苯、十四烷基二甲基苄基氯化铵、四氯间苯二腈、五氯酚钠或戊二醛中的一种。

所述的分散剂包括聚氧乙烯醚、三硬脂酸甘油酯、甲基戊醇、磷酸三丁酯或聚丙烯酸钠中的一种。

所述水性硬脂酸钙分散液的粘度范围为90～680mPa.S，粒径范围0.45～5.0μm，固含量范围为39～75wt％。

本发明针对上述的造纸用的水性硬脂酸钙分散液还提供了一种制备方法，包括如下步骤，先是按一定配比将硬脂酸钙、乳化剂A、乳化剂B、助剂、分散剂、消泡剂、杀菌剂和水加入到高压反应釜中，密封后加热升温至160～190℃，恒温搅拌1小时，搅拌速度为600～1000转/分钟，然后快速冷却至室温，即可得到目标产品。

根据上面所述的配比及方法，制备所得的水性硬脂酸钙分散液，粘度范围90～680mPa.S，粒径范围0.45～5.0μm，固含量为39～75wt％。该分散液采用了高压乳化法一步制得，克服了以往制备水性硬脂酸钙分散液需要两步或在制备过程中需多次加料，工艺较复杂、成本高、粒径粗、固含量低、粘度大、效率低的缺点，使本发明具有工艺简单、效率高，产品不返黄、无异味和无污染等优点，而且硬脂酸钙的粒径、水性分散液的固含量和粘度均在一定范围内可调。

具体实施方式：

本发明提供的造纸用的水性硬脂酸钙分散液，该液体是由硬脂酸钙、乳化剂A、乳化剂B、助剂、分散剂、消泡剂、杀菌剂和水加工形成，各个组分的重量百分比为：

水 25～58％

硬脂酸钙 41～68％

乳化剂A 1.0～2.5％

乳化剂B 1.5～3％

助剂 0.5～1.25％

分散剂 0.25～1.24％

消泡剂 0.15～0.5％

杀菌剂 0.1～0.6％

以上各个组分重量百分比之和为100％。

其中，上述组分中，所述的乳化剂A为非离子型乳化剂，包括聚氧乙烯(20)失水山梨醇单油酸酯、聚氧乙烯(20)失水山梨醇单硬脂酸酯、脂肪醇聚氧乙烯(9)醚、失水山梨醇单硬脂酸酯或失水山梨醇单油酸酯中的一种；所述的乳化剂B为非离子型乳化剂，包括聚氧乙烯(20)失水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯单油酸酯、烷基酚聚氧乙烯(10)醚、壬基酚聚氧乙烯(10)醚或失水山梨醇单月桂酸酯中的一种；所述的助剂包括尿素、聚乙二醇400、聚乙二醇2000或液体石蜡中的一种；所述的消泡剂包括聚二甲基硅氧烷、聚醚-硅氧烷共聚物或水溶性硅油的一种；所述的杀菌剂包括五氯硝基苯、十四烷基二甲基苄基氯化铵、四氯间苯二腈、五氯酚钠或戊二醛中的一种；所述的分散剂包括聚氧乙烯醚、三硬脂酸甘油酯、甲基戊醇、磷酸三丁酯或聚丙烯酸钠中的一种。

本发明还针对上述的造纸用的水性硬脂酸钙分散液提供了一种制备方法，包括如下步骤，先是按一定配比将硬脂酸钙、乳化剂A、乳化剂B、助剂、分散剂、消泡剂、杀菌剂和水加入到高压反应釜中，密封后加热升温至160～190℃，恒温搅拌1小时，搅拌速度为600～1000转/分钟，然后快速冷却至室温，即可得到目标产品。

以下结合实施例对本发明做进一步说明：

实例1

往高压反应釜中一次性加入硬脂酸钙85克，水106克，乳化剂失水山梨醇单硬脂酸酯2克，乳化剂聚氧乙烯(20)失水山梨醇单月桂酸酯3克，消泡剂水溶性硅油0.7克，分散剂聚氧乙烯醚1.0克，杀菌剂四氯间苯二腈0.2克，助剂尿素2.5克。将高压反应釜密封好并开始加热，加热至160℃时，开始恒温搅拌，搅拌速度为600转/分钟，搅拌1小时后停止并迅速冷却至室温。所得产品粘度为90mPa.S(DV-I Prime粘度计测得，下同)，平均粒径0.45μm(BT-9300Z激光粒度分布仪测得，下同)，固含量为39wt％。

实例2

往高压反应釜中一次性加入硬脂酸钙94克，水96克，乳化剂脂肪醇聚氧乙烯(9)醚2.5克，乳化剂聚氧乙烯单油酸酯3.5克，消泡剂聚醚-硅氧烷共聚物0.5克，分散剂三硬脂酸甘油酯0.5克，杀菌剂十四烷基二甲基苄基氯化铵0.5克，助剂聚乙二醇2000 1.5克，将高压反应釜密封好并开始加热，加热至170℃时，开始恒温搅拌，搅拌速度为700转/分钟，搅拌1小时后停止并迅速冷却至室温，所得产品粘度为135mPa.S，平均粒径0.88μm，固含量为53wt％。

实例3

往高压反应釜中一次性加入硬脂酸钙105克，水84克，乳化剂聚氧乙烯(20)失水山梨醇单油酸酯5.0克，乳化剂失水山梨醇单月桂酸酯4.0克，消泡剂聚醚-硅氧烷共聚物0.3克，水性分散剂甲基戊醇1.5克，杀菌剂五氯酚钠0.7克，助剂液体石蜡1克，将高压反应釜密封好并开始加热，加热至180℃时，开始恒温搅拌，搅拌速度为800转/分钟，搅拌1小时后停止并迅速冷却至室温，所得产品粘度为187mPa.S，平均粒径1.38μm，固含量为59wt％。

实例4

往高压反应釜中一次性加入硬脂酸钙118克，水67克，乳化剂失水山梨醇单硬脂酸酯4.0克，乳化剂壬基酚聚氧乙烯(10)醚5.5克，消泡剂聚醚-硅氧烷共聚物0.9克，水性分散剂聚丙烯酸钠1.5克，杀菌剂五氯酚钠0.9克，助剂聚乙二醇400 1.5克，将高压反应釜密封好并开始加热，加热至185℃时，开始恒温搅拌，搅拌速度为900转/分钟，搅拌1小时后停止并迅速冷却至室温，所得产品粘度为309mPa.S，平均粒径3.15μm，固含量为67wt％。

实例5

往高压反应釜中一次性加入硬脂酸钙135克，水50克，乳化剂失水山梨醇单油酸酯3.5克，乳化剂烷基酚聚氧乙烯(10)醚6.0克，消泡剂磷聚二甲基硅氧烷1.0克，水性分散剂磷酸三丁酯2.5克，杀菌剂五氯硝基苯1.2克，助剂聚乙二醇400 2.5克，将高压反应釜密封好并开始加热，加热至190℃时，开始恒温搅拌，搅拌速度为1000转/分钟，搅拌1小时后停止并迅速冷却至室温，所得产品粘度为680mPa.S，平均粒径5.0μm，固含量为75wt％。

Claims

1.一种造纸用的水性硬脂酸钙分散液，其特征在于：该液体是由硬脂酸钙、乳化剂A、乳化剂B、助剂、分散剂、消泡剂、杀菌剂和水加工形成，各个组分的重量百分比为：

水 25～58％

硬脂酸钙 41～68％

乳化剂A 1.0～2.5％

乳化剂B 1.5～3％

助剂 0.5～1.25％

分散剂 0.25～1.24％

消泡剂 0.15～0.5％

杀菌剂 0.1～0.6％

以上各个组分重量百分比之和为100％。

2.根据权利要求1所述的一种造纸用的水性硬脂酸钙分散液，其特征在于：所述的乳化剂A为非离子型乳化剂，包括聚氧乙烯(20)失水山梨醇单油酸酯、聚氧乙烯(20)失水山梨醇单硬脂酸酯、脂肪醇聚氧乙烯(9)醚、失水山梨醇单硬脂酸酯或失水山梨醇单油酸酯中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种造纸用的水性硬脂酸钙分散液，其特征在于：所述的乳化剂B为非离子型乳化剂，包括聚氧乙烯(20)失水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯单油酸酯、烷基酚聚氧乙烯(10)醚、壬基酚聚氧乙烯(10)醚或失水山梨醇单月桂酸酯中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种造纸用的水性硬脂酸钙分散液，其特征在于：所述的助剂包括尿素、聚乙二醇400、聚乙二醇2000或液体石蜡中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种造纸用的水性硬脂酸钙分散液，其特征在于：所述的消泡剂包括聚二甲基硅氧烷、聚醚-硅氧烷共聚物或水溶性硅油的一种。

6.根据权利要求1所述的一种造纸用的水性硬脂酸钙分散液，其特征在于：所述的杀菌剂包括五氯硝基苯、十四烷基二甲基苄基氯化铵、四氯间苯二腈、五氯酚钠或戊二醛中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种造纸用的水性硬脂酸钙分散液，其特征在于：所述的分散剂包括聚氧乙烯醚、三硬脂酸甘油酯、甲基戊醇、磷酸三丁酯或聚丙烯酸钠中的一种。

8.根据权利要求1所述的一种造纸用的水性硬脂酸钙分散液，其特征在于：分散液的粘度范围为90～680mPa.S，粒径范围0.45～5.0μm，固含量范围为39～75wt％。

9.一种适用于生产造纸用的水性硬脂酸钙分散液的制备方法，其特征在于：包括如下步骤，先是按一定配比将硬脂酸钙、乳化剂A、乳化剂B、助剂、分散剂、消泡剂、杀菌剂和水加入到高压反应釜中，密封后加热升温至160～190℃，恒温搅拌1小时，然后快速冷却至室温，即可得到目标产品。

10.根据权利要求9所述的一种适用于造纸用的水性硬脂酸钙分散液的制备方法，其特征在于：恒温搅拌的速度为600～1000转/分钟。