CN102363935B - 分散型金属皂润滑剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分散型金属皂润滑剂及其制备方法和应用，制备方法，包括如下步骤：将硬脂酸和不饱和脂肪酸同时加入分散剂、乳化剂和金属氢氧化物水溶液、金属氧化物水溶液或碳酸盐水溶液的混合物反应，即可得到所述的造纸涂布用分散型金属皂润滑剂；以硬脂酸和不饱和脂肪酸的总重量计，硬脂酸为75～95％，不饱和脂肪酸为5～25％。本发明制备的分散型金属皂润滑剂粘度小，不易起泡，储藏稳定性好，操作简单，能够有效地克服现有工艺的缺点，适用于高速涂布工艺。

Description

分散型金属皂润滑剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及造纸涂布过程的功能性助剂，尤其涉及造纸涂布用分散型金属皂润滑剂的制备方法及应用。

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量越来越大，随着涂布技术的迅速发展，刮刀涂布机逐渐代替气刀涂布机，要使涂料在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。

金属皂类润滑剂是目前使用最为广泛的纸张涂布润滑剂之一。它们在使用过程中，能通过降低界面张力，使涂料具有良好的流动性，易于在纸上流平铺展，改善涂料的涂布适应性，并赋予干涂层一定的可塑性，以较好地适应压光，并通过减少或消除起毛、掉粉来改善涂层的成品性能，如提高成纸的平滑度和光泽度等。

王得道等公开了一项专利(CN 101532267A)，他们采用硬脂酸皂、乳化剂、pH值调节剂、防冻剂和油酸等原料，用高剪切分散的方法将各组分混合均匀，然后经流能磨均质化制备涂布硬脂酸钙润滑剂，虽然产品粒径小，粘度低，固含量高，但是需要先制备硬脂酸皂粉，再通过加入其它助剂分散均质才能得到润滑剂，生产工艺比较烦琐。

发明内容

本发明的目的是提供一种分散型金属皂润滑剂及其制备方法和应用，以解决现有技术存在的上述缺陷。

本发明的方法包括，包括如下步骤：

将硬脂酸和不饱和脂肪酸同时加入分散剂、乳化剂和金属氢氧化物水溶液、金属氧化物水溶液或碳酸盐水溶液的混合物，60～90℃下反应0.5～3.0小时，即可得到所述的造纸涂布用分散型金属皂润滑剂；

以硬脂酸和不饱和脂肪酸的总重量计，硬脂酸为75～95％，不饱和脂肪酸为5～25％；

所述的分散剂用量为硬脂酸重量的1～5％；

所述乳化剂用量为硬脂酸重量的1～10％；

所述金属氢氧化物水溶液、金属氧化物水溶液或碳酸盐水溶液的重量浓度为5～15％；

以干基金属氢氧化物、金属氧化物或碳酸盐的摩尔计，金属氢氧化物、金属氧化物或碳酸盐的摩尔用量与硬脂酸摩尔用量比为1∶1.2～1∶2.0；

所述分散剂选自聚丙烯酸钠或聚乙烯醇；

所述乳化剂选自烷基芳基磺酸盐、聚氧化乙烯脂肪酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇单硬脂酸酯或二异丙基萘磺酸盐中的一种以上；

所述金属氢氧化物优选氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化镁或氢氧化铅；

所述的金属氧化物优选氧化钙、氧化钡、氧化镁或氧化铅；

所述的碳酸盐优选碳酸钡、碳酸镁、碳酸铅或碳酸锌；

所述不饱和脂肪酸选自油酸、棕榈油酸或豆蔻油酸。

当采用硬脂酸和至少5％重量百分比的不饱和脂肪酸同时加入反应体系中时，发明人意外的发现，最终产品的粘度较小，不易起泡且储藏稳定性也较好。发明人推测可能是由于不饱和脂肪酸随着和碱性化合物反应的进行，生成了不饱和脂肪酸盐，而充当了具有稳泡作用的乳化剂，由于其具有与金属皂类似的分子结构，从而能够形成稳定的界面膜来维持金属皂颗粒均匀分散，从而既减少了前期乳化剂的加入量，又降低了体系的粘度，有利于反应的充分进行，因此反应体系也更稳定，这样就使得产品的粘度较小，不易起泡且储藏稳定性也较好。

本发明制备的分散型金属皂润滑剂粘度小，不易起泡，储藏稳定性好，操作简单，能够有效地克服现有工艺的缺点，适用于高速涂布工艺。

具体实施方式

实施例1

将37.8克聚乙烯醇、82.8克失水山梨醇单硬脂酸酯和1890克重量浓度为12％的氢氧化钙水溶液加入5000mL四口烧瓶中，加热搅拌至70℃；然后将1042.8克硬脂酸和260.4克棕榈油酸同时加入此四口烧瓶中，升温至85℃反应1.5小时后降温出料，将得到的产物分散，即得到分散型硬脂酸钙润滑剂。25℃时的粘度为215mpa·s(NDJ-1旋转粘度计测得，下同)，重量固含量为50.1％。

实施例2

将34.2克聚乙烯醇、68.4克壬基酚聚氧乙烯醚和2167克重量浓度为10％的氧化锌水溶液加入5000mL四口烧瓶中，加热搅拌至40℃；然后将684克硬脂酸和227.7克油酸同时加入此四口烧瓶中，升温至90℃反应0.5小时后降温出料，即得到分散型硬脂酸锌润滑剂。25℃时的粘度为135mpa·s，重量固含量为38.5％。

实施例3

将17克聚丙烯酸钠、35克十二烷基磺酸钠和2560克重量浓度为5％的碳酸钡水溶液加入5000mL四口烧瓶中，加热搅拌至85℃；然后将350.7克硬脂酸和18.5克棕榈油酸同时加入此四口烧瓶中，升温至60℃反应3.0小时后降温出料，即得到分散型硬脂酸钡润滑剂。25℃时的粘度为155mpa·s，重量固含量为18.7％。

实施例4

将16.2克聚丙烯酸钠、16.2克十二烷基磺酸钠和939克重量浓度为15％氧化镁水溶液加入5000mL四口烧瓶中，加热搅拌至65℃；然后将1620克硬脂酸和180克豆蔻油酸同时加入此四口烧瓶中，再加入820克水升温至85℃反应1.0小时后降温出料，即得到分散型硬脂酸镁润滑剂。25℃时的粘度为130mpa·s，重量固含量为55.2％。

对比例1

将37.8克聚乙烯醇、82.8克失水山梨醇单硬脂酸酯和1890克重量浓度为12％的氢氧化钙水溶液加入5000mL四口烧瓶中，加热搅拌至70℃；然后将1303克硬脂酸加入此四口烧瓶中，升温至85℃反应1.5小时后降温出料，即得到分散型硬脂酸钙润滑剂。25℃时的粘度为625mpa·s，重量固含量为50.1％。

实施例5

对产品进行应用性能检测，涂料各原料的重量份数(绝干量)配方如下：高岭土40份；GCC 60份；胶乳15份；CMC 0.2份；分散剂0.2份；胶粘剂0.5份；润滑剂0.5份；将配制好的涂料在涂布机上进行涂布，将完成后的纸张进行性能指标检测。

对实施例和对比例1的产物进行检测，结果见下表：

其中，每次应用实验加入的润滑剂绝干用量相同，对比例是在反应过程中，只加硬脂酸而不加其它的不饱和脂肪酸。在本应用实施例中，白度按GB/T 7974-2002的方法检测；平滑度按GB/T 456-2002的方法检测；表面强度按GB/T 22365-2008的方法检测；油墨吸收性按GB/T 12911-1991的方法检测；湿拉毛和湿排斥按QB/T 2896-2007的方法检测；光泽度按GB/T8941-2007的方法检测。

从上述应用结果可以看出，与对比例相比，在润滑剂添加量相同时，通过加入不饱和脂肪酸和硬脂酸互配，本发明实施例1～4制备的分散型金属皂润滑剂在造纸高速涂布中，应用性能均能够达到所需要求，而且粘度小，储藏稳定性好，操作简单，能够有效地克服现有工艺的缺点。

Claims (7)

1.分散型金属皂润滑剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将硬脂酸和不饱和脂肪酸同时加入分散剂、乳化剂和金属氢氧化物水溶液、金属氧化物水溶液或碳酸盐水溶液的混合物反应，即可得到所述的造纸涂布用分散型金属皂润滑剂；

以硬脂酸和不饱和脂肪酸的总重量计，硬脂酸为75～95%，不饱和脂肪酸为5～25%；

所述金属氢氧化物为氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化镁或氢氧化铅；

所述的金属氧化物为氧化钙、氧化钡或氧化镁；

所述的碳酸盐为碳酸钡、碳酸镁、碳酸铅或碳酸锌；

所述不饱和脂肪酸选自油酸、棕榈油酸或豆蔻油酸。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将硬脂酸和不饱和脂肪酸同时加入分散剂、乳化剂和金属氢氧化物水溶液、金属氧化物水溶液或碳酸盐水溶液的混合物，60～90℃下反应0.5～3.0小时。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的分散剂用量为硬脂酸重量的1～5%；所述乳化剂用量为硬脂酸重量的1～10%；

以干基金属氢氧化物、金属氧化物或碳酸盐的摩尔计，金属氢氧化物、金属氧化物或碳酸盐的摩尔用量与硬脂酸摩尔用量比为1:1.2～1:2.0.

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述金属氢氧化物水溶液、金属氧化物水溶液或碳酸盐水溶液的重量浓度为5～15%。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述分散剂选自聚丙烯酸钠或聚乙烯醇；所述乳化剂选自烷基芳基磺酸盐、聚氧化乙烯脂肪酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇单硬脂酸酯或二异丙基萘磺酸盐中的一种以上。

6.根据权利要求5所述的方法制备的分散型金属皂润滑剂。

7.根据权利要求6所述的分散型金属皂润滑剂的应用，其特征在于，用于造纸涂布润滑剂。