CN102363936A - 造纸用分散型润滑剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种造纸用分散型润滑剂及其制备方法和应用，制备方法，包括如下步骤：(1)将分散剂、乳化剂和氢氧化钙水溶液加热至40～85℃；(2)将混合脂肪酸加入步骤(1)的产物中反应，即可得到所述的造纸用分散型润滑剂。本发明制备的造纸用分散型润滑剂，可作为造纸涂布用润滑剂。本发明制备的硬脂酸钙润滑剂粘度小，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

造纸用分散型润滑剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种以硬脂酸钙为主要组成的造纸涂布用润滑剂及其制备方法和应用。
背景技术
随着我国造纸工业的不断发展，铜版涂布纸和涂布白板纸的需求量越来越大，在涂料高速涂布过程中，粘度小且储藏稳定性、流动性好的润滑剂越来越受到重视。
硬脂酸钙作为涂布纸的润滑剂之一，早在80年代初就已经在我国的造纸行业中应用。硬脂酸钙润滑剂可以改进纸张涂料的流平性和润滑性，增进粘合性，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。
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，再分散均质，生产工艺较复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种造纸用分散型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：
(1)将分散剂、乳化剂和重量浓度为5～15％氢氧化钙水溶液加热至40～85℃；
(2)将混合脂肪酸加入步骤(1)的产物中，在60～90℃下反应0.5～2.5小时，即可得到所述的造纸用分散型润滑剂；
所述混合脂肪酸中，硬脂酸重量为75～95％，不饱和脂肪酸为5～25％；
所述的分散剂选自聚乙烯醇或聚丙烯酸钠；
所述的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；
所述氢氧化钙和硬脂酸的摩尔比为1∶1.2～1∶2.0；
其中：氢氧化钙是以纯的氢氧化钙为计算基准的；
分散剂用量为硬脂酸重量的1～5％；乳化剂用量为硬脂酸重量的1～10％；
所述的不饱和脂肪酸选自油酸、棕榈油酸或豆蔻油酸；
当采用上述比例的硬脂酸和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氢氧化钙反应的进行，生成了不饱和脂肪酸盐，而充当了具有稳泡作用的乳化剂，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。
本发明制备的造纸用分散型润滑剂，可作为造纸涂布用润滑剂。
本发明制备的硬脂酸钙润滑剂粘度小，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38克聚乙烯醇、76克壬基酚聚氧乙烯醚和2200克重量浓度为10％的氢氧化钙水溶液加入5000mL四口烧瓶中，加热搅拌至40℃；
然后将760克硬脂酸和253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钙润滑剂。25℃时的粘度为120mpa·s(NDJ-1旋转粘度计测得，下同)，重量固含量为41.2％。
实施例2
将31.5克聚乙烯醇、69克失水山梨醇单硬脂酸酯和1575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869克硬脂酸和217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，即得到分散型硬脂酸钙润滑剂。25℃时的粘度为215mpa·s，重量固含量为50.1％。
实施例3
将22克聚丙烯酸钠、45.6克十二烷基磺酸钠和1250克重量浓度为5％的氢氧化钙水溶液加入5000mL四口烧瓶中，加热搅拌至85℃；然后将456克硬脂酸和24克棕榈油酸同时加入此四口烧瓶中，升温至60℃反应2.5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165mpa·s，重量固含量为33.7％。
实施例4
将10.8克聚丙烯酸钠、10.8克十二烷基磺酸钠和1158克重量浓度为15％氢氧化钙水溶液加入5000mL四口烧瓶中，加热搅拌至65℃；然后将1080克硬脂酸和120克豆蔻油酸同时加入此四口烧瓶中，升温至85℃反应1.0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130mpa·s，重量固含量为57.2％。
对比例1
将38克聚乙烯醇、76克壬基酚聚氧乙烯醚和2200克重量浓度为10％的氢氧化钙水溶液加入5000mL四口烧瓶中，加热搅拌至40℃；然后将1013克硬脂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，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515mpa·s，重量固含量为41.0％。
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：
Figure BDA0000072865220000041
Figure BDA0000072865220000051
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，使用本发明实施例1～4制备的硬脂酸钙润滑剂在造纸高速涂布中，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.造纸用分散型润滑剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将分散剂、乳化剂和氢氧化钙水溶液加热至40～85℃；
(2)将混合脂肪酸加入步骤(1)的产物中反应，即可得到所述的造纸用分散型润滑剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将分散剂、乳化剂和重量浓度为5～15％氢氧化钙水溶液加热至40～85℃；
(2)将混合脂肪酸加入步骤(1)的产物中，在60～90℃下反应0.5～2.5小时。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述混合脂肪酸中，硬脂酸重量为75～95％，不饱和脂肪酸为5～25％。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的分散剂选自聚乙烯醇或聚丙烯酸钠；
所述的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；
所述的不饱和脂肪酸选自油酸、棕榈油酸或豆蔻油酸。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述氢氧化钙和硬脂酸的摩尔比为1∶1.2～1∶2.0；分散剂用量为硬脂酸重量的1～5％；乳化剂用量为硬脂酸重量的1～10％。
6.根据权利要求1～5任一项所述的方法制备的造纸用分散型润滑剂。
7.根据权利要求6所述的造纸用分散型润滑剂的应用，其特征在于，作为造纸涂布用润滑剂。
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