CN102733260B

CN102733260B - 造纸用水性润滑剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102733260B
Application number: CN201210223754.4A
Authority: CN
Inventors: 施晓旦; 尹东华
Original assignee: Shanghai Dongsheng New Material Co Ltd
Current assignee: Shanghai Dongsheng New Material Co Ltd; Shandong Dongsheng New Material Co Ltd
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2014-11-26
Anticipated expiration: 2032-06-29
Also published as: CN102733260A

Abstract

本发明公开了一种造纸用水性润滑剂及其制备方法，制备方法包括如下步骤：（1）将羟基硅油加入油酸、有机胺和水的混合料，然后滴加环氧氯丙烷，滴加时间1～3小时；（2）50～80℃反应1～3小时，降温至20～30℃，获得所述的造纸用水性润滑剂。本发明所述的造纸用水性润滑剂，主要应用于涂布纸的造纸涂料。本发明的润滑剂应用于涂布纸的造纸涂料，能明显提高涂布纸的平滑度，改善纸张的光泽度，制备工艺简单，是一种能满足造纸涂料用高性能、绿色环保的产品。

Description

造纸用水性润滑剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种造纸用水性润滑剂及其制备方法，应用于涂布纸的造纸涂料。

背景技术

润滑剂在造纸涂料中起到降低涂层摩擦系数，改善涂料流变性，进而提高涂层平整度，提高成品纸光泽度的功能。目前市场上的造纸用润滑剂以高级脂肪酸盐类及高分子氧化聚乙烯为主，还包括蜡乳液等，它们均有改善涂层摩擦系数的作用。

中国专利CN1584204A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工艺。该发明仅限于几种乳化剂和氧化聚乙烯蜡制备的乳液，工艺复杂。

发明内容

本发明的目的是提出一种造纸用水性润滑剂及其制备方法，以克服已有技术的缺陷。

本发明的造纸用水性润滑剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）在50～80℃下，将羟基硅油加入油酸、有机胺和水的混合料，然后滴加环氧氯丙烷，滴加时间1～3小时；

（2）50～80℃反应1～3小时，降温至20～30℃，获得所述的造纸用水性润滑剂，重量固含量15～35wt%，25℃时的粘度≤500mPa.s，pH值为6～8；

各个组分的重量份数为：

优选的，还包括0.01-0.2份杀菌剂，在步骤（2）中，降温至20～30℃后，加入杀菌剂；

所述羟基硅油选自HO[(CH₃)₂SiO]nH（n=5-10）中的至少一种；

所述的有机胺选自二乙醇胺、三乙醇胺、三亚乙基二胺或六亚甲基四胺中的至少一种；

所述的杀菌剂选自5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4异噻唑啉-3-酮或溴硝醇中的至少一种；

本发明所述的造纸用水性润滑剂，主要应用于涂布纸的造纸涂料。

本发明人发现，在油酸和有机胺中和液中，加入羟基硅油，再对此混合液用环氧氯丙烷进行接枝聚合，出乎意料的，应用于造纸涂料中，能明显改善纸张的平滑度及光泽度。这可能由于环氧氯丙烷接枝在羟基硅油的活性羟基上，提高了相应的水溶性，最终产品接近水溶液体系。在涂料中，油酸胺和改性的羟基硅油具有一定的协同作用，能够包覆在碳酸钙等颜料的表面，有助于整个涂料体系的分散，并且由于是水溶液体系，容易在涂料中形成连续相提高了润滑剂的润滑效果，最终能改善纸张的平滑度及光泽度。

本发明的润滑剂应用于涂布纸的造纸涂料，能明显提高涂布纸的平滑度，改善纸张的光泽度，制备工艺简单，是一种能满足造纸涂料用高性能、绿色环保的产品。

具体实施方式

实施例中，粘度为25℃的粘度。

实施例1

水性润滑剂的合成：

a)将20g油酸、15g二乙醇胺和102.1g去离子水加入反应釜中，开启搅拌，混合均匀，升温至50℃；

（b）在50℃情况下，将10g羟基硅油（HO[(CH₃)₂SiO]₅H）一次性加入釜底料，并滴加10g环氧氯丙烷，滴加时间3小时；

（c）50℃保温3小时，降温至25℃过滤，加入0.01g溴硝醇，继续搅拌10分钟，用100目筛网过滤出料。

（d）所得的水性润滑剂的重量固含量34.8wt%，粘度420mPa.s（NDJ-1旋转粘度计测定），pH=6.15（使用PHS-3C精密pH计测得)。

实施例2

水性润滑剂的合成：

a)将50g油酸、40g三亚乙基二胺和680g去离子水加入反应釜中，开启搅拌，混合均匀，升温至80℃；

（b）在80℃情况下，将10g羟基硅油（HO[(CH₃)₂SiO]₁₀H）一次性加入釜底料，并滴加20g环氧氯丙烷，滴加时间1小时；

（c）80℃保温1小时，降温至25℃过滤，加入0.05g溴硝醇、0.1g5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、0.05g 2-甲基-4异噻唑啉-3-酮，继续搅拌10分钟，用100目筛网过滤出料。

（d）所得的水性润滑剂的重量固含量15.1wt%，粘度15mPa.s（NDJ-1旋转粘度计测定），pH=7.98（使用PHS-3C精密pH计测得)。

实施例3

水性润滑剂的合成：

a)将30g油酸、10g六亚甲基四胺、15g三乙醇胺和240g去离子水加入反应釜中，开启搅拌，混合均匀，升温至60℃；

（b）在60℃情况下，将10g羟基硅油（HO[(CH₃)₂SiO]₈H）一次性加入釜底料，并滴加15g环氧氯丙烷，滴加时间2小时；

（c）60℃保温2小时，降温至25℃过滤，加入0.07g 5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、0.05g 2-甲基-4异噻唑啉-3-酮，继续搅拌10分钟，用100目筛网过滤出料。

（d）所得的水性润滑剂的重量固含量24.7wt%，粘度38mPa.s（NDJ-1旋转粘度计测定），pH=7.45（使用PHS-3C精密pH计测得)。

实施例4

水性润滑剂的合成：

a)将40g油酸、20g三亚乙基二胺、12g二乙醇胺和400g去离子水加入反应釜中，开启搅拌，混合均匀，升温至70℃；

（b）在70℃情况下，将10g羟基硅油（HO[(CH₃)₂SiO]₇H）一次性加入釜底料，并滴加18g环氧氯丙烷，滴加时间1小时；

（c）70℃保温1小时，降温至25℃过滤，加入0.02g溴硝醇、0.05g 5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮，继续搅拌10分钟，用100目筛网过滤出料。

（d）所得的水性润滑剂的重量固含量20.3wt%，粘度19mPa.s（NDJ-1旋转粘度计测定），pH=6.98（使用PHS-3C精密pH计测得)。

实施例5

对比例：按专利CN1584204A制备的润滑剂

用实施例1～4和对比例，按下述配方配制涂料，其中实施例1～4制成的两性高分子粘结剂取代50%丁苯胶乳

去离子水适量，调整涂料重量固含量为65%。

实验过程：1）将95级重质碳酸钙、巴西瓷土和适量去离子水加入高速分散机，搅拌均匀后高速分散20～30min，至细度合格，低速下加入乳液，搅拌均匀后，出料，100目筛网过滤。2）将采用实施例1～4和对比例乳液配制的涂料用10#涂布棒在75g/m²铜版原纸上进行涂布，涂布量20g/m²，备用。3）涂布压光条件：分别取上述涂布纸样用小型压光机硬压光两次（0.3Mpa,85℃）。备用。

采用国标的方法对于纸张进行涂布性能测试：

判定标准：平滑度及光泽度越大效果越好

	平滑度s	涂布光泽度％	印刷光泽度％
				空白	150	40	61
对比例	210	43	71
				实施例1	240	47	78
实施例2	243	46	76

实施例3	238	47	75
				实施例4	249	48	79

从上述应用结果可以看出：使用本发明实施例1～4制备的水溶性润滑剂，与对比例相比，应用于涂布纸的造纸涂料，能明显改善涂布纸的平滑度及光泽度。

Claims

1.造纸用水性润滑剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将羟基硅油加入油酸、有机胺和水的混合料，然后滴加环氧氯丙烷，滴加时间1～3小时；

(2)50～80℃反应1～3小时，降温至20～30℃，获得所述的造纸用水性润滑剂；

所述羟基硅油选自HO[(CH₃)₂SiO]nH中的至少一种，n＝5-10；

所述的有机胺选自二乙醇胺、三乙醇胺、三亚乙基二胺或六亚甲基四胺中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在50～80℃下，将羟基硅油加入油酸、有机胺和水的混合料。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各个组分的重量份数为：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括0.01-0.2份杀菌剂，在步骤(2)中，降温至20～30℃后，加入杀菌剂。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的杀菌剂选自5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4异噻唑啉-3-酮或溴硝醇中的至少一种。

6.根据权利要求1～5任一项所述的方法制备的造纸用水性润滑剂。

7.根据权利要求6所述的造纸用水性润滑剂，其特征在于，重量固含量15～35wt％，25℃时的粘度≤500mPa.s，pH值为6～8。