CN103059730B - 一种用于薄膜涂布的水性蜡乳液及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于薄膜涂布的水性蜡乳液，该乳液由含有下述重量含量的原料制成：巴西棕榈蜡10～40％、非离子乳化剂3～9％、阴离子乳化剂0.5-5％、助溶剂1.2-3％、分散剂0.01～1％、消泡剂0.05～0.1％、稳定剂2-6％、去离子水36～83％。该乳液流动性好，颗粒小且均匀，具有良好的贮存稳定性，而且使用时无需加热熔融或用溶剂溶解，适合BOPP、PET等涂布基材，涂布后成膜缜密，涂层耐水性、耐高温性良好。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种用于薄膜涂布的水性蜡乳液及其制造方法，属于新型高分子材料领域。
背景技术
蜡乳液是以天然蜡或合成蜡为原料制备的水乳液，应用于国民经济中的各个领域，比如皮革业、建筑业、农业、造纸业、纺织业等等。随着蜡乳液横、纵向的发展，目前也作为食品软包材水性涂料重要的添加助剂，用于提高涂布膜的抗划伤性能、表面疏水性能以及抗粘防污性能，使涂布膜更加爽滑，便于流水线高速包装时走机的顺畅。但是就国内现有技术而言，还不能保证蜡乳液质量的稳定以及具有足够的滑爽性。尤其是市场上很多蜡乳液都以工业石蜡或其他合成蜡为原料制得，工业石蜡分解出的低分子化合物会造成人体肠胃功能紊乱、引起腹泻。人过多服用石蜡会降低免疫功能，有些物质在人体内长期积蓄，还会引发人体细胞变异疾病，严重危害健康，故不适合用于食品包材的生产和加工。
发明内容
针对以上问题，本发明的目的在于提供一种用于薄膜涂布的水性蜡乳液，这种蜡乳液以巴西棕榈蜡为主要原料，用非离子乳化剂乳化，避免性能不稳定、易分层的缺点，密封放置阴凉处可以存放两年，并且以任意比例水稀释不分层、不破乳、不结块；分散性好、成膜致密，耐水性好。有效解决了塑料包材高速走机问题（滑爽性不高），而且使用安全、环保、高效、经济。
本发明提供一种用于薄膜涂布的水性蜡乳液，该乳液由含有下述重量含量的原料配制成：巴西棕榈蜡10~40%、非离子乳化剂3~9%、阴离子乳化剂0.5-5%、助溶剂1.2-3%、分散剂0.01~1%、消泡剂0.05~0.1%、稳定剂2-6%、去离子水36~83%。
所述的巴西棕榈蜡为淡黄色或黄色粉末、薄片或硬块状，熔点为83-91℃。
所述的非离子乳化剂优选为：脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸山梨坦（司盘60或司盘80）、聚山梨酯（吐温80）的一种或组合。
所述的阴离子乳化剂优选为脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯钠盐或钾盐。
所诉的助溶剂为乙醇或乙酸乙酯。
所述的分散剂可缩短分散时间，提高光泽，防止絮凝，防止沉降。优选为脂肪酸聚乙二醇酯、十二烷基硫酸钠的一种或任意组合。
所述的消泡剂为有机硅消泡剂。
所述的稳定剂优选为硬脂酸钙。
本发明的工艺和步骤如下：
（1）先将固体状巴西棕榈蜡、助溶剂及去离子水投放入反应容器中，开启设备加热至巴西棕榈蜡成为熔融状态。
（2）将非离子乳化剂、阴离子乳化剂混合均匀，配制成复配型乳化剂A。
（3）将复配型乳化剂A、助溶剂、分散剂、稳定剂投入到反应容器中，同时加入已经加热至65-70℃的去离子水搅拌，搅拌速度为800-1000转/分，维持温度75-85℃。搅拌10-20分钟后，加入剩余的常温的去离子水。
（4）升高温度至95-100℃，加入消泡剂，控制好搅拌速度。乳化时间25-45分钟后，视粘度情况加入醋酸或柠檬酸调整PH值为5-7，最后降温过滤出料。
本发明生产工艺简单稳定，所制得的蜡乳液固含为25±1%，流动性好，颗粒小且均匀，具有良好的贮存稳定性，而且使用时无需加热熔融或用溶剂溶解。适合BOPP、PET等涂布基材，涂布后成膜缜密，涂层耐水性、耐高温性良好。涂布膜用于高速包装机走机顺畅，无漏包或多包现象。
表一为不同配比的蜡乳液性能对比数据
具体实施方式
实施例一：
按如下组分制备原料（重量百分比）：
（1）先将60kg固体状巴西棕榈蜡、2.5kg乙醇及22kg去离子水投放入反应容器中，开启设备加热至巴西棕榈蜡成为熔融状态。
（2）将16kg脂肪醇聚氧乙烯醚、2kg吐温80和6kg脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯钠盐混合均匀，配制成复配型乳化剂A。
（3）将复配型乳化剂A、2.5kg乙醇、0.8kg十二烷基硫酸钠、4kg硬脂酸钙投入到反应容器中，同时加入已经加热至65℃的40kg去离子水搅拌，搅拌速度为800转/分，维持温度75℃。搅拌20分钟后，加入剩余的常温的40kg去离子水。
（4）升高温度至100℃，加入0.2kg有机硅消泡剂，控制好搅拌速度。乳化时间25分钟后，视粘度情况加入醋酸或柠檬酸调整PH值为6，最后降温过滤出料。
实施例二：
按如下组分制备原料（重量百分比）：
（1）先将120kg固体状巴西棕榈蜡、3.0kg乙醇及32kg去离子水投放入反应容器中，开启设备加热至巴西棕榈蜡成为熔融状态。
（2）将6kg脂肪醇聚氧乙烯醚、3kg司盘80和15kg脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯钠盐混合均匀，配制成复配型乳化剂A。
（3）将复配型乳化剂A、1.5kg乙醇、1.35kg十二烷基硫酸钠、18kg硬脂酸钙投入到反应容器中，同时加入已经加热至70℃的50kg去离子水搅拌，搅拌速度为1000转/分，维持温度75℃。搅拌15分钟后，加入剩余的常温的50kg去离子水。
（4）升高温度至95℃，加入0.15kg有机硅消泡剂，控制好搅拌速度。乳化时间30分钟后，视粘度情况加入醋酸或柠檬酸调整PH值为6，最后降温过滤出料。
实施例三：
按如下组分制备原料（重量百分比）：
（1）先将50kg固体状巴西棕榈蜡、8kg乙醇及105kg去离子水投放入反应容器中，开启设备加热至巴西棕榈蜡成为熔融状态。
（2）将10kg脂肪醇聚氧乙烯醚、7kg吐温80和3.5kg脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐混合均匀，配制成复配型乳化剂A。
（3）将复配型乳化剂A、9kg乙醇、5kg十二烷基硫酸钠、5kg硬脂酸钙投入到反应容器中，同时加入已经加热至70℃的150kg去离子水搅拌，搅拌速度为800转/分，维持温度75℃。搅拌10分钟后，加入剩余的常温的150kg去离子水。
（4）升高温度至98℃，加入0.5kg有机硅消泡剂，控制好搅拌速度。乳化时间45分钟后，视粘度情况加入醋酸或柠檬酸调整PH值为7，最后降温过滤出料。
实施例四：
按如下组分制备原料（重量百分比）：
（1）先将160kg固体状巴西棕榈蜡、5.6kg乙酸乙酯及44kg去离子水投放入反应容器中，开启设备加热至巴西棕榈蜡成为熔融状态。
（2）将24kg脂肪醇聚氧乙烯醚、12kg吐温80和20kg脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯钠盐混合，配制成复配型乳化剂A。
（3）将复配型乳化剂A、6kg乙酸乙酯、2.08kg十二烷基硫酸钠、24kg硬脂酸钙投入到反应容器中，同时加入已经加热至70℃的40kg去离子水搅拌，搅拌速度为1000转/分，维持温度80℃。搅拌20分钟后，加入剩余的常温的60kg去离子水。
（4）升高温度至100℃，加入2.32kg有机硅消泡剂，控制好搅拌速度。乳化时间25分钟后，视粘度情况加入醋酸或柠檬酸调整PH值为5，最后降温过滤出料。
实施例五：
按如下组分制备原料（重量百分比）：
（1）先将40kg固体状巴西棕榈蜡、3.12kg乙醇及48kg去离子水投放入反应容器中，开启设备加热至巴西棕榈蜡成为熔融状态。
（2）将8kg脂肪醇聚氧乙烯醚、4kg吐温80和5.6kg脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯钠盐混合均匀，配制成复配型乳化剂A。
（3）将复配型乳化剂A、3kg乙醇、0.04kg十二烷基硫酸钠、8kg硬脂酸钙投入到反应容器中，同时加入已经加热至65℃的90kg去离子水搅拌，搅拌速度为1000转/分，维持温度75℃。搅拌10分钟后，加入剩余的常温的90kg去离子水。
（4）升高温度至95℃，加入0.24kg有机硅消泡剂，控制好搅拌速度。乳化时间25分钟后，视粘度情况加入醋酸或柠檬酸调整PH值为6，最后降温过滤出料。
实施例六：
按如下组分制备原料（重量百分比）：
（1）先将100kg固体状巴西棕榈蜡、7.4kg乙醇及230kg去离子水投放入反应容器中，开启设备加热至巴西棕榈蜡成为熔融状态。
（2）将30kg吐温80和5kg脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯钠盐混合，配制成复配型乳化剂A。
（3）将复配型乳化剂A、7kg乙醇、0.1kg脂肪酸聚乙二醇酯、20kg硬脂酸钙投入到反应容器中，同时加入已经加热至67℃的300kg去离子水搅拌，搅拌速度为900转/分，维持温度80℃。搅拌15分钟后，加入剩余的常温的300kg去离子水。
（4）升高温度至98℃，加入0.5kg有机硅消泡剂，控制好搅拌速度。乳化时间30分钟后，视粘度情况加入醋酸或柠檬酸调整PH值为7，最后降温过滤出料。
实施例七：
按如下组分制备原料（重量百分比）：
（1）先将80kg固体状巴西棕榈蜡、2.4kg乙醇及60kg去离子水投放入反应容器中，开启设备加热至巴西棕榈蜡成为熔融状态。
（2）将20kg脂肪醇聚氧乙烯醚、16kg司盘60和3.2kg脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯钠盐混合，配制成复配型乳化剂A。
（3）将复配型乳化剂A、2.4kg乙醇、4kg十二烷基硫酸钠、11.6kg硬脂酸钙投入到反应容器中，同时加入已经加热至70℃的100kg去离子水搅拌，搅拌速度为800转/分，维持温度75℃。搅拌20分钟后，加入剩余的常温的100kg去离子水。
（4）升高温度至100℃，加入0.4kg有机硅消泡剂，控制好搅拌速度。乳化时间25分钟后，视粘度情况加入醋酸或柠檬酸调整PH值为5，最后降温过滤出料。
如下表所示
Claims (7)
1.一种用于薄膜涂布的水性蜡乳液，其特征在于：所述的水性蜡乳液由含有下述重量含量的原料配制成：巴西棕榈蜡10～40％、非离子乳化剂3～9％、阴离子乳化剂0.5-5％、助溶剂1.2-3％、分散剂0.01～1％、消泡剂0.05～0.1％、稳定剂2-6％、去离子水36～83％；所述的非离子乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、司盘60或司盘80、吐温80的任意一种或任意组合；所述的阴离子乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯钠盐或钾盐。
2.如权利要求1所述的用于薄膜涂布的水性蜡乳液，其特征在于：所述的巴西棕榈蜡为黄色粉末、薄片或硬块状，熔点为83-91℃。
3.如权利要求1所述的用于薄膜涂布的水性蜡乳液，其特征在于：所述的助溶剂为乙醇或乙酸乙酯。
4.如权利要求1所述的用于薄膜涂布的水性蜡乳液，其特征在于：所述的分散剂为脂肪酸聚乙二醇酯、十二烷基硫酸钠的一种或任意组合。
5.如权利要求1所述的用于薄膜涂布的水性蜡乳液，其特征在于：所述的消泡剂为有机硅消泡剂。
6.如权利要求1所述的用于薄膜涂布的水性蜡乳液，其特征在于：所述的稳定剂为硬脂酸钙。
7.如权利要求1所述的用于薄膜涂布的水性蜡乳液的制造方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
(1)先将固体状巴西棕榈蜡、助溶剂及去离子水投放入反应容器中，开启设备加热至巴西棕榈蜡成为熔融状态；
(2)将非离子乳化剂、阴离子乳化剂混合均匀，配制成复配型乳化剂A；
(3)将复配型乳化剂A、助溶剂、分散剂、稳定剂投入到反应容器中，同时加入已经加热至65-70℃的去离子水搅拌，搅拌速度为800-1000转/分，维持温度75-85℃，搅拌10-20分钟后，加入剩余的常温的去离子水；
(4)升高温度至95-100℃，加入消泡剂，控制好搅拌速度，乳化时间25-45分钟后，视粘度情况加入醋酸或柠檬酸调整pH值为5-7，最后降温过滤出料。
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