CN103255675B

CN103255675B - 造纸用水溶性润滑剂

Info

Publication number: CN103255675B
Application number: CN201310120009.1A
Authority: CN
Inventors: 施晓旦; 尹东华; 王养臣
Original assignee: Shanghai Dongsheng New Material Co Ltd
Current assignee: Dssun New Material (Shandong) Co., Ltd.
Priority date: 2013-04-08
Filing date: 2013-04-08
Publication date: 2015-07-29
Anticipated expiration: 2033-04-08
Also published as: CN103255675A

Abstract

本发明公开了一种造纸用水溶性润滑剂的制备方法，其是将脂肪酸、环氧氯丙烷、催化剂、无机改性剂、碱、杀菌剂和水混合后进行聚合反应得到所述造纸用水溶性润滑剂。该产品应用于涂布纸的造纸涂料中，能明显提高纸张表面的平滑度、改善纸张的光泽度。

Description

造纸用水溶性润滑剂

技术领域

本发明涉及一种造纸用水溶性润滑剂，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聚乙烯蜡制备的乳液，工艺复杂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种造纸用水溶性润滑剂，该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，以克服现有技术存在的上述缺陷。

为解决上述技术问题，本发明一种造纸用水溶性润滑剂的制备方法，其是将脂肪酸、环氧氯丙烷、催化剂、无机改性剂、碱、杀菌剂和水混合后进行聚合反应得到所述造纸用水溶性润滑剂。

所述造纸用水溶性润滑剂的制备方法包括如下步骤：

a、将无机改性剂、碱和水混合均匀；

b、将脂肪酸、催化剂混合均匀，获得釜底料，升温至70～90℃；

c、向所述釜底料中滴加环氧氯丙烷，滴加时间1～3小时；70～90℃保温1～3小时；加入步骤a中的混合物，继续混合均匀；

d、降温至20～40℃，加入杀菌剂，pH值为7～11；

上述各组分的重量含量如下：

所述脂肪酸优选硬脂酸、棕榈酸、油酸中的至少一种；

所述催化剂选自三氟化硼乙醚、四氯化锡中的至少一种；

所述无机改性剂选自磷酸钠、磷酸钾中的至少一种；

所述碱优选二乙醇胺、三乙醇胺、三亚乙基二胺、氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种；

所述杀菌剂选自5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4异噻唑啉-3-酮、溴硝醇中的至少一种。

所述的造纸用水溶性润滑剂，主要应用于涂布纸的造纸涂料。

本发明人发现，脂肪酸上用环氧氯丙烷进行接枝聚合，并在体系中加入少量磷酸钠或磷酸钾，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脂肪酸的长碳链，改善了分子的亲水性，最终产品为水溶液体系。在涂料中，脂肪酸改性物和无机改性剂磷酸钠或磷酸钾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，在涂料干燥过程中体系中的脂肪酸改性物易于在涂布纸表面富集，表现为改善纸张的平滑度及光泽度。

本发明的水溶性润滑剂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1

水溶性润滑剂的合成：

(a)将10g磷酸钠、5g二乙醇胺和291.5g去离子水加入反应釜中，混合均匀，溶解完全，备用；

（b）将100g硬脂酸、0.1g三氟化硼乙醚混合均匀，获得釜底料，在氮气氛围内，升温至90℃；

（c）在90℃情况下，滴加10g环氧氯丙烷，滴加时间1小时；90℃保温1小时；加入步骤a中的混合物，继续混合均匀，

（d）降温至20℃，加入0.01g溴硝醇，继续搅拌10分钟，用100目筛网过滤出料。

（e）所得的水溶性润滑剂的重量固含量30.1wt%，粘度180mPa.s（NDJ-1旋转粘度计测定），pH=7.23（使用PHS-3C精密pH计测得)。

实施例2

水溶性润滑剂的合成：

(a)将30g磷酸钾、20g氢氧化钠和1626g去离子水加入反应釜中，混合均匀，溶解完全，备用；

（b）将100g棕榈酸、0.5g四氯化锡混合均匀，获得釜底料，升温至70℃；

（c）在70℃情况下，滴加30g环氧氯丙烷，滴加时间3小时；70℃保温3小时；加入步骤a中的混合物，继续混合均匀，

（d）降温至40℃，加入0.05g溴硝醇、0.1g5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、0.05g2-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。

（e）所得的水溶性润滑剂的重量固含量10.2wt%，粘度7mPa.s（NDJ-1旋转粘度计测定），pH=10.89（使用PHS-3C精密pH计测得)。

实施例3

水溶性润滑剂的合成：

(a)将10g磷酸钾、10g磷酸钠、5g氢氧化钾、5g三亚乙基二胺和601.68g去离子水加入反应釜中，混合均匀，溶解完全，备用；

（b）将50g棕榈酸、50g油酸，0.1g四氯化锡、0.2g三氟化硼乙醚混合均匀，获得釜底料，在氮气氛围内，升温至80℃；

（c）在80℃情况下，滴加20g环氧氯丙烷，滴加时间2小时；80℃保温2小时；加入步骤a中的混合物，继续混合均匀，

（d）降温至25℃，加入0.07g5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、0.05g2-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。

（e）所得的水溶性润滑剂的重量固含量20.4wt%，粘度14mPa.s（NDJ-1旋转粘度计测定），pH=8.89（使用PHS-3C精密pH计测得)。

实施例4

水溶性润滑剂的合成：

(a)将5g磷酸钾、10g磷酸钠、6g三乙醇胺、7g氢氧化钠和430.26g去离子水加入反应釜中，混合均匀，溶解完全，备用；

（b）将100g油酸，0.15g四氯化锡、0.2g三氟化硼乙醚混合均匀，获得釜底料，升温至75℃；

（c）在75℃情况下，滴加15g环氧氯丙烷，滴加时间2.3小时；85℃保温2.3小时；加入步骤a中的混合物，继续混合均匀，

（d）降温至25℃，加入0.02g溴硝醇、0.05g5-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。

（e）所得的水溶性润滑剂的重量固含量25.2wt%，粘度38mPa.s（NDJ-1旋转粘度计测定），pH=9.65（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，

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，低速下加入胶乳、润滑剂，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15g/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	213	43	71
				实施例1	248	49	80
实施例2	258	48	82
				实施例3	264	50	77
实施例4	271	47	76

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

1.一种造纸用水溶性润滑剂的制备方法，其特征在于，其是将脂肪酸、环氧氯丙烷、催化剂、无机改性剂、碱、杀菌剂和水混合后进行聚合反应得到所述造纸用水溶性润滑剂；其中，所述脂肪酸选自硬脂酸、棕榈酸、油酸中的至少一种；所述催化剂选自三氟化硼乙醚、四氯化锡中的至少一种；所述无机改性剂选自磷酸钠、磷酸钾中的至少一种；所述碱优选二乙醇胺、三乙醇胺、三亚乙基二胺、氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、将无机改性剂、碱和水混合；

b、将脂肪酸、催化剂混合，获得釜底料，升温至70～90℃；

c、向所述釜底料中滴加环氧氯丙烷，滴加时间1～3小时；70～90℃保温1～3小时；加入步骤a中的混合物，混合均匀；

d、降温至20～40℃，加入杀菌剂，pH值为7～11。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，各组分的重量含量如下：

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

5.如权利要求1～4任一项方法制备的造纸用水溶性润滑剂。

6.如权利要求5所述造纸用水溶性润滑剂的应用，其特征在于，应用于涂布纸的造纸涂料。