CN103266534B - 一种硬脂酸锌水性分散液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种硬脂酸锌水性分散液，其由硬脂酸锌、乳化剂、分散剂、消泡剂、防腐剂和水制备而成，各个组分的重量百分比含量为：硬脂酸锌35～45％，乳化剂4～10％，分散剂1～4％，消泡剂0.1～0.5％，防腐剂0.1～0.3％、水40.2～59.8％，上述各个组分含量之和为100％；并公开上述硬脂酸锌水性分散液的制备方法。本发明的硬脂酸锌水性分散液，粒径小，固含量高，粘度小，稳定性好，无毒、环保，润滑效果理想；硬脂酸锌水性分散液的制备方法工艺简单，易于操作，降低了生产成本，有利于工业化应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种硬脂酸锌水性分散液及其制备方法，该硬脂酸锌水性分散液主要用作橡胶隔离剂、造纸涂布润滑剂、热敏纸的增感剂和水性涂料功能性助剂。
背景技术
硬脂酸锌作为润滑剂，广泛应用于橡胶、造纸、涂料和化妆品等行业。由于硬脂酸锌不溶于水，是以粒子形式分散于体系中，因此，粒径大小直接影响有效成分的分散效果。通常粒径大、不易分散而且容易沉淀，使用效果并不理想，故一般将其制成水性分散液，充分发挥其作用。
目前，生产硬脂酸锌水性分散液的厂家很少，生产的产品大多存在粒径较大且固含量不高，工艺较复杂，生产成本高，并且在存放过程中水性分散液容易出现结皮、沉淀等问题，性能非常不稳定。随着造纸、橡胶和涂料行业的发展，低固含量、粒径大的硬脂酸锌水性分散液已满足不了生产需求。
中国专利CN1932150A公开了一种硬脂酸锌水性乳化分散液及其制造方法，其通过科学合理的配方，采用超微研磨技术，实现粉碎微粒子化，制得粒径小于1μm的硬脂酸锌水性乳化分散液。采用该方法制得的分散液粒径小，但是固含量并不高，因此，大大限制了其应用。
中国专利CN102102312A公开了一种水性硬脂酸锌分散液及其制备方法，其将一定配比的硬脂酸锌、乳化剂、分散剂、助剂、消泡剂、杀菌剂和水加入到高压反应釜中，密封后加热升温至140～180℃，恒温搅拌1小时，然后快速冷却到室温，得到目标产品。此方法虽然简便，制备的水性硬脂酸锌分散液粒径细、固含量高，但是需要加热升温，耗费大量能源，生产成本较高，加重生产企业的经济负担。
发明内容
为上述问题，本发明的目的是提供一种粒径较小、固含量高、性能稳定的硬脂酸锌水性分散液，同时，提供上述硬脂酸锌水性分散液的制备方法，其工艺简单，降低生产成本，有效解决了硬脂酸锌乳化分散难、粒径大以及结皮、沉淀等问题。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种硬脂酸锌水性分散液，其由硬脂酸锌、乳化剂、分散剂、消泡剂、防腐剂和水制备而成，各个组分的重量百分比含量为：硬脂酸锌35～45％，乳化剂4～10％，分散剂1～4％，消泡剂0.1～0.5％，防腐剂0.1～0.3％、水40.2～59.8％，上述各个组分含量之和为100％。
上述的硬脂酸锌水性分散液中，其乳化剂为非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂。
上述的硬脂酸锌水性分散液中，其乳化剂为脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基硫酸钠、吐温80、司班80中的一种或几种组合。
上述的硬脂酸锌水性分散液中，其分散剂为三聚磷酸钠、焦磷酸钠、羟乙基纤维素钠、聚丙烯酸钠、尿素中的一种或几种组合。
上述的硬脂酸锌水性分散液中，其消泡剂为聚醚消泡剂、高碳醇消泡剂、聚二甲基硅氧烷、自乳化硅油中的一种或几种组合。
上述的硬脂酸锌水性分散液中，其防腐剂为凯松、异噻唑啉酮、对羟基苯甲酸甲酯、布罗波尔、二氯二甲基乙内酰脲中的一种或几种组合。
上述的硬脂酸锌水性分散液中，水为自来水或去离子水。
本发明硬脂酸锌水性分散液中，选用的乳化剂大多为阴离子型表面活性剂，是由于阴离子表面活性剂具有较高的HLB值，对硬脂酸锌的乳化性能强，更容易形成水包油型乳液；选用的分散剂在该体系中具有良好的润湿分散和增溶作用；对于阴离子型的乳化剂体系，优选聚醚消泡剂和高碳醇消泡剂消泡，对于非离子型乳化剂体系，优选聚二甲基硅氧烷和自乳化硅油消泡剂消泡。
上述硬脂酸锌水性分散液的制备方法，其包括以下步骤：
步骤1、首先在反应釜中加入水，在机械搅拌下依次加入分散剂、乳化剂和硬脂酸锌，再利用管线式剪切机进行高速搅拌20～60分钟，使反应釜中的物料完全乳化、分散；然后再加入消泡剂和防腐剂，机械搅拌10～25分钟；
步骤2、将步骤1所得的混合物输入卧式砂磨机内研磨10～20分钟，再经超声波振动筛过滤，即得到硬脂酸锌水性分散液。
进一步地，上述硬脂酸锌水性分散液的制备方法中，在以2000～3000r/min的搅拌速度搅拌下加入分散剂、乳化剂和硬脂酸锌。
进一步地，上述硬脂酸锌水性分散液的制备方法中，管线式剪切机以8000～10000r/min的搅拌速度进行高速搅拌。
上述硬脂酸锌水性分散液的制备方法，其制得的硬脂酸锌水性分散液固含量为38～50wt%，粒径范围为2.6～4.8μm，粘度范围为50～100mPa·S。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：
本发明硬脂酸锌水性分散液，其粒径小，固含量高，粘度小，稳定性好；外观为白色稀乳液，性能稳定，长时间放置不出现沉淀、分层和霉变现象；具有良好的化学、机械稳定性，无毒、环保、润滑效果理想等优点。
本发明硬脂酸锌水性分散液的制备方法，其工艺简单，易于操作，不需要加压升温，室温常压下生产有利于降低生产成本，采用乳化处理技术以及精细研磨的方法，使乳化困难的硬脂酸锌易于在水中分散乳化，硬脂酸锌颗粒经过精细研磨，粒径由原来的25μm降到5μm以下，固含量也提高到50%，使制得的硬脂酸锌水性分散液粒径小、固含量高、稳定性好，粘度、粒径和固含量均在一定范围内可调；所用原料无毒，生产过程中不会对操作人员的身体健康造成任何危害，原料可以全部使用无排放，更加环保，而且有利于工业化应用。
具体实施方式
参照以下实施例可以对本发明作进一步详细说明；但是，以下实施例仅仅是例证，本发明并不局限于这些实施例。
实施例1
在反应釜中加入59kg去离子水，在2000r/min的搅拌速度搅拌下加入1kg三聚磷酸钠、2kg吐温80和2kg司班80以及35kg硬脂酸锌，再利用管线式剪切机以8000r/min的搅拌速度高速搅拌20分钟，使反应釜中的物料完全乳化、分散；然后再加入0.1kg聚二甲基硅氧烷消泡剂和0.1kg凯松防腐剂，机械搅拌10分钟；将所得的混合物输入卧式砂磨机内研磨10分钟，再经1000目超声波振动筛过滤，即得到粘度为50mPa·S、平均粒径2.6μm、固含量为38wt％的硬脂酸锌水性分散液。
实施例2
在反应釜中加入57kg去离子水，在2000r/min的搅拌速度搅拌下加入1kg焦磷酸钠、5kg十二烷基硫酸钠以及36kg硬脂酸锌，再利用管线式剪切机以8500r/min的搅拌速度高速搅拌30分钟，使反应釜中的物料完全乳化、分散；然后再加入0.1kg高碳醇消泡剂和0.1kg对羟基苯甲酸甲酯防腐剂，机械搅拌12分钟；将所得的混合物输入卧式砂磨机内研磨12分钟，再经1000目超声波振动筛过滤，即得到粘度为62mPa·S、平均粒径3μm、固含量为40wt％的硬脂酸锌水性分散液。
实施例3
在反应釜中加入49kg去离子水，在2000r/min的搅拌速度搅拌下加入3kg聚丙烯酸钠、8kg脂肪醇聚氧乙烯醚以及40kg硬脂酸锌，再利用管线式剪切机以9000r/min的搅拌速度高速搅拌40分钟，使反应釜中的物料完全乳化、分散；然后再加入0.1kg自乳化硅油消泡剂和0.1kg二氯二甲基乙内酰脲防腐剂，机械搅拌15分钟；将所得的混合物输入卧式砂磨机内研磨15分钟，再经1000目超声波振动筛过滤，即得到粘度为75mPa·S、平均粒径3.8μm、固含量为45wt％的硬脂酸锌水性分散液。
实施例4
在反应釜中加入45kg去离子水，在2000r/min的搅拌速度搅拌下加入4kg羟乙基纤维素钠和9kg脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠（FMES）以及42kg硬脂酸锌，再利用管线式剪切机以9500r/min的搅拌速度高速搅拌50分钟，使反应釜中的物料完全乳化、分散；然后再加入0.1kg聚醚消泡剂和0.1kg布罗波尔防腐剂，机械搅拌20分钟；将所得的混合物输入卧式砂磨机内研磨18分钟，再经1000目超声波振动筛过滤，即得到粘度为82mPa·S、平均粒径4.4μm、固含量为48wt％的硬脂酸锌水性分散液。
实施例5
在反应釜中加入40kg去离子水，在2000r/min的搅拌速度搅拌下加入4kg三聚磷酸钠和10kg脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠以及45kg硬脂酸锌，再利用管线式剪切机以10000r/min的搅拌速度高速搅拌1小时，使反应釜中的物料完全乳化、分散；然后再加入0.5kg聚醚消泡剂和0.3kg凯松防腐剂，机械搅拌25分钟；将所得的混合物输入卧式砂磨机内研磨20分钟，再经1000目超声波振动筛过滤，即得到粘度为96mPa·S、平均粒径4.8μm、固含量为50wt％的硬脂酸锌水性分散液。
Claims (5)
1.一种硬脂酸锌水性分散液的制备方法，其特征是：其包括以下步骤：步骤1、首先在反应釜中加入水40.2～59.8％，在机械搅拌下依次加入分散剂1～4％、乳化剂4～10％和硬脂酸锌35～45％，再利用管线式剪切机进行高速搅拌20～60分钟，使反应釜中的物料完全乳化、分散；然后再加入消泡剂0.1～0.5％和防腐剂0.1～0.3％，机械搅拌10～25分钟；上述各个组分含量均为重量百分比含量且各个组分含量之和为100％；乳化剂为阴离子表面活性剂，为脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或几种组合；分散剂为三聚磷酸钠、焦磷酸钠、羟乙基纤维素钠、聚丙烯酸钠、尿素中的一种或几种组合；
步骤2、将步骤1所得的混合物输入卧式砂磨机内研磨10～20分钟，再经超声波振动筛过滤，即得到固含量为38～50wt%，粒径范围为2.6～4.8μm，粘度范围为50～100mPa·S的硬脂酸锌水性分散液。
2.根据权利要求1所述的硬脂酸锌水性分散液的制备方法，其特征是：其消泡剂为聚醚消泡剂、高碳醇消泡剂、聚二甲基硅氧烷、自乳化硅油中的一种或几种组合。
3.根据权利要求1所述的硬脂酸锌水性分散液的制备方法，其特征是：其防腐剂为凯松、异噻唑啉酮、对羟基苯甲酸甲酯、布罗波尔、二氯二甲基乙内酰脲中的一种或几种组合。
4.根据权利要求1所述的硬脂酸锌水性分散液的制备方法，其特征是：在步骤1中，在以2000～3000r/min的搅拌速度搅拌下加入分散剂、乳化剂和硬脂酸锌。
5.根据权利要求1所述的硬脂酸锌水性分散液的制备方法，其特征是：在步骤1中，管线式剪切机以8000～10000r/min的搅拌速度进行高速搅拌。
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