CN103266534B - 一种硬脂酸锌水性分散液及其制备方法 - Google Patents

一种硬脂酸锌水性分散液及其制备方法 Download PDF

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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

一种硬脂酸锌水性分散液及其制备方法
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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