CN103304823A - 一种用于松香树脂乳化的乳化剂组合物 - Google Patents

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王立峰
林民澄
杨荣照
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Abstract

本发明涉及一种用于松香树脂乳化的乳化剂组合物，目的是提供一种能使用易操作的常压逆转法乳化松香树脂，得到粒径小、稳定性强的松香树脂乳液的乳化剂组合物。一种用于松香树脂乳化的乳化剂组合物，由如下组份按质量百分比组成：炔醇类非离子表面活性剂75～95%、阴离子表面活性剂5～15%、稳定剂5～15%。本发明制备的乳化剂组合是用于松香树脂化的生产工艺，具有可在常压下实施逆转乳化法的优点，使得反应可以在较温和的条件下进行：温度低于110℃、常压，无需高压设备。同时制得的松香树脂乳液具有粒径小、稳定性高的特点。

Description

一种用于松香树脂乳化的乳化剂组合物
技术领域
本发明涉及一种乳化剂组合物，具体涉及一种用于松香树脂乳化的乳化剂组合物。
背景技术
松香是具有重大经济价值的天然树脂之一，是宝贵的可再生资源。松香作为一种重要的林化产品，按照制取的方式，分为三种：从活体松树上割取松脂提炼的脂松香，即松香树脂；使用松树造纸后的黑液提取的浮油松香；从松木、松根、明子中提取的木松香；其中，脂松香的产量最大、质量最好，而中国占据了脂松香世界总产量的70%以上。因此，松香树脂是重要的松香深加工产品。
松香树脂是用得最早的增粘剂，其软化点不高，一般为70～85℃，主要成分是松香酸，分子中含双键，易与空气中的氧发生反应，在光、热作用下反应更快。通过加氢、歧化、双聚等方法来改性，可得到稳定性和其他性能优良的松香树脂。聚合松香，色泽浅、酸值低、软化点低、抗氧化性能强；氢化松香，脆性低、抗氧化性能优良。如今，松香树脂作为增黏树脂被广泛应用于油漆、造纸、食品、肥皂、农药、医药、电子工业等诸多领域中。
但松香树脂分子结构中含有脂溶性的菲环骨架结构，较难乳化，通常需借助有毒有机溶剂、高压匀质泵或者是较高的温度来使其乳化：如专利号AU8293291A专利文献中就使用的是一种乙氧基磷化物作为乳化剂。因此，传统的乳化剂不仅价格贵、环境污染大，而且还会在乳化过程中发生较多的副反应。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种能使用易操作的常压逆转法乳化松香树脂，得到粒径小、稳定性强的松香树脂乳液的乳化剂组合物。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种用于松香树脂乳化的乳化剂组合物，由如下组份按质量百分比组成：炔醇类非离子表面活性剂75～95%、阴离子表面活性剂5～15%、稳定剂5～15%。
炔醇类非离子表面活性剂即为分子结构中含有炔醇结构的非离子表面活性剂，包括单炔醇、炔二醇及其烷氧基化物：如2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4-醇、2,5,8,11-四甲基-6-十二炔-5，8-二醇的乙氧基化合物、2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇的乙氧基化合物等。阴离子表面活性剂是在水中解离后，生成憎水性阴离子的表面活性剂，如羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐和磷酸酯盐。
进一步优选的，所述的炔醇类非离子表面活性剂80～90%、阴离子表面活性剂5～10%、稳定剂5～10%。
进一步的，所述的炔醇类非离子表面活性剂为：
HC≡C—CH2—O—(CH2—CHR1—O)n—H、
H—(O—CHR1—CH2)n—O—CH2—C≡C—CH2—O—(CH2—CHR2—O)m—H中的一种或几种混合物；
其中：基团R1、R2分别为H或者饱和烃基；下标n和m为0～10的数字。
上述炔醇类非离子表面活性剂中，第一种分子式代表的是单炔醇类化合物，即分子结构中含一个三键和羟基的物质，第二种为炔二醇类化合物，即分子结构中含两个羟基和一个三键的物质。烃基在化学中，被用来指只含碳、氢两种原子的官能团，可以看作是相应的烃失去一个氢原子后剩下的自由基。饱和烃基即为不含不饱和键的烃基。基团R1或R2不同，分子式代表的化合物则不同，n或m的取值不同则代表的化合物也不同，所述的炔醇类非离子表面活性剂是两种分子式代表的多种化合物中的一种或几种的混合物。
进一步优选的，所述的炔醇类非离子表面活性剂的静态表面张力在常温常压下为43～47达因/cm。表面张力是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力，它是表面活性剂的一个重要性能指标。对于表面活性物质溶液，表面张力随形成表面时间延长而降低，直至恒定的平衡值，此过程称为表面老化。在达到平衡值前的表面张力称为动态表面张力，达到平衡值的表面张力称为静态表面张力。
进一步的，所述的阴离子型表面活性剂为含碳链的羧酸盐、含碳链的磺酸盐、含碳链的硫酸盐、含碳链的磷酸盐中的一种；所述的碳链的碳数为10～20。也就是说阴离子型表面活性剂分子结构中含有碳数为10～20的长链烃疏水基、和羧酸、磺酸、硫酸、磷酸一类亲水基。
进一步优选的，所述的阴离子型表面活性剂为硫酸盐、磺酸盐、硬脂酸盐中的一种。硬脂酸盐即为碳原子数为18的羧酸盐。
进一步优选的，所述的阴离子型表面活性剂为钠盐。
再进一步优选的，所述阴离子型表面活性剂的静态表面张力在常温常压下不大于22达因/cm。
进一步的，所述的稳定剂为脂肪族醇、脂肪族酸、脂肪族胺中的一种。脂肪族醇是直链有机醇：如十二烷醇，十六烷醇，十八烷醇等；脂肪族酸是直链有机酸：如十五烷酸，十六烷酸，二十烷酸等；脂肪族胺是直链有机胺：如辛烷胺、十六烷胺、二十二烷胺等。
进一步优选的，所述的稳定剂的碳原子个数为6～20个。也就是说稳定剂为含碳原子数为6～20的脂肪族醇、含碳原子数为6～20的脂肪族酸、含碳原子数为6～20的脂肪族胺中的一种：如十二醇、十二酸、三乙胺等。碳原子数大于或等于6时其表面活性效果更好，而碳原子数量过多时，憎水基团太大，也会降低表面活性效果，且碳链越长，在后期减压蒸馏除去残余乳化剂时需要的温度越高，故本发明优选的是稳定剂的碳数为6～20个。
上述技术方案中各组分的用量是参与反应的最佳原料比例，但是本领域技术人员可以根据本发明的教导进行等同的变化。例如：因为工业生产本身的误差导致的参数变化与本发明的技术方案等同、在本发明的配方基础上复配其它辅助用剂与本发明的技术方案等同。
本发明制备的乳化剂组合是用于松香树脂化的生产工艺，具有可在常压下实施逆转乳化法的优点，使得反应可以在较温和的条件下进行：温度低于110℃、常压，无需高压设备。同时制得的松香树脂乳液具有粒径小、稳定性高的特点。
具体实施方式
为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，特提供下面优选的实施例，但本发明的技术思想并不限于以下实施例。
实施例一
将160kg2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇的3.5Mol的乙氧基化产物与20kg硬脂酸钠、20kg十二酸混合均匀得乳化剂。
实施例二
将70kg2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇的1.3Mol的乙氧基化产物、10kg2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇的10Mol的乙氧基化产物、10kg硬脂酸钠和10kg十二酸混合均匀得乳化剂。
实施例三
将85kg2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇的3.5Mol的乙氧基化产物、7kg十二烷基苯磺酸钠、8kg十二酸混合均匀得乳化剂。
实施例四
将90kg2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇的3.5Mol的乙氧基化产物、5kg十二烷基苯磺酸钠、5kg十二醇混合均匀得乳化剂。
应用例一
软化点为85℃的松香甘油酯乳化为固含量为50%的松香树脂乳液，生产过程包括：
a.将2000kg的软化点为85℃的松香甘油酯在95～98℃熔融后，放入容积为6m3的反应釜中，反应釜为外盘管导热油或者蒸汽加热、内盘管水冷、搅拌为框式或者桨叶式的标准反应釜。
b.将200kg实施例一制备的乳化剂组合物溶于200kg不高于60℃的热水中，通过反应釜上的加料装置加入熔融的松香树脂中，搅拌均匀，保持釜内物料的温度在92～97℃。
c.准备好2200kg95℃的热水，以3kg/min的速度往反应釜中滴加95℃的热水，保持搅拌速度为800rpm。
d.通过视镜观察，当乳液转相后，快速加入剩余热水，将搅拌速度降低到300rpm，搅拌均匀。
e.降至常温，出料包装。
以上炔二醇的烷氧基化物是以炔二醇加成烷氧基的物质的量来表示的：如2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇的3.5Mol的乙氧基化产物表示该癸炔二醇化合物中2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇和乙氧基的物质量之比为1:3.5，如是类推。

Claims (10)

1.一种用于松香树脂乳化的乳化剂组合物，其特征在于：由如下组份按质量百分比组成：炔醇类非离子表面活性剂75～90%、阴离子表面活性剂5～15%、稳定剂5～15%。
2.根据权利要求1中所述的用于松香树脂乳化的乳化剂组合物，其特征在于：所述的炔醇类非离子表面活性剂80～90%、阴离子表面活性剂5～10%、稳定剂5～10%。
3.根据权利要求1或2中所述的用于松香树脂乳化的乳化剂组合物，其特征在于：所述的炔醇类非离子表面活性剂为：
HC≡C—CH2—O—(CH2—CHR1—O)n—H、
H—(O—CHR1—CH2)n—O—CH2—C≡C—CH2—O—(CH2—CHR2—O)m—H中的一种或几种混合物；
其中：基团R1、R2分别为H或者饱和烃基；下标n和m为0～10的数字。
4.根据权利要求1或2中所述的用于松香树脂乳化的乳化剂组合物，其特征在于：所述的炔醇类非离子表面活性剂的静态表面张力在常温常压下为43～47达因/cm。
5.根据权利要求1或2中所述的用于松香树脂乳化的乳化剂组合物，其特征在于：所述的阴离子型表面活性剂为含碳链的羧酸盐、含碳链的磺酸盐、含碳链的硫酸盐、含碳链的磷酸盐中的一种；所述的碳链的碳数为10～20。
6.根据权利要求5中所述的用于松香树脂乳化的乳化剂组合物，其特征在于：所述的阴离子型表面活性剂为硫酸盐、磺酸盐、硬脂酸盐中的一种。
7.根据权利要求6中所述的用于松香树脂乳化的乳化剂组合物，其特征在于：所述的阴离子型表面活性剂为钠盐。
8.根据权利要求7中所述的用于松香树脂乳化的乳化剂组合物，其特征在于：所述阴离子型表面活性剂的静态表面张力在常温常压下不大于22达因/cm。
9.根据权利要求1或2中所述的用于松香树脂乳化的乳化剂组合物，其特征在于：所述的稳定剂为脂肪族醇、脂肪族酸、脂肪族胺中的一种。
10.根据权利要求9中所述的用于松香树脂乳化的乳化剂组合物，其特征在于：所述的稳定剂的碳原子个数为6～20个。
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