CN105442389A - 一种造纸用低泡型硬脂酸钙润滑剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种造纸用低泡型硬脂酸钙润滑剂及其制备方法，使用脂肪酸甲酯乙氧基化物的磺酸盐做乳化剂，不仅对硬脂酸钙的乳化效果好，其结构上直链还不利于气泡液膜上的表面活性剂分子紧密排列，使气泡液膜的强度变小。同时还使用具有降粘作用的助剂，减小了气泡液膜间的粘度，加快了液膜排液速度，使气泡稳定性下降。本发明方法摒弃传统的表面活性剂体系，选用低泡，甚至有消泡功能的非离子以及阴离子表面活性剂组合，在不降低产品分散稳定性的基础上，简单而有效的解决了产品的泡沫问题，极大的方便了产品的生产和应用。使用本发明方法制备的硬脂酸钙润滑剂粘度小，不易起泡，储藏稳定性好，操作简单，能够有效地克服现有工艺的缺点。

Description

一种造纸用低泡型硬脂酸钙润滑剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种润滑剂，尤其涉及一种造纸用低泡型硬脂酸钙润滑剂及其制备方法。

背景技术

随着国内造纸行业的生产规模不断扩大，涂布纸的需求量不断增加，涂布纸机的车速越来越快，这使得对涂料的润滑性能要求越来越高，这就需要在涂料中添加润滑剂。润滑剂能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。但是纸厂为了降低生产成本，不断提高涂料固含量，但高固含量涂料的润滑性能大幅下降，这就要求有更加高效的润滑剂来适应市场要求。

一般硬脂酸钙润滑剂分散液需要同时加入较大量的非离子和阴离子表面活性剂才能维持体系稳定，但由于表面活性剂的起泡和稳泡作用，加上生产过程中需要剧烈搅拌以达到良好的分散效果，因此使得气液两相充分混合，很容易产生气泡。同时，由于产品属于高固含体系，粘度较高，使得产生的泡沫极其稳定，大量的泡沫分散在产品中，使得产品呈奶油状或者膏状，泡沫往往需要数天甚至数星期才能迁移到表面富集，且不易消除，这就给生产和使用带来很大的麻烦。虽然通过抽真空安装气浮储罐也能解决气泡的问题，但这会增加生产成本，提高能源消耗。陈新德等，低粘度硬脂酸钙分散液的制备(日用化学工业，2009年4月，第39卷第2期，104-106、137)，该方法加入了其自制的助剂以及调整其他物料的比例和反应时间等因素使体系粘度降低，但8％的乳化剂使分散液起泡性大幅增加。当然，一些厂商也会考虑使用消泡剂解决泡沫问题，然而由于体系泡沫多而稳定，添加少量的消泡剂根本起不到多少效果，而大量添加无疑会增加成本，同时又会影响到最终纸产品的印刷光泽度及其它性能。大量的表面活性剂是产品分散稳定的基础，也是产品泡沫问题的根源。

因此，在不降低表面活性剂稳定效果的基础上降低其发泡作用是解决产品泡沫问题的关键。

发明内容

本发明的目的是解决造纸用润滑剂硬脂酸钙制备过程中容易产生起泡的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种造纸用低泡型硬脂酸钙润滑剂及其制备方法。本发明所用乳化剂B加入反应体系中，脂肪酸甲酯乙氧基化物的磺酸盐对硬脂酸钙的乳化效果好，更重要的是其结构上的支链不利于气泡液膜上的表面活性剂分子紧密排列，导致泡沫液膜的强度很差；再加上同时可溶于水和油等小分子助剂的降粘度作用，使膜间液相粘度降低，液膜排液速度加快，造成泡沫稳定性下降。与现有技术相比，本发明制备的造纸用分散型润滑剂在搅拌时有极少气泡产生，产生的气泡在短时间内可以自行消失。

本发明的第一个方面是提供一种造纸用低泡型硬脂酸钙润滑剂，按重量份数，包括：

其中，上述不饱和脂肪酸选自油酸、棕榈油酸或豆蔻油酸中的一种或几种。

其中，所述乳化剂B选自脂肪酸甲酯乙氧基化物的磺酸盐。

本发明的第一个方面的一种优选实施例中，所述造纸用低泡型硬脂酸钙润滑剂，按重量份数，包括：

本发明的另一方面是提供一种制备上述润滑剂的方法，其中，按如下重量份数提供原料：

所述制备方法，步骤包括：

步骤1：配制质量浓度为6-14％的氢氧化钙水溶液；

步骤2：将分散剂和乳化剂A、B加入到上述氢氧化钙的溶液，并升温至50-85℃；

步骤3：将升温至60-75℃的硬脂酸和不饱和脂肪酸混合，加入到步骤2中得到的混合物中反应；

步骤4：降温后加如助剂，即得所述造纸用低泡型硬脂酸钙润滑剂。

其中，本发明上述内容中，步骤4中的反应条件为80-90℃，时间1.5-2.5小时。

其中，本发明上述内容中，步骤4中，添加助剂前降温到60-70℃。

其中，本发明上述内容中，所述分散剂选自聚氧乙烯醚、六偏磷酸钠或三聚磷酸钠中的一种或几种。

其中，本发明上述内容中，所述乳化剂A选自烷基酚聚氧乙烯醚、乙二醇脂肪酸酯、脂肪酸甲酯与环氧乙烷的缩合物、失水山梨醇单油酸酯、失水山梨醇单硬脂酸酯、壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧化乙烯单月桂酸酯或聚氧化乙烯蓖麻油中的一种或几种。

其中，本发明上述内容中，所述助剂选自尿素或乙醇中的一种或几种；

有益效果：本发明方法摒弃传统的表面活性剂体系，选用低泡，甚至有消泡功能的非离子以及阴离子表面活性剂组合，在不降低产品分散稳定性的基础上，简单而有效的解决了产品的泡沫问题，极大的方便了产品的生产和应用。使用本发明方法制备的硬脂酸钙润滑剂粘度小，不易起泡，储藏稳定性好，操作简单，能够有效地克服现有工艺的缺点。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

将35克聚氧乙烯醚，40克脂肪酸甲酯乙氧基化物的磺酸盐和35克壬基酚聚氧乙烯醚和2300克重量浓度为10％的氢氧化钙水溶液加入5L四口烧瓶中，加热搅拌至50℃；

然后将860克硬脂酸和260克油酸同时加入此四口烧瓶中，升温至85℃反应2小时后降温，加150克尿素搅拌出料，即得到低泡分散型硬脂酸钙润滑剂。

本发明制备的硬脂酸钙润滑剂在25℃时的粘度为80mPa·s(NDJ-旋转粘度计测得，下同)，重量固含量为50.1％。

实施例2

将30克聚氧乙烯醚，35克脂肪酸甲酯乙氧基化物的磺酸盐和30克失水山梨醇单硬脂酸酯和1560克重量浓度为12％的氢氧化钙水溶液加入5L四口烧瓶中，加热搅拌至65℃；

然后将880克硬脂酸和220克棕榈油酸同时加入此四口烧瓶中，升温至90℃反应1.5小时后降温，加120克酒精搅拌出料，即得到低泡分散型硬脂酸钙润滑剂。

本发明制备的硬脂酸钙润滑剂在25℃时的粘度为94mpa·s，重量固含量为49.8％。

实施例3

将21克六偏磷酸钠、28克脂肪酸甲酯乙氧基化物的磺酸盐和20克乙二醇脂肪酸酯和1350克重量浓度为5％的氢氧化钙水溶液加入5L四口烧瓶中，加热搅拌至85℃；

然后将461克硬脂酸和30克棕榈油酸同时加入此四口烧瓶中，升温至60℃反应2.5小时后降温，加100克尿素搅拌出料，即得到低泡分散型硬脂酸钙润滑剂。

本发明制备的硬脂酸钙润滑剂在25℃时的粘度为90mpa·s，重量固含量为40％。

实施例4

将10.8克六偏磷酸钠、15克脂肪酸甲酯乙氧基化物的磺酸盐和10克烷基酚聚氧乙烯醚和1170克重量浓度为15％氢氧化钙水溶液加入5L四口烧瓶中，加热搅拌至70℃；

然后将1180克硬脂酸和120克豆蔻油酸同时加入此四口烧瓶中，升温至85℃反应1.5小时后降温，加80克酒精搅拌出料，即得到低泡分散型硬脂酸钙润滑剂。

本发明制备的硬脂酸钙润滑剂25℃时的粘度为125mpa·s，重量固含量为52.2％。

对比例1

将35克聚乙烯醇，40克十二烷基磺酸钠和35克壬基酚聚氧乙烯醚和2170克重量浓度为10％的氢氧化钙水溶液加入5L四口烧瓶中，加热搅拌至50℃；

然后将1100克硬脂酸同时加入此四口烧瓶中，升温至85℃反应2小时后降温出料，即得到低泡分散型硬脂酸钙润滑剂。

上述方法制得的硬脂酸钙润滑剂在25℃时的粘度为235mpa·s，重量固含量为45.3％。

以下将本发明方法制备的样品与对比方法制备的样品进行性能比较。

硬脂酸钙润滑剂产品起泡性检测

检测方法如下：分别取称100克润滑剂分散液倒入带有刻度的透明量杯中(起始刻度为90)，搅拌速度300r/min、搅拌时间5min，搅拌产生气泡，搅拌完后观察气泡的产生情况和消泡的时间。

对实施例1-4和对比例1的样品进行检测，结果见表1：

表1气泡的产生情况和消泡的时间

由表1的数据可以看出，本发明以脂肪酸甲酯乙氧基化物的磺酸盐为阴离子表面活性剂结合降粘度助剂时产生的气泡很少，消泡速度快且彻底。而以常规的阴离子表面活性剂为乳化剂的分散液搅拌时产生大量气泡，在放置30分钟后表面仍然留有很多微泡很难彻底消掉。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种造纸用低泡型硬脂酸钙润滑剂，按重量份数，包括：

硬脂酸25.5-45份；

不饱和脂肪酸4-12份；

氢氧化钙5-20份。

2.根据权利要求1所述的润滑剂，其特征在于，所述不饱和脂肪酸选自油酸、棕榈油酸或豆蔻油酸中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的润滑剂，其特征在于，还包括乳化剂B，所述乳化剂B选自脂肪酸甲酯乙氧基化物的磺酸盐。

4.根据权利要求3所述的润滑剂，其特征在于，还包括乳化剂A，所述乳化剂A选自烷基酚聚氧乙烯醚、乙二醇脂肪酸酯、脂肪酸甲酯与环氧乙烷的缩合物、失水山梨醇单油酸酯、失水山梨醇单硬脂酸酯、壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧化乙烯单月桂酸酯或聚氧化乙烯蓖麻油中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的润滑剂，其特征在于，还包括分散剂，所述分散剂选自聚氧乙烯醚、六偏磷酸钠或三聚磷酸钠中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的润滑剂，其特征在于，还包括助剂，所述助剂选自尿素或乙醇中的任意一种。

7.一种制备造纸用低泡型硬脂酸钙润滑剂的方法，其特征在于，步骤包括：

步骤1：配制质量浓度为6-14％的氢氧化钙水溶液；

步骤2：将分散剂和乳化剂A、B加入到上述氢氧化钙水溶液中，并升温至50-85℃；

步骤3：将升温至60-75℃硬脂酸和不饱和脂肪酸混合物，加入到步骤2得到的混合物中反应；

步骤4：降温后加如助剂，即得所述造纸用低泡型硬脂酸钙润滑剂。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤3中的反应条件为80-90℃，时间1.5-2.5小时。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤4中所述降温到60-70℃。