CN105862507A - 一种造纸用低固含量的硬脂酸钙润滑剂及其制备方法 - Google Patents

一种造纸用低固含量的硬脂酸钙润滑剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种造纸用低固含量的硬脂酸钙润滑剂，按以下重量分数的组分配置而成：硬脂酸120～160份，不饱和脂肪酸15～35份，乳化剂A 1～4份，乳化剂B 3～8份，增稠剂1～4份，氢氧化钙20～40份，水400‑600份。本发明的硬脂酸钙润滑剂摒弃传统工艺需添加的尿素原料，降低了生产及应用阶段的刺激气味，改善了使用环境，具有优异的机械性能和贮存稳定性，粘度小，润滑效果显著，且制备方法简单、省时，能够有效地克服现有添加尿素的高固含量硬脂酸钙润滑剂的不足。

Description

一种造纸用低固含量的硬脂酸钙润滑剂及其制备方法
技术领域
本发明属于润滑剂技术领域，涉及一种纸张涂料润滑剂，尤其涉及一种造纸用低固含量的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。
造纸用硬脂酸钙润滑剂分散液大多是50％固含量。由于高固含量的硬脂酸钙润滑剂粘度较高，传统硬脂酸钙润滑剂生产中需要添加尿素达到降低粘度作用。但尿素在碱性环境会产生挥发性有机化合物，在涂布工段会产生刺激气味，恶化使用环境，并容易使食品包装类纸产生挥发物。此外，现有技术中已开发出来相应的低固含量的硬脂酸钙造纸用润滑剂，如专利CN102363936A公开了造纸用分散型润滑剂及其制备方法和应用，但制得的润滑剂粘度和固含量偏大；专利CN103194932A公开了一种用于造纸涂料的高固含量硬脂酸钙润滑剂及其制备方法，但该润滑剂固含量较高，制备工艺繁琐，专利CN102154940A公开了一种造纸用润滑剂的制备方法，虽然具有低固含量、低粘度和良好的稳定性，但该方法采用强氧化剂和强还原剂，且制得的润滑剂储存时间短，易变质，综合性能差。
因此，现有的低固含量、高或低粘度的硬脂酸钙润滑剂已满足不了目前涂布工业生产需求，如何开发出低固含量、低粘度等综合性能优良的硬脂酸钙润滑剂是本领域技术人员所急需解决的技术难题。
发明内容
本发明为解决传统硬脂酸钙润滑剂生产中添加尿素带来的挥发性有机化合物问题，提出了一种造纸用低固含量的硬脂酸钙润滑剂及其制备方法。
本发明提供了一种造纸用低固含量的硬脂酸钙润滑剂，摒弃传统工艺需添加的尿素原料，产品固含量低且体系稳定，降低了生产及应用阶段的刺激气味，改善了使用环境，还有利于控制生产食品包装纸的挥发物；通过加入增稠剂，能够有效防止分散物质沉降，而且能赋予分散液优异的机械性能和贮存稳定性。
本发明还提供了一种造纸用低固含量的硬脂酸钙润滑剂的制备方法，操作简单、省时，能够有效地克服现有低固含量硬脂酸钙润滑剂的不足。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的第一个方面是提供一种造纸用低固含量的硬脂酸钙润滑剂，由以下重量分数的组分配置而成：
进一步地，所述造纸用低固含量的硬脂酸钙润滑剂，由以下重量分数的组分配置而成：
进一步地，所述造纸用低固含量的硬脂酸钙润滑剂，由以下重量分数的组分配置而成：
进一步地，所述乳化剂A选自脂肪酸甲酯乙氧基化物的磺酸盐、壬基酚聚氧乙烯醚磺酸钠中的一种或两种。
进一步地，所述乳化剂B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、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。
进一步地，所述不饱和脂肪酸选自油酸、椰子油脂肪酸、棕搁油酸或豆蔻油酸中一种或几种。
进一步地，所述增稠剂为聚丙烯酰胺或羧甲基纤维素钠。
进一步地，还包括0.02-0.04重量份的葡萄糖改性剂和0.1-0.2重量份的氧化钡表面活性剂，优选地，所述葡萄糖改性剂的用量为0.03份，所述氧化钡的用量为0.15份，以进一步地提高硬脂酸钙润滑剂的稳定性和润滑效果。
本发明的第二方面是提供一种造纸用低固含量的硬脂酸钙润滑剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将乳化剂A加入适量水中，搅拌升温至40～60℃，加入氢氧化钙搅拌10-30min，制得氢氧化钙乳液；
(2)将乳化剂B和不饱和脂肪酸溶于水中，搅拌均匀，加热至75-90℃，加入步骤(1)的氢氧化钙乳液，并加速搅拌，升温至90-95℃保温1.5-2.5h，降温至60-70℃；
(3)将聚丙烯酰胺加入到步骤(2)产物中，搅拌均匀出料，即得造纸用低固含量的硬脂酸钙润滑剂。
进一步地，所述步骤(1)中反应温度为47-50℃搅拌速度为200-300r/min，搅拌时间为20min。
进一步地，所述步骤(2)中加速搅拌速度为500-600r/min，保温温度为92-94℃，保温时间为2h。
进一步地，所述所制得的硬脂酸钙润滑剂粘度为30-40mPa·s，重量固含量为20-30％，pH值为6.5～7.5。
进一步地，于所述步骤(1)中加入0.02-0.04份的葡萄糖改性剂，于步骤(2)中加入0.1-0.2份的氧化钡表面活性剂。
本发明的第三个方面是提供一种造纸用低固含量的硬脂酸钙润滑剂在造纸涂布上的应用。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
本发明的造纸用低固含量的硬脂酸钙润滑剂摒弃传统工艺需添加的尿素原料，产品固含量低且体系稳定，降低了生产及应用阶段的刺激气味，改善了使用环境；采用聚丙烯酰为增稠剂加入反应体系中时，能够有效防止分散物质沉降，而且能赋予分散液优异的机械性能和贮存稳定性；本发明制备的硬脂酸钙润滑剂具有优异的机械性能和贮存稳定性，粘度小，润滑效果显著，且制备方法简单、省时，能够有效地克服现有添加尿素的高固含量硬脂酸钙润滑剂的不足。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
实施例1 造纸用低固含量的硬脂酸钙润滑剂的制备
(1)将1.4g壬基酚聚氧乙烯醚磺酸钠，加入到盛有20g水的烧杯中，搅拌升温至40～60℃，加入15g氢氧化钙乳化20分钟；
(2)20g硬脂酸，10g椰子油脂肪酸，1g乙二醇脂肪酸酯，1.5g失水山梨醇单油酸酯，30g水加入到2L四口烧瓶中，加热搅拌至85℃；再将乳化好的氢氧化钙乳液加入四口烧瓶，90℃保温2小时；
(3)降温至60℃加入0.5g聚丙烯酰胺，搅拌出料，即得到分散型硬脂酸钙润滑剂。测得粘度为80mPa·s(NDJ-旋转粘度计测得，下同)，重量固含量为24.8％。
实施例2 造纸用低固含量的硬脂酸钙润滑剂的制备
(1)将2g脂肪酸甲酯乙氧基化物的磺酸盐，1.5g壬基酚聚氧乙烯醚磺酸钠，加入到盛有30g水的烧杯中，搅拌升温至40～60℃，加入10g氢氧化钙乳化20分钟；
(2)17g硬脂酸，8g豆蔻油酸，1.5g聚氧化乙烯单月桂酸酯，0.7g聚氧化乙烯蓖麻油，30g水加入到2L四口烧瓶中，加热搅拌至90℃；再将乳化好的氢氧化钙乳液加入四口烧瓶，87℃保温2小时；
(3)降温65℃加入0.25g聚丙烯酰胺，搅拌出料，即得到分散型硬脂酸钙润滑剂。测得粘度为97mPa·s，重量固含量为25.5％。
实施例3 造纸用低固含量的硬脂酸钙润滑剂的制备
(1)将1.2g脂肪酸甲酯乙氧基化物的磺酸盐，加入到盛有20g水的烧杯中，然后加入0.03g葡萄糖，搅拌升温至40～60℃，加入10g氢氧化钙乳化20分钟；
(2)20g硬脂酸，7g油酸，15g烷基酚聚氧乙烯醚，0.15g氧化钡，40g水加入到2L四口烧瓶中，加热搅拌至90℃；再将乳化好的氢氧化钙乳液加入四口烧瓶，80℃保温2小时；
(3)降温65℃加入0.37g聚丙烯酰胺，搅拌出料，即得到分散型硬脂酸钙润滑剂。测得粘度为80mPa·s，重量固含量为25.3％。
对上述实施例1-3的产物和市场上两个某厂家50％固含量同类型润滑剂进行样品做应用评估，结果见下表:
表1涂布纸样指标
由上述表1的数据可以看出，本发明的三个没有添加尿素的固含量在25％左右的硬脂酸钙润滑剂与市场上常规的50％固含量的硬脂酸钙润滑剂涂布纸样的各项指标更优异，应用效果更好，达到要求。
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 (8)

1.一种造纸用低固含量的硬脂酸钙润滑剂，其特征在于，按以下重量分数的组分配置而成：
其中，所述乳化剂A选自脂肪酸甲酯乙氧基化物的磺酸盐、壬基酚聚氧乙烯醚磺酸钠中的一种或两种；所述乳化剂B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、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。
2.根据权利要求1所述的造纸用低固含量的硬脂酸钙润滑剂，其特征在于，所述不饱和脂肪酸选自油酸、椰子油脂肪酸、棕搁油酸或豆蔻油酸中一种或几种。
3.根据权利要求1所述的造纸用低固含量的硬脂酸钙润滑剂，其特征在于，所述增稠剂为聚丙烯酰胺或羧甲基纤维素钠。
4.如权利要求1-3任一项所述的造纸用低固含量的硬脂酸钙润滑剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将乳化剂A加入适量水中，搅拌升温至40～60℃，加入氢氧化钙搅拌10-30min，制得氢氧化钙乳液；
(2)将乳化剂B和不饱和脂肪酸溶于水中，搅拌均匀，加热至75-90℃，加入步骤(1)的氢氧化钙乳液，并加速搅拌，升温至90-95℃保温1.5-2.5h，降温至60-70℃；
(3)将聚丙烯酰胺加入到步骤(2)产物中，搅拌均匀出料，即得造纸用低固含量的硬脂酸钙润滑剂。
5.根据权利要求4所述的造纸用低固含量的硬脂酸钙润滑剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中反应温度为47-50℃搅拌速度为200-300r/min，搅拌时间为20min。
6.根据权利要求4所述的造纸用低固含量的硬脂酸钙润滑剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中加速搅拌速度为500-600r/min，保温温度为92-94℃，保温时间为2h。
7.根据权利要求4所述的造纸用低固含量的硬脂酸钙润滑剂的制备方法，其特征在于，所制得的硬脂酸钙润滑剂粘度为30-40mPa·s，重量固含量为20-30％，pH值为6.5～7.5。
8.如1-3任一项所述的造纸用低固含量的硬脂酸钙润滑剂在造纸涂布上的应用。
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