CN106245428B - 一种造纸用水溶性润滑剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种造纸用水溶性润滑剂及其制备方法，所述造纸用水溶性润滑剂是将组分脂肪酸、异构醇聚氧乙烯醚、无机改性剂、碱、杀菌剂和水混合后进行反应得到。采用本发明方法制备的造纸用水溶性润滑剂应用于涂布纸的造纸涂料中，能明显提高纸张表面的平滑度、改善纸张的光泽度，且制备方便简单，操作方便。

Description

一种造纸用水溶性润滑剂及其制备方法
技术领域
本发明属于造纸涂料技术领域，具体涉及一种造纸用水溶性润滑剂及其制备方法。
背景技术
润滑剂在化学组成上一般都含有疏水性基，具有润滑作用和离型效果。所谓润滑作用是指减少接触面的摩擦、磨损及摩擦热的作用；所谓离型效果是指减少接触面的粘附力的作用。具体而言，润滑剂可防止在涂布纸的生产中在压光机、烘缸等处纸页掉粉及涂布纸在印刷作业中掉粉；提高涂布纸在铸涂缸上的离型性；赋予纸张以滑动性能并降低摩擦。
润滑剂是涂布加工纸涂料中的微量助剂之一，它对改进涂布纸涂层结构具有重要作用。润滑剂在造纸涂料中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。目前市场上的造纸用润滑剂以高级脂肪酸盐类及高分子氧化聚乙烯为主，还包括蜡乳液等，它们均有改善涂层摩擦系数的作用。
中国专利CN1584204A公开了一种以氧化聚乙烯蜡为主要原料制备造纸涂布专用润滑剂的工艺。该发明仅限于几种乳化剂和氧化聚乙烯蜡制备的乳液，工艺复杂。
发明内容
本发明为解决现有技术中的上述问题，提出一种造纸用水溶性润滑剂及其制备方法，该润滑剂应用于涂布纸的造纸涂料，能明显提高涂布纸的平滑度，改善纸张的光泽度，且制备工艺简单，可以克服已有技术的缺陷。
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水溶性润滑剂的制备方法，所述造纸用水溶性润滑剂是将组分脂肪酸、异构醇聚氧乙烯醚、无机改性剂、碱、杀菌剂和水混合后进行反应得到。
进一步地，所述造纸用水溶性润滑剂的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤1，将脂肪酸、无机改性剂、碱和全部水混合均匀，溶解完全，获得釜底料，升温至70～90℃；
步骤2，在70～90℃下滴加异构醇聚氧乙烯醚，滴加时间1～3小时，滴加完毕后，于70～90℃保温1～3小时；
步骤3，将保温后的混合液降温至20～40℃，加入杀菌剂，混合均匀，调节pH值为7～11，即得造纸用水溶性润滑剂。
进一步地，按重量分数计，各组分重量含量为：
脂肪酸 100份
异构醇聚氧乙烯醚 20～50份
无机改性剂 10～30份
碱 5-20份
杀菌剂 0.01-0.2份
水 135～1800份。
优选地，按重量分数计，各组分重量含量为：
脂肪酸 100份
异构醇聚氧乙烯醚 20～50份
无机改性剂 10～30份
碱 5-20份
杀菌剂 0.01-0.2份
水 135～1800份。
进一步地，所述脂肪酸选自硬脂酸、棕榈酸、油酸中的至少一种。
进一步地，所述无机改性剂选自磷酸钠、磷酸钾、三聚磷酸钠中的至少一种。
进一步地，所述碱选自二乙醇胺、三乙醇胺、三亚乙基二胺、氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种。
进一步地，所述杀菌剂选自5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4异噻唑啉-3-酮、溴硝醇中的至少一种。
本发明的第二个方面是提供一种采用上述方法制备的造纸用水溶性润滑剂。
进一步地，所述造纸用水溶性润滑剂的重量固含量10％-50％，在25℃时的粘度为10-700mPa·s，pH值为7～11。
本发明的第三个方面是提供一种造纸用水溶性润滑剂在涂布纸的造纸涂料中的应用。
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：
本发明造纸用润滑剂的制备方法，发明人经创造性研究发现，脂肪酸上用磷酸钠等无机改性剂改性，并且体系中加入少量的异构醇聚氧乙烯醚，出乎意料的，应用于造纸涂料中，能明显改善纸张的平滑度及光泽度；在碱催化的条件下，脂肪酸和无机改性剂、异构醇聚氧乙烯醚有一定的反应；复合体系容易在涂层表面富集，改善纸张涂布后的平滑性和光泽度；本发明的水性润滑剂能满足造纸涂料用高性能、绿色环保的要求。
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 水溶性润滑剂的合成：
步骤1， 将100g硬脂酸、10g磷酸钠、5g二乙醇胺和135g去离子水加入反应釜中，混合均匀，溶解完全，升温至90℃；
步骤2，在90℃情况下，滴加20g异构醇聚氧乙烯醚，滴加时间1小时；滴加完毕后，于 90℃保温1小时；
步骤3，将保温后的混合溶液降温至20℃，加入0.01g溴硝醇，继续搅拌10分钟，用100目筛网过滤出料。
步骤4，所得的水溶性润滑剂的重量固含量49.7wt%，粘度634 mPa.s（NDJ-1旋转粘度计测定），pH=7.18（使用PHS-3C精密pH计测得)。
实施例2 水溶性润滑剂的合成：
步骤1， 将100g棕榈酸、30g磷酸钾、20g氢氧化钠和1800g去离子水加入反应釜中，混合均匀，溶解完全，升温至70℃；
步骤2，在70℃情况下，滴加50g异构醇聚氧乙烯醚混合物，滴加时间3小时；滴加完毕后，于 70℃保温3小时；
步骤3，降温至40℃，加入0.05g溴硝醇、0.1g 5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、0.05g 2-甲基-4异噻唑啉-3-酮，继续搅拌10分钟，用100目筛网过滤出料。
步骤4，所得的水溶性润滑剂的重量固含量10.9wt%，粘度11 mPa.s（NDJ-1旋转粘度计测定），pH=10.81（使用PHS-3C精密pH计测得)。
实施例3 水溶性润滑剂的合成：
步骤1， 将50g棕榈酸、50g油酸，10g磷酸钾、10g磷酸钠、5g氢氧化钾、5g三亚乙基二胺和680g去离子水加入反应釜中，混合均匀，溶解完全，升温至80℃；
步骤2，在80℃情况下，滴加40g异构醇聚氧乙烯醚，滴加时间2小时； 滴加完毕后，于 80℃保温2小时；
步骤3，降温至25℃，加入0.07g 5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、0.05g 2-甲基-4异噻唑啉-3-酮，继续搅拌10分钟，用100目筛网过滤出料。
步骤4，所得的水溶性润滑剂的重量固含量20.16wt%，粘度48mPa.s（NDJ-1旋转粘度计测定），pH=8.69（使用PHS-3C精密pH计测得)。
实施例4 水溶性润滑剂的合成：
步骤1， 将100g油酸，5g磷酸钾、10g磷酸钠、6g三乙醇胺、7g氢氧化钠和293.43g去离子水加入反应釜中，混合均匀，溶解完全，升温至75℃；
步骤2，在75℃情况下，滴加30g异构醇聚氧乙烯醚，滴加时间2.3小时； 滴加完毕后，于 85℃保温2.3小时；
步骤3，降温至25℃，加入0.02g溴硝醇、0.05g 5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮，继续搅拌10分钟，用100目筛网过滤出料。
步骤4，所得的水溶性润滑剂的重量固含量35.1wt%，粘度101 mPa.s（NDJ-1旋转粘度计测定），pH=9.75（使用PHS-3C精密pH计测得)。
对比例
按专利CN1584204A所公开的技术方案制备的润滑剂。
应用例
将上述实施例1～4和对比例制得的润滑剂，按下述配方配制涂料：
95级重质碳酸钙 400g
巴西瓷土 100g
丁苯胶乳（干重） 50g
润滑剂（干重） 2g
去离子水适量，调整涂料重量固含量为65%。
实验过程：
1）将95级重质碳酸钙、巴西瓷土和适量去离子水加入高速分散机，搅拌均匀后高速分散20～30min，至细度合格，低速下加入胶乳、润滑剂，搅拌均匀后，出料，100目筛网过滤；
2）将采用实施例1～4和对比例配制的涂料用10#涂布棒在75g/m2铜版原纸上进行涂布，涂布量15g/m2，备用；
3）涂布压光条件：分别取上述涂布纸样用小型压光机硬压光两次（0.3Mpa,85℃）。备用。
采用国标的方法对于纸张进行涂布性能测试：
判定标准：平滑度及光泽度越大效果越好。
测试结果如下表：
从上表应用测试结果可以看出：使用本发明实施例1～4制备的水溶性润滑剂，与对比例相比，应用于涂布纸的造纸涂料，能明显改善涂布纸的平滑度及光泽度。
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 (4)

1.一种造纸用水溶性润滑剂的制备方法，其特征在于，所述造纸用水溶性润滑剂是将组分脂肪酸、异构醇聚氧乙烯醚、无机改性剂、碱、杀菌剂和水混合后进行反应得到，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将脂肪酸、无机改性剂、碱和全部水混合均匀，溶解完全，获得釜底料，升温至70～90℃；
步骤2，在70～90℃下滴加异构醇聚氧乙烯醚，滴加时间1～3小时，滴加完毕后，于70～90℃保温1～3小时；
步骤3，将保温后的混合液降温至20～40℃，加入杀菌剂，混合均匀，调节pH值为7～11，即得造纸用水溶性润滑剂；所述的制备方法，其特征在于，按重量分数计，各组分重量含量为：
所述脂肪酸选自硬脂酸、棕榈酸、油酸中的至少一种；
所述无机改性剂选自磷酸钠、磷酸钾、三聚磷酸钠中的至少一种；
所述碱选自二乙醇胺、三乙醇胺、三亚乙基二胺、氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种；
所述杀菌剂选自5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4异噻唑啉-3-酮、溴硝醇中的至少一种。
2.如权利要求1所述方法制备的造纸用水溶性润滑剂。
3.根据权利要求2所述的造纸用水溶性润滑剂，其特征在于，所述造纸用水溶性润滑剂的重量固含量10％-50％，在25℃时的粘度为10-700mPa·s，pH值为7～11。
4.如权利要求2或3所述的造纸用水溶性润滑剂在涂布纸的造纸涂料中的应用。
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