CN109267422B - 一种水性有机硅烘缸剥离剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种水性有机硅烘缸剥离剂及其制备方法，该水性有机硅烘缸剥离剂包括以下重量份的原料：聚二甲基硅油乳液30‑40份、羟基改性聚二甲基硅氧烷10‑20份、聚甲基氢硅氧烷10‑20份、聚甲基乙烯基硅氧烷5‑10份、乳化剂5‑10份、去离子水50‑70份、酸1‑5份、增溶剂10‑20份以及防腐剂0.01‑0.001份。相对于传统矿物油类产品，本发明中的水性有机硅烘缸剥离剂是水性产品，主要于卫生纸的应用，无异味，环保无污染、效果优异。

Description

一种水性有机硅烘缸剥离剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及剥离剂技术领域，且特别涉及一种水性有机硅烘缸剥离剂及其制备方法。
背景技术
在生活用纸如手巾纸、搽面纸、药棉纸等的制造过程中，为了使纸张具有良好的柔软度和松厚度，通常要对纸幅进行起皱。这种起皱过程涉及：将纸幅粘着至起皱烘缸(如一种称为扬克式烘缸的装置)，然后用刮刀刀片将粘着的纸幅取出。通过刮刀刀片的相互作用力使纸幅内的纤维键断裂导致纸幅卷曲或起皱。
在造纸起皱工艺过程中往往会出现粘缸问题，如处理不当会严重影响纸张的质量，甚至无法进行纸张的抄造。其中纸幅和烘缸表面的粘接力是起皱工艺的关键，许多造纸厂会通过添加一些起皱剥离剂的方式来改善纸张的质量，以控制烘缸与纸页间的粘着力，润滑刮刀、烘缸，控制粘合剂分布。造纸用烘缸剥离剂，是解决各种造纸生产中粘缸和掉纸粉等问题的一种化学制品。
烘缸剥离剂的作用原理是烘缸剥离剂其分子链上一般含有两个基团，一个是亲水基团，另一个是疏水基团。由于纸浆纤维含有很多羟基，在抄纸时，亲水基团会与纤维上的羟基结合，使烘缸剥离剂留着在纸浆内。在烘干过程中，剥离剂分子受热后，疏水基团会迁移转向至纸页与烘缸接触的纸幅表面，减少纸页与烘缸的接触，从而可以改善纸页与烘缸的结合情况，达到很好的剥离效果。
目前烘缸剥离剂多为矿物油，乳化废机油等产品。缺点是纸张表面涂布后，由于其表面能非常低，剥离剂常常会发生迁移，使得纸张的防粘效果较差；而且此类剥离剂在浆料中很难分散，从而会造成纸面产生油斑，并且此类剥离剂的价格昂贵。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水性有机硅烘缸剥离剂及其制备方法，该方法提供一种更高效率、更节能、更安全环保的水性有机硅烘缸剥离剂生产技术。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出了一种水性有机硅烘缸剥离剂，包括以下重量份的原料：聚二甲基硅油乳液30-40份、羟基改性聚二甲基硅氧烷10-20份、聚甲基氢硅氧烷10-20份、聚甲基乙烯基硅氧烷5-10份、乳化剂5-10份、去离子水50-70份、酸1-5份、增溶剂10-20份以及防腐剂0.01-0.001份。
本发明还提出一种水性有机硅烘缸剥离剂的制备方法，包括以下步骤：
将聚二甲基硅油乳液、羟基改性聚二甲基硅氧烷、聚甲基乙烯基硅氧烷、聚甲基氢硅氧烷、乳化剂和去离子水按照份数混合搅匀，再依次加入酸、增溶剂和防腐剂，充分混合搅匀，得到所述水性有机硅烘缸剥离剂。
本发明实施例的有益效果是：
本发明提供了一种水性有机硅烘缸剥离剂及其制备方法，本发明制备的水性有机硅烘缸剥离剂是水性产品，主要于卫生纸的应用，无异味，环保无污染、效果优异。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例提供的一种水性有机硅烘缸剥离剂及其制备方法进行具体说明。
本发明实施例提供一种水性有机硅烘缸剥离剂，包括以下重量份的原料：聚二甲基硅油乳液30-40份、羟基改性聚二甲基硅氧烷10-20份、聚甲基氢硅氧烷10-20份、聚甲基乙烯基硅氧烷5-10份、乳化剂5-10份、去离子水50-70份、酸1-5份、增溶剂10-20份以及防腐剂0.01-0.001份。
本发明实施例提供一种水性有机硅烘缸剥离剂，包括以下重量份的原料：聚二甲基硅油乳液30-40份、羟基改性聚二甲基硅氧烷10-20份、聚甲基氢硅氧烷10-20份、聚甲基乙烯基硅氧烷5-10份、乳化剂5-10份、去离子水50-70份、酸1-5份、增溶剂10-20份以及防腐剂0.01-0.001份，该水性有机硅烘缸剥离剂选用聚二甲基硅油乳液作为成膜的主体，容易在模具表面形成交联薄膜层；羟基改性聚二甲基硅氧烷、聚甲基氢硅氧烷和聚甲基乙烯基硅氧烷容易发生交联反应，提高乳液的稳定性，且聚二甲基硅油乳液还具有润滑作用；并通过增溶剂提高溶质在溶剂中溶解度并形成溶液，防腐剂延长水性有机硅烘缸剥离剂的保存时间。这种交联薄膜层可以经受胶料的刮擦作用和化学侵蚀作用，具有多次硫化剥离功能，延长模具使用周期、提高生产效率。
本发明实施例中的剥离剂的各个组分的配比合理，得到的剥离剂的剥离效果好，高于或低于上述的配比，则不能形成稳定的乳液或不能充分发挥剥离的能力，进而无法得到理想的所需纸张。
在一些实施方式中，聚二甲基硅油乳液包括重量比为50-55：5-10：40-55：1-5的聚二甲基硅氧烷：乳化剂：去离子水：酸，聚二甲基硅氧烷的黏度为300-1000mPa.s。
本发明实施例的水性有机硅烘缸剥离剂中，加入聚二甲基硅油乳液，该聚二甲基硅油乳液包括300-1000mPa.s的聚二甲基硅氧烷、乳化剂、去离子水和酸。其中，聚二甲基硅氧烷具有很低的表面张力和很高的表面活性，极易在材料的表面铺展成膜，聚二甲基硅氧烷的表面张力与黏度有关，本发明实施例中所使用的聚二甲基硅氧烷的黏度为300-1000mPa.s，优选的，聚二甲基硅氧烷的黏度为300mPa.s、350mPa.s、400mPa.s、500mPa.s、600mPa.s、800mPa.s或1000mPa.s等，更优选的，黏度为350mPa.s。将具有以上黏度值的聚二甲基硅氧烷与乳化剂、酸和水进行混合，乳化出的聚二甲基硅油乳液的分子量小，粒径小，做出的乳液外观好、稳定强、成膜性好，和其它乳液配伍性好和提高其润滑性。
在一些实施方式中，羟基改性聚二甲基硅氧烷的黏度为6000-500000mPa.s，优选羟基改性聚二甲基硅氧烷的黏度为80000mPa.s。
本发明实施例的水性有机硅烘缸剥离剂中，加入羟基改性聚二甲基硅氧烷，羟基改性聚二甲基硅油乳液具有耐高温、耐水性，且有很好的成膜性和平滑性，本发明实施例中所使用的羟基改性聚二甲基硅氧烷的黏度为6000-500000mPa.s，优选的，羟基改性聚二甲基硅氧烷的黏度为6000、80000、100000、200000、300000、400000或500000mPa.s，更优选的，黏度为80000mPa.s。由于不同黏度的羟基改性聚二甲基硅氧烷对成膜性的影响不同，随着黏度的增大，涂膜硬度变小，扯断强度和扯断伸长率均增加，但选择黏度过大的羟基改性聚二甲基硅氧烷会造成乳液的黏度过大，乳胶粒增多，不易形成稳定的乳液，甚至出现漂油和分层。
在一些实施方式中，聚甲基氢硅氧烷的黏度为50-500mPa.s，优选聚甲基氢硅氧烷的黏度为200mPa.s，聚甲基乙烯基硅氧烷的黏度为500-30000mPa.s，优选聚甲基乙烯基硅氧烷的黏度为3000mPa.s。
本发明实施例的水性有机硅烘缸剥离剂中，还加入聚甲基氢硅氧烷和聚甲基乙烯基硅氧烷，聚甲基乙烯基硅氧烷是分子链最柔软的聚合物之一，且其热稳定性优异，在较宽的温度范围内具有良好的弹性和力学性能，可以在较宽的温度范围内与其他的成分一起交联；聚甲基氢硅氧烷中活泼的Si-H键，易于发生交联反应，甲基含氢硅油乳液与甲基羟基硅油乳液共用，能防水又可保持纸张的透气性并能提高纸张的撕裂强度、磨擦强度和防污性，另外，用作纸张的防粘隔离剂和交联剂。
在一些实施方式中，乳化剂包括重量比为25-30：50-60：10-15的异构十三醇聚氧乙烯醚-5-环氧乙烷：异构十三醇聚氧乙烯醚-9-环氧乙烷：异构十三醇聚氧乙烯醚-6-环氧乙烷。
本发明实施例的水性有机硅烘缸剥离剂中，加入乳化剂，乳化剂能够为该水性有机硅烘缸剥离剂中的硅油成分提供优良的乳化效果，其中成分采用上述比例能够进一步保证该乳化剂的乳化效果，若成分以及成分的配比发生变化则容易导致该乳化剂的效果降低或发生变化，乳化剂配比不好的情况下，该水性有机硅烘缸剥离剂的乳液将不稳定，容易破乳漂油。
本发明实施例所使用的上述的乳化剂成分均易分散或溶于水，具有优良的润湿性、渗透性和乳化性，比一般硅油乳化剂用量更少，乳化效果好，乳液更稳定。上述异构十三醇聚氧乙烯醚-5-环氧乙烷、异构十三醇聚氧乙烯醚-6-环氧乙烷以及异构十三醇聚氧乙烯醚-9-环氧乙烷的效果区别在于泡沫性和亲水亲油平衡值(HLB值)由先到后逐渐增大，按上述重量份数配比，能够同时保证该乳化剂在具有优秀的乳化作用的同时，亦具有良好的泡沫性和亲水亲油性。
在一些实施方式中，酸为冰醋酸或柠檬酸，优选为冰醋酸。
本发明实施例的水性有机硅烘缸剥离剂中，加入酸，上述酸均为冰醋酸或柠檬酸，优选为制备更方便的冰醋酸。由于水性有机硅烘缸剥离剂为一种硅油乳液，酸的作用是调节乳液的pH值，保持乳液的稳定性，提高剥离效果。
在一些实施方式中，增溶剂为丙三醇、丙二醇、异丙醇、二乙二醇单丁醚中的至少一种，优选为丙三醇。
本发明实施例的水性有机硅烘缸剥离剂中，加入增溶剂，增溶剂是指具有增溶能力的表面活性剂，用于为难溶性成分在溶液中增加溶解度，该增溶剂可以增强在该水性有机硅烘缸剥离剂中的其他成分在该剥离剂中的溶解度。其中，丙三醇具有最为优良的增溶性。
在一些实施方式中，防腐剂为异噻唑啉酮。
本发明实施例的水性有机硅烘缸剥离剂中，加入异噻唑啉酮。防腐剂的作用为该剥离剂提供防腐性，防止纸张生产过程中浆料的腐败、变质，使其在更长的时间内保持其功能性。但异噻唑啉酮具有一定的致敏性，与皮肤接触可能引起过敏或者皮炎等反应，因此，需要合理控制异噻唑啉酮的用量，使其既能够有效提高水性有机硅烘缸剥离剂的防腐能力，又不造成致敏问题。
本发明实施例还提供一种上述水性有机硅烘缸剥离剂的制备方法，包括以下步骤：
将聚二甲基硅油乳液、羟基改性聚二甲基硅氧烷、聚甲基乙烯基硅氧烷、聚甲基氢硅氧烷、乳化剂和去离子水按照份数混合搅匀，再依次加入酸、增溶剂和防腐剂，充分混合搅匀，得到所述水性有机硅烘缸剥离剂。
本发明实施例还提供一种上述水性有机硅烘缸剥离剂的制备方法，将聚二甲基硅油乳液、羟基改性聚二甲基硅氧烷、聚甲基乙烯基硅氧烷、聚甲基氢硅氧烷、乳化剂和去离子水按照份数混合搅匀，其中聚二甲基硅油乳液、羟基改性聚二甲基硅氧烷、聚甲基乙烯基硅氧烷、聚甲基氢硅氧烷与去离子水和乳化剂发生反应，搅拌形成乳液，再依次再加入酸、增溶剂和防腐剂，充分混合搅匀，得到水性有机硅烘缸剥离剂。
在一些实施方式中，搅拌是在25-50℃下搅拌10-20min。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
取羟基改性聚二甲基硅氧烷20份、聚甲基氢硅氧烷20份、聚甲基乙烯基硅氧烷10份、乳化剂10份在常温下搅拌20分钟，缓慢加入去离子水55份，酸1份、增溶剂10份以及防腐剂0.001份充分混合搅匀，即可得到乳白色液体剥离剂。
实施例2
取聚二甲基硅氧烷30份、聚甲基氢硅氧烷20份、聚甲基乙烯基硅氧烷10份、乳化剂10份在常温下搅拌20分钟，缓慢加入去离子水60份，酸1份、增溶剂10份以及防腐剂0.001份充分混合搅匀，即可得到乳白色液体剥离剂。
实施例3
取聚二甲基硅氧烷35份、羟基改性聚二甲基硅氧烷20份、聚甲基乙烯基硅氧烷8份、乳化剂10份在常温下搅拌20分钟，缓慢加入去离子水60份，酸1份、增溶剂10份以及防腐剂0.001份充分混合搅匀，即可得到乳白色液体剥离剂。
实施例4
取聚二甲基硅氧烷35份、羟基改性聚二甲基硅氧烷20份、聚甲基氢硅氧烷10份、乳化剂10份在常温下搅拌20分钟，缓慢加入去离子水60份，酸1.5份、增溶剂10份以及防腐剂0.001份充分混合搅匀，即可得到乳白色液体剥离剂。
实施例5
取聚二甲基硅氧烷30份、羟基改性聚二甲基硅氧烷10份、聚甲基氢硅氧烷10份、聚甲基乙烯基硅氧烷5份、乳化剂10份在常温下搅拌20分钟，缓慢加入去离子水50份，酸1份以及防腐剂0.001份充分混合搅匀，即可得到乳白色液体剥离剂。
实施例6
取聚二甲基硅氧烷30份、羟基改性聚二甲基硅氧烷10份、聚甲基氢硅氧烷10份、聚甲基乙烯基硅氧烷5份、乳化剂10份在常温下搅拌20分钟，缓慢加入去离子水50份，酸1份、增溶剂10份以及防腐剂0.001份充分混合搅匀，即可得到乳白色液体剥离剂。
以下表1是使用本发明实施例1-6中剥离剂的卫生纸剥离实验，机数800m/min，测试时的标准为：纸张的纹路清晰，剥离效果好，不沾缸。
表1实验结果
Figure BDA0001841836540000101
由以上表1可以看出：本发明实施例1-2中的剥离效果稍差，出现异味、纹路褶皱等缺陷，而实施例3-4中的剥离效果稍好，但是乳液分散性略差，出现分层和颗粒等，实施例5-6中的剥离效果好，实施例6中的剥离效果最好，乳液的外观偏白，无油斑、无异味。可能的原因是：其中聚二甲基硅油乳液提高其滑度，聚甲基氢硅氧烷、聚甲基乙烯基硅氧烷提高其成膜性，羟基改性聚二甲基硅氧烷耐高温。
综上，本发明实施例提供一种水性有机硅烘缸剥离剂，包括以下重量份的原料：聚二甲基硅油乳液30-40份、羟基改性聚二甲基硅氧烷10-20份、聚甲基氢硅氧烷10-20份、聚甲基乙烯基硅氧烷5-10份、乳化剂5-10份、去离子水50-70份、酸1-5份、增溶剂10-20份以及防腐剂0.01-0.001份。相对于传统矿物油类产品，本申请中的水性有机硅烘缸剥离剂是水性产品，主要于卫生纸的应用，无异味，环保无污染、效果优异。减少纸张断头、掉毛、掉粉现象；提高纸张的平滑度、光泽度。可用水任意比例稀释，喷缸或浆内添加都可使用。
与现有技术相比，本发明实施例的有益效果是：
1)产品采用预乳化技术，在保证产品的剥离效果的同时提高了乳液产品的储存稳定性；
2)产品以水为分散介质，不含有机溶剂，交联聚合物在操作温度下性能稳定，无有害物质释放，为环保友好型产品；
3)产品的制备方法工艺步骤简单、无需使用苛刻的设备和遵从复杂的操作规程并能保产品的技术效果全面体现；
4)产品使用操作简便，乳液可直接使用或用水稀释后使用，可采用喷涂或刷涂；
5)产品性能稳定，对模具无腐蚀性，不污染模具。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (12)

1.一种水性有机硅烘缸剥离剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚二甲基硅油乳液30-40份、羟基改性聚二甲基硅氧烷10-20份、聚甲基氢硅氧烷10-20份、聚甲基乙烯基硅氧烷5-10份、乳化剂5-10份、去离子水50-70份、酸1-5份、增溶剂10-20份以及防腐剂0.01-0.001份；
所述聚二甲基硅氧烷的黏度为300-1000mPa.s，所述羟基改性聚二甲基硅氧烷的黏度为6000mPa.s-500000mPa.s，所述聚甲基氢硅氧烷的黏度为50-500mPa.s，所述聚甲基乙烯基硅氧烷的黏度为500-30000mPa.s。
2.根据权利要求1所述的水性有机硅烘缸剥离剂，其特征在于，所述聚二甲基硅油乳液包括重量比为50-55：5-10：40-55：1-5的聚二甲基硅氧烷：乳化剂：去离子水：酸。
3.根据权利要求1所述的水性有机硅烘缸剥离剂，其特征在于，所述羟基改性聚二甲基硅氧烷的黏度为80000mPa.s。
4.根据权利要求1所述的水性有机硅烘缸剥离剂，其特征在于，所述聚甲基氢硅氧烷的黏度为200mPa.s，所述聚甲基乙烯基硅氧烷的黏度为30000mPa.s。
5.根据权利要求1或2所述的水性有机硅烘缸剥离剂，其特征在于，所述乳化剂包括重量比为25-30：50-60：10-15的异构十三醇聚氧乙烯醚-5-环氧乙烷：异构十三醇聚氧乙烯醚-9-环氧乙烷：异构十三醇聚氧乙烯醚-6-环氧乙烷。
6.根据权利要求1或2所述的水性有机硅烘缸剥离剂，其特征在于，所述酸为冰醋酸或柠檬酸。
7.根据权利要求6所述的水性有机硅烘缸剥离剂，其特征在于，所述酸为冰醋酸。
8.根据权利要求1所述的水性有机硅烘缸剥离剂，其特征在于，所述增溶剂为丙三醇、丙二醇、异丙醇、二乙二醇单丁醚中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的水性有机硅烘缸剥离剂，其特征在于，所述增溶剂为丙三醇。
10.根据权利要求1所述的水性有机硅烘缸剥离剂，其特征在于，所述防腐剂为异噻唑啉酮。
11.一种根据权利要求1-10任一项所述的水性有机硅烘缸剥离剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述聚二甲基硅油乳液、羟基改性聚二甲基硅氧烷、聚甲基乙烯基硅氧烷、聚甲基氢硅氧烷、乳化剂和去离子水按照份数混合搅匀，再依次加入酸、增溶剂和防腐剂，充分混合搅匀，得到所述水性有机硅烘缸剥离剂。
12.根据权利要求11所述的水性有机硅烘缸剥离剂的制备方法，其特征在于，所述搅匀是在25-50℃下搅拌10-20min。
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