CN111961224A - 一种水性硬脂酸锌乳液及其制备方法 - Google Patents

一种水性硬脂酸锌乳液及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种水性硬脂酸锌乳液，其配方中不含烷基酚，无味环保，细度可达到5微米以下，不需研磨即可达到客户要求。该乳液稳定性高，与水性涂料相容性好，适合生产高通透的水性木器漆，通透性超过进口同类产品。适用于热敏纸涂层添加剂、水性木器漆底漆打磨助剂、橡胶隔离剂、密胺纸防粘剂、皮革涂饰剂手感防粘剂等。

Description

一种水性硬脂酸锌乳液及其制备方法
技术领域
本发明涉及化工添加剂技术领域，具体涉及一种水性硬脂酸锌乳液及其制备方法。
背景技术
硬脂酸锌乳液由于有多样化的理化特性，已在塑料、水性涂料、建筑、造纸、颜料、日用化学品等诸多重要领域获得广泛而重要的应用，并且不断地有新的应用途径被开发出来。
然而，目前大部分厂家采用用原始分散机或高温加热法生产硬脂酸锌乳液，不但浪费能源，废水量大，所用乳化剂、分散剂多数为烷基酚，对环保有害。并且如果将其用于水性涂料，硬脂酸锌乳液中的助剂与水性涂料中的助剂均具有高HLB值，容易具有冲突，因此影响涂料的耐水性及通透性。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种水性硬脂酸锌乳液。
本发明的第二目的在于提供该水性硬脂酸锌乳液的制备方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
本发明涉及一种水性硬脂酸锌乳液，包括按重量份数计的以下组分：润湿剂0.5～1.0份，乳化剂3～4份，聚酰胺蜡3～5份，硬脂酸锌32～48份，消泡剂0.5～1份，防腐剂0.1～0.2份，水40～55份。
优选地，所述润湿剂为有机硅润湿剂，优选为迪高245。
优选地，所述乳化剂选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种，优选为乳化剂E-10。
优选地，所述消泡剂选自水溶性硅类消泡剂、高级磷酸酯或改性聚醚中的一种，优选为水溶性硅类消泡剂，更优选消泡剂BYK024。
优选地，所述防腐剂选自苯甲酸、苯甲酸钠、辛基异噻唑啉酮中的至少一种，优选为防腐剂OIT-45。
本发明还涉及所述水性硬脂酸锌乳液的制备方法，包括将水、润湿剂、乳化剂、聚酰胺蜡、消泡剂和防腐剂投入乳化釜中分散均匀，再加入硬脂酸锌进行乳化，得到所述水性硬脂酸锌乳液。
优选地，所述分散过程中的搅拌速度为1500～2500r/min，所述乳化过程中的搅拌速度为10000～15000r/min，乳化时间为2～2.5h。
优选地，乳化结束后，将乳化体系的pH值调至8～9，即可出料。
优选地，所述水性硬脂酸锌乳液的粘度为100～300mPa·S，粒径为0.1～0.5μm，固含量为25～50wt％。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种水性硬脂酸锌乳液，其配方中不含烷基酚，无味环保，细度可达到5微米以下，不需研磨即可达到客户要求。该乳液稳定性高，与水性涂料相容性好，适合生产高通透的水性木器漆，通透性超过进口同类产品。适用于热敏纸涂层添加剂、水性木器漆底漆打磨助剂、橡胶隔离剂、密胺纸防粘剂、皮革涂饰剂手感防粘剂等。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本发明实施例涉及一种水性硬脂酸锌乳液，包括按重量份数计的以下组分：润湿剂0.5～1.0份，乳化剂3～4份，聚酰胺蜡3～5份，硬脂酸锌32～48份，消泡剂0.5～1份，防腐剂0.1～0.2份，水40～55份。
在本发明的一个实施例中，润湿剂为有机硅润湿剂，优选为迪高245。作用为降低水性硬脂酸锌乳液的表面张力，使其更容易润湿固体物料。
在本发明的一个实施例中，乳化剂选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种，优选为乳化剂E-10。作用为降低混合体系中各组分的界面张力，使两种或两种以上互不相溶的组分的混合液体形成稳定的乳状液。
在本发明的一个实施例中，消泡剂选自水溶性硅类消泡剂、高级磷酸酯或改性聚醚中的一种，优选为水溶性硅类消泡剂，更优选消泡剂BYK024。作用为降低液体的表面张力，防止泡沫形成，使原有泡沫减少或消灭。
在本发明的一个实施例中，防腐剂选自苯甲酸、苯甲酸钠、辛基异噻唑啉酮中的至少一种，优选为防腐剂OIT-45(主要成分为辛基异噻唑啉酮)。作用为抑制产品中的细菌和微生物繁殖，延长其保质期。
聚酰胺蜡是由二元酸和二元胺通过缩聚反应而制得的低分子量蜡，再通过低温活化制得的浆体。聚酰胺蜡中含有丰富的羟基和酰胺基，能形成强烈的氢键化学力，形成网络状结构，从而提高体系粘度来达到防沉和防流挂。其具有优异的触变性能、防流挂能力和防沉降能力。将其用于水性硬脂酸锌乳液，即使将乳液无限稀释也不会产生硬沉淀。
本发明还涉及上述水性硬脂酸锌乳液的制备方法，包括将水、润湿剂、乳化剂、聚酰胺蜡、消泡剂和防腐剂投入乳化釜中分散均匀，再加入硬脂酸锌进行乳化，得到水性硬脂酸锌乳液。
在本发明的一个实施例中，分散过程中的搅拌速度为1500～2500r/min，乳化过程中的搅拌速度为10000～15000r/min，乳化时间为2～2.5h。该分散过程中机头在瞬间真空状态下能够使内部材料分子充分结合，避免空气对搅拌的影响，使硬脂酸锌表面充分得到润湿乳化，在水树脂中相容性更高。
在本发明的一个具体实施例中，将水、润湿剂、乳化剂、聚酰胺蜡、消泡剂和防腐剂依次加入均质反应釜中，以1500～2500r/min的转速进行低速混合，使反应体系中的粉末被润湿完全。然后加入硬脂酸锌，抽真空降低空气能，再打开均质机，通过物料内磨升温乳化2～2.5h。乳化结束后，将乳化体系的pH值调至8～9，即可出料。
从相容性考虑，本发明采用有机试剂调pH值。当pH值过低时，加入N,N-二甲基乙醇胺(DMEA)，其溶于水呈强碱性，并且可以与水和乙醇互溶。如pH值过高，则加入醋酸降低乳化体系的pH值。
通过上述制备方法得到的水性硬脂酸锌乳液的粘度为100～300mPa·S，粒径为0.1～0.5μm，固含量为25～50wt％。
该水性硬脂酸锌乳液无味，放置半年内不分层，与水性涂料配伍性好，不会有缩孔，打磨性能好，通透性高，细度可达到5微米以下。适用于热敏纸涂层添加剂、水性木器漆底漆打磨助剂、橡胶隔离剂、密胺纸防粘剂、皮革涂饰剂手感防粘剂等。
实施例
一种水性硬脂酸锌乳液，包括按重量份数计的以下组分：润湿剂0.5～1.0份，乳化剂3～4份，聚酰胺蜡3～5份，硬脂酸锌32～48份，消泡剂0.5～1份，防腐剂0.1～0.2份，水40～55份。实施例1～7和对比例1中各组分的具体物质和用量如表1所示。
上述水性硬脂酸锌乳液采用以下方法制备得到：
将水、润湿剂、乳化剂、聚酰胺蜡、消泡剂和防腐剂投入乳化釜中分散均匀，分散过程中的搅拌速度为1500～2500r/min，再加入硬脂酸锌，抽真空打开均质机进行乳化，乳化过程中的搅拌速度为10000～15000r/min，乳化2～2.5h。乳化结束后，采用DMEA和醋酸将乳化体系的pH值调至8～9，得到水性硬脂酸锌乳液。
表1
Figure BDA0002629253780000051
表1中“-”表示未加入该物质。
对上述实施例制备得到的水性硬脂酸锌乳液进行如下测试，结果见表2。
(1)离心测试：将水性硬脂酸锌乳液置于30000r/min的条件下离心30min，观察是否出现分层现象。
(2)静置测试：将该水性硬脂酸锌乳液在20～35℃条件下放置3个月，未观察是否出现凝絮分层现象。
(3)与水性漆相容性测试：在水性木器漆中加入3％质量分数的该水性硬脂酸锌乳液，在透光率为96％的透明玻璃板表面涂覆厚度为0.5mm左右的漆膜，采用紫外-可见分光光度计测试涂覆漆膜玻璃板的透光率。
表2
实施例 离心测试 静置测试 透光率
实施例1 不分层 不分层 90％
实施例2 不分层 不分层 93％
实施例3 不分层 不分层 91％
实施例4 分层 分层 82％
实施例5 轻微分层 轻微分层 88％
实施例6 不分层 不分层 85％
实施例7 轻微分层 轻微分层 87％
对比例1 分层 分层 75％
从表2可知，实施例1～3的水性硬脂酸锌乳液具有良好的稳定性，与水性涂料相容性好。将其与水性木器漆混合后具有高通透性，其中聚酰胺蜡在提高产品的稳定性方面起到了重要作用。
将实施例4～6与实施例1对比可知，当产品中未添加聚酰胺蜡或添加量不足3％时，产品的稳定性下降。但聚酰胺蜡的添加量高于5％时，不会进一步提高稳定性，反而会影响产品的透光率，因此将聚酰胺蜡的添加量控制在3％～5％之内。
将对比例1与实施例1对比可知，如采用氢氧化钠代替DMEA调节乳化体系的pH值，则产品出现分层，稳定性下降。原因应该是氢氧化钠与乳化体系不兼容所致。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种水性硬脂酸锌乳液，其特征在于，包括按重量份数计的以下组分：润湿剂0.5～1.0份，乳化剂3～4份，聚酰胺蜡3～5份，硬脂酸锌32～48份，消泡剂0.5～1份，防腐剂0.1～0.2份，水40～55份。
2.根据权利要求1所述的水性硬脂酸锌乳液，其特征在于，所述润湿剂为有机硅润湿剂。
3.根据权利要求1所述的水性硬脂酸锌乳液，其特征在于，所述乳化剂选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的水性硬脂酸锌乳液，其特征在于，所述消泡剂选自水溶性硅类消泡剂、高级磷酸酯或改性聚醚中的一种。
5.根据权利要求4所述的水性硬脂酸锌乳液，其特征在于，所述消泡剂为水溶性硅类消泡剂。
6.根据权利要求1所述的水性硬脂酸锌乳液，其特征在于，所述防腐剂选自苯甲酸、苯甲酸钠、辛基异噻唑啉酮中的至少一种。
7.根据权利要求1至6任一项所述水性硬脂酸锌乳液的制备方法，其特征在于，包括将水、润湿剂、乳化剂、聚酰胺蜡、消泡剂和防腐剂投入乳化釜中分散均匀，再加入硬脂酸锌进行乳化，得到所述水性硬脂酸锌乳液。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述分散过程中的搅拌速度为1500～2500r/min，所述乳化过程中的搅拌速度为10000～15000r/min，乳化时间为2～2.5h。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，乳化结束后，将乳化体系的pH值调至8～9，即可出料。
10.根据权利要求1至6任一项所述水性硬脂酸锌乳液，其特征在于，所述水性硬脂酸锌乳液的粘度为100～300mPa·S，粒径为0.1～0.5μm，固含量为25～50wt％。
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