CN112663386A - 一种硬脂酸锌分散液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硬脂酸锌分散液，由如下重量份的组分组成：硬脂酸140‑200份、氧化锌20‑60份、催化剂1‑3份、氯化石蜡0.1‑1份、乳化剂A 1‑3份、乳化剂B 3‑8份、分散剂2‑5份，消泡剂0.5‑1份，水性润滑剂10‑20份，水适量。制备方法如下：将氧化锌、催化剂、氯化石蜡、硬脂酸、部分消泡剂和水混合，加热充分反应，得釜料；将乳化剂A、乳化剂B、分散剂、剩余的消泡剂溶于水中，得乳化分散液，一次性加入到釜料中，高速剪切1小时，出料过均质机，快速冷却后加入水性润滑剂，调整固含量即得到所述硬脂酸锌分散液。本发明硬脂酸锌分散液固含量高，粘度低，乳液均匀，增感、润滑效果理想，可在长时间存放时不变质，不出现凝絮分层现象，生产时处于无泡状态，产品质量理想。
Description
技术领域
本发明涉及硬脂酸锌分散液技术领域，尤其涉及一种造纸用增感剂、润滑剂，塑料行业隔离剂以及涂料功能性助剂的硬脂酸锌分散液及其制备方法。
背景技术
目前，水性硬脂酸锌主要用作特种涂布纸的润滑剂、砂纸的超涂层、热敏纸的增感剂和橡胶的脱模剂及水性涂料的功能助剂等，由于硬脂酸锌不溶于水，是以粒子分散于使用体系中发挥作用，所以粒径的大小将直接影响有效成分的分散效果，通常的水性硬脂酸锌粒径大、不易分散，并且容易沉淀，使用效果不理想，普通生产工艺很难使硬脂酸锌达到微粒子化，同时硬脂酸锌也是高乳化困难的物质，故一般的硬脂酸锌作为润滑剂，使用在造纸行业，其增感、润滑效果不理想，不能满足高档纸、特殊纸的生产要求。专利CN103388284A披露了一种水性硬脂酸锌乳液及其制备方法，该方法制备的硬脂酸锌组分相容性不好，乳化效果不佳需要高强度的研磨使颗粒变小分散，尤其在高固含时会产生大量泡沫。专利CN103711034A披露了一种超细硬脂酸锌水性分散液及其制备方法，该方法将硬脂酸制备成均匀分散液加入到氧化锌分散液中，在硬脂酸熔点以下进行反应制备硬脂酸锌，所得产品反应不完全，固含偏低且高固含时有大量泡沫产生，产品质量不理想。
发明内容
本发明旨在提供一种硬脂酸锌分散液及其制备方法，以解决背景技术存在的上述缺陷。
本发明是通过如下的技术方案实现的：
一种硬脂酸锌分散液，由如下重量份的组分组成：硬脂酸140-200份、氧化锌20-60份、催化剂1-3份、氯化石蜡0.1-1份、乳化剂A1-3份、乳化剂B 3-8份、分散剂2-5份，消泡剂0.5-1份，水性润滑剂10-20份，水适量。
水的用量没有特别限定，本领域技术人员应能根据各组分的分散混合情况，以及最终产品的固含量需要进行调节。优选的，水的用量为100-200份。
作为优选的技术方案，所述氯化石蜡选自氯化石蜡-42、氯化石蜡-52、氯化石蜡-70中的至少一种。
所述乳化剂A为脂肪酸甲酯磺酸钠和壬基酚聚氧乙烯醚按质量比1：1的混合物。
所述乳化剂B选自脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯、失水山梨醇单油酸酯、失水山梨醇单硬脂酸酯中的至少一种。
所述催化剂选自乙酸、草酸、柠檬酸中的至少一种。
所述分散剂选自聚丙烯酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的至少一种。
所述水性润滑剂选自聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、甘油中的一种。优选的，聚乙烯醇分子量在200-800，聚丙烯酰胺的分子量在50万-500万。
所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷或聚醚-硅氧烷共聚物。
本发明还进一步公开了上述硬脂酸锌分散液的制备方法，包括以下步骤：
S1、将氧化锌、催化剂、氯化石蜡、硬脂酸、部分消泡剂和适量水混合，加热升温至70-90℃充分反应，得釜料；
S2、将乳化剂A、乳化剂B、分散剂、剩余的消泡剂溶于适量水中，搅拌均匀，升温至70-90℃，得乳化分散液；
S3、将所述乳化分散液一次性加入到所述釜料中，高速剪切1小时，出料过均质机，快速冷却，出料；
S4、加入水性润滑剂，调整固含量，搅拌均匀，得到所述硬脂酸锌分散液。
优选的，步骤S3中剪切速率控制在2000-5000r/min。
本发明在硬脂酸锌的合成过程中添加氯化石蜡，意外地发现，在加入氯化石蜡后可显著增加硬脂酸锌分散液在作为润滑剂使用时的润滑性能，提高涂布光泽度，减小动摩擦系数。另外与现有技术相比，本发明改进了催化剂和乳化剂的选择，优化了各组分的配比和添加工艺，使得本发明方法的生产效率更高，能耗和原料成本更低，对剪切设备的要求更低。本发明硬脂酸锌分散液中硬脂酸锌粒子的固含量高，粘度低，乳液均匀，增感、润滑效果理想，可在长时间存放时不变质，不出现凝絮分层现象，生产时处于无泡状态，产品质量理想。可广泛应用于造纸用增感剂、润滑剂，塑料行业隔离剂以及涂料功能性助剂。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行阐述，但并不限制本发明。各原料如无特别说明，均为常规市售产品。
实施例1
根据硬脂酸锌乳液的配方比例，取50份水、140份硬脂酸、30份氧化锌、0.5份乙酸、1份氯化石蜡-42、1份消泡剂加入到反应釜(1)中，升温至80℃，反应1h。将50份水、脂肪酸甲酯磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚等比例混合物2份、失水山梨醇单硬脂酸酯3份、聚丙烯酸钠2份加入到反应釜(2)中，搅拌均匀升温到80℃，加入改性聚硅氧烷0.5份消泡，将反应釜(2)所得乳化分散液一次性加入到反应釜(1)中，高速剪切1小时(剪切速率2000r/min)过均质机快速冷却至30度以下，出料，加入15份聚乙烯醇400，调整固含量至60％，搅拌均匀，即得到目标产品。
实施例2
根据硬脂酸锌乳液的配方比例，取80份水、150份硬脂酸、30份氧化锌、0.5份草酸、0.1份氯化石蜡-70、1份消泡剂加入到反应釜(1)中，升温至80℃，反应1h。将50份水、脂肪酸甲酯磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚等比例混合物4份、聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯5份、聚丙烯酸钠2份加入到反应釜(2)中，搅拌均匀升温到80℃，加入改性聚硅氧烷0.5份消泡，将反应釜(2)所得乳化分散液一次性加入到反应釜(1)中，高速剪切1小时(剪切速率3000r/min)，过均质机(25MPa)快速冷却至30度以下，出料，加入20份聚丙烯酰胺(分子量200万)，调整固含量至60％，搅拌均匀，即得到目标产品。
实施例3
根据硬脂酸锌乳液的配方比例，取60份水、140份硬脂酸、30份氧化锌、0.5份柠檬酸、0.5份氯化石蜡-52、1份消泡剂加入到反应釜(1)中，升温至80℃，反应1h。将50份水、脂肪酸甲酯磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚等比例混合物3份、聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯5份、三聚磷酸钠2份加入到反应釜(2)中，将反应釜(2)所得乳化分散液一次性加入到反应釜(1)中，高速剪切1小时(剪切速率3000r/min)，过均质机(25MPa)快速冷却至30度以下，出料，加入20份甘油，调整固含量至60％，搅拌均匀，即得到目标产品。
实施例4
根据硬脂酸锌乳液的配方比例，取20份水、130份硬脂酸、25份氧化锌、0.5份乙酸、0.5份氯化石蜡-52、1份消泡剂加入到反应釜(1)中，升温至80℃，反应1h。将50份水、脂肪酸甲酯磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚等比例混合物3份、失水山梨醇单硬脂酸酯4份、六偏磷酸钠2份于反应釜(2)中，在将反应釜(2)所得乳化分散液一次性加入到反应釜(1)中，高速剪切1小时(剪切速率5000r/min)，过均质机(30MPa)快速冷却至30度以下，出料，加入15份聚丙烯酰胺(分子量500万)，调整固含量至60％，搅拌均匀，即得到目标产品。
对比例1
不加入氯化石蜡，其他步骤同实施例1。
对比例2
专利CN109957998A实施例1公开的方法制备的硬脂酸锌分散液。
对以上实施例和对比例制备的硬脂酸锌分散液进行指标检测，并进行面涂涂布实验检测，工艺如表1所示：
表1涂布实验用涂料配方
实验采用定量为130g/m2的带底涂铜版原纸作为涂布原纸，使用线性涂布棒进行单层涂布，涂布量10g/m2；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℃)。结果如表2所示：
表2硬脂酸锌分散液性能指标
从以上实验数据可以看出，本发明所制备产品粘度低、泡沫小、粒径细小、稳定性优异，且涂布光泽度更高、动摩擦系数更小，显著增加硬脂酸锌分散液在作为润滑剂使用时的润滑性能。本发明的生产效率更高，能耗和原料成本更低，对剪切设备的要求更低。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种硬脂酸锌分散液，其特征在于，由如下重量份的组分组成：硬脂酸140-200份、氧化锌20-60份、催化剂1-3份、氯化石蜡0.1-1份、乳化剂A 1-3份、乳化剂B 3-8份、分散剂2-5份，消泡剂0.5-1份，水性润滑剂10-20份，水适量。
2.如权利要求1所述的硬脂酸锌分散液，其特征在于，所述氯化石蜡选自氯化石蜡-42、氯化石蜡-52、氯化石蜡-70中的至少一种。
3.如权利要求1所述的硬脂酸锌分散液，其特征在于，所述乳化剂A为脂肪酸甲酯磺酸钠和壬基酚聚氧乙烯醚按质量比1：1的混合物。
4.如权利要求1所述的硬脂酸锌分散液，其特征在于，所述乳化剂B选自脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯、失水山梨醇单油酸酯、失水山梨醇单硬脂酸酯中的至少一种。
5.如权利要求1所述的硬脂酸锌分散液，其特征在于，所述催化剂选自乙酸、草酸、柠檬酸中的至少一种。
6.如权利要求1所述的硬脂酸锌分散液，其特征在于，所述分散剂选自聚丙烯酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的至少一种。
7.如权利要求1所述的硬脂酸锌分散液，其特征在于，所述水性润滑剂选自聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、甘油中的一种。
8.如权利要求1所述的硬脂酸锌分散液，其特征在于，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷或聚醚-硅氧烷共聚物。
9.权利要求1-8任一项所述硬脂酸锌分散液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将氧化锌、催化剂、氯化石蜡、硬脂酸、部分消泡剂和适量水混合，加热升温至70-90℃充分反应，得釜料；
S2、将乳化剂A、乳化剂B、分散剂、剩余的消泡剂溶于适量水中，搅拌均匀，升温至70-90℃，得乳化分散液；
S3、将所述乳化分散液一次性加入到所述釜料中，高速剪切1小时，出料过均质机，快速冷却，出料；
S4、加入水性润滑剂，调整固含量，搅拌均匀，得到所述硬脂酸锌分散液。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤S3中剪切速率控制在2000-5000r/min。
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