造紙用水性潤滑劑及其制備方法和其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種造紙用水性潤滑劑及其制備方法和其在造紙涂布中的應(yīng)用，該制備方法是用氧化聚乙烯蠟、脂肪酸、堿、表面活性劑、殺菌劑、水混合得到水性聚合物。本發(fā)明的造紙用水性潤滑劑應(yīng)用于涂布紙的造紙涂料，能明顯提高涂布紙的平滑度，改善紙張的光澤度，不影響紙張的白度，且制備工藝簡單。
【專利說明】造紙用水性潤滑劑及其制備方法和其應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種造紙技術(shù)，尤其涉及一種造紙用水性潤滑劑及其制備方法和其在 造紙涂布中的應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 潤滑劑是涂布加工紙涂料中的微量助劑之一，它對改進涂布紙涂層結(jié)構(gòu)具有重要 作用。潤滑劑可以改進紙張涂料的流平性和潤滑性，并增進粘合性，賦予紙張涂層以平滑和 光澤，增加可塑性，防止龜裂，改善涂布紙的印刷適應(yīng)性。
[0003] 潤滑劑在化學組成上一般都含有疏水性基，具有潤滑作用和離型效果。所謂潤滑 作用是指減少接觸面的摩擦、磨損及摩擦熱的作用；所謂離型效果是指減少接觸面的粘附 力的作用。具體而言，潤滑劑可防止在涂布紙的生產(chǎn)中在壓光機、烘缸等處紙頁掉粉及涂布 紙在印刷作業(yè)中掉粉；提高涂布紙在鑄涂缸上的離型性；賦予紙張以滑動性能并降低摩擦 系數(shù)；防止涂布紙表面表現(xiàn)出粘性并能提高紙頁的光澤度及平滑性。
[0004] 目前應(yīng)用最多的潤滑劑有水不溶性金屬皂（主要是硬脂酸鈣類）、水溶性金屬皂、 脂肪酸胺和聚乙烯蠟等。中國專利CN1584204A公開了一種以氧化聚乙烯蠟為主要原料制 備造紙涂布專用潤滑劑的工藝。該發(fā)明專利僅限于幾種乳化劑和氧化聚乙烯蠟制備的乳 液，工藝復(fù)雜。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題提出的。
[0006] 本發(fā)明提供了一種造紙用水性潤滑劑，該潤滑劑應(yīng)用于涂布紙的造紙涂料，能明 顯提高涂布紙的平滑度，改善紙張的光澤度，且制備工藝簡單。
[0007] 本發(fā)明還提供了一種上述造紙用水性潤滑劑的制備方法及其在造紙涂布中的應(yīng) 用和用上述造紙用水性潤滑劑制得的造紙涂料。
[0008] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0009] 本發(fā)明的第一個方面是提供一種造紙用水性潤滑劑的制備方法，其特征在于，該 方法是用氧化聚乙烯蠟、脂肪酸、堿、表面活性劑、殺菌劑、水混合得到的水性聚合物。
[0010] 優(yōu)選地，該方法包括下列步驟：
[0011] 步驟1、將熔融氧化聚乙烯蠟、脂肪酸、表面活性劑、堿和水混合均勻，升溫至 80-98。。；
[0012] 步驟2、在80-98°C下保溫至少0. 2小時，優(yōu)選0. 2-2小時；
[0013] 步驟3、降溫至20_40°C，加入殺菌劑，獲得所需要的水性聚合物。
[0014] 優(yōu)選地，所述方法步驟中各組分的重量份數(shù)為：
[0015] 氧化聚乙烯蠟 100份； 脂肪酸 5-40份， 表面活性劑 0-5份； 堿 5-30份； 殺菌劑 0.01-0.2份； 水 110-1580 份。
[0016] 優(yōu)選地，所述脂肪酸選自硬脂酸、棕櫚酸、油酸中的任意一種或多種。
[0017] 優(yōu)選地，所述表面活性劑選自十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、二烷基-2-磺 基琥珀酸鈉、失水山梨醇單油酸酯（斯盤80)、聚氧化乙烯（20)失水山梨醇單油酸酯（吐溫 80)、失水山梨醇單月桂酸酯（斯盤20)中的任意一種或多種。
[0018] 優(yōu)選地，所述堿選自二乙醇胺、三乙醇胺、三亞乙基二胺、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨 水中的任意一種或多種。
[0019] 優(yōu)選地，所述殺菌劑選自5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-異噻唑 啉-3-酮、溴硝醇中的任意一種或多種。
[0020] 本發(fā)明的第二個方面是提供一種造紙用水性潤滑劑，其特征在于，由上述制備方 法制備，制得的水性潤滑劑的重量固含量5% -60%，在25°C時的粘度為l_650mPa ·8，ρΗ值 為 6-10。
[0021] 本發(fā)明的第三個方面是提供上述造紙用水性潤滑劑在造紙涂布中的應(yīng)用。
[0022] 本發(fā)明的第四個方面是提供一種上述造紙用水性潤滑劑制得的造紙涂料，其特征 在于，所述潤滑劑的絕干質(zhì)量為造紙涂料絕干質(zhì)量的〇. 5% -1. 0%。
[0023] 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，將熔融的氧化聚乙烯蠟加入脂肪酸、堿、表面活性劑和水的混合液 中，能夠很快速地將氧化聚乙烯蠟乳化，工藝簡單。這可能是由于脂肪酸、堿中和后具有一 定表面活性劑的功能，同時加入的表面活性劑也協(xié)同作用，便于氧化聚乙烯蠟的乳化。同 時，脂肪酸經(jīng)過堿中和后還具有一定的潤滑作用，在涂料涂布于紙張上，易遷移到紙張表 面，表現(xiàn)為紙張平滑度、光澤度得到改善。
[0024] 本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下技術(shù)效果：本發(fā)明的造紙用 水性潤滑劑應(yīng)用于涂布紙的造紙涂料，能明顯提高涂布紙的平滑度，改善紙張的光澤度，且 制備工藝簡單。
[0025] 本發(fā)明的水性潤滑劑是一種能滿足造紙涂料用高性能、綠色環(huán)保的產(chǎn)品。

【具體實施方式】
[0026] 下面通過具體實施例對本發(fā)明進行詳細和具體的介紹，以使更好的理解本發(fā)明， 但是下述實施例并不限制本發(fā)明范圍。
[0027] 實施例1
[0028] 本實施例提供一種造紙用水性潤滑劑，其按照下列步驟得到：
[0029] (1)將5g油酸、5g氫氧化鈉和110g去離子水加入反應(yīng)釜中，攪拌均勻，升溫至 98°C，備用；
[0030] (2)在130°C下，將lOOg氧化聚乙烯蠟加入反應(yīng)釜中，熔融0.2小時，備用；
[0031] (3)在98°C下，在攪拌的情況下，將⑵加入⑴中混合均勻，保溫0. 2小時；
[0032] (4)降溫至25°C，過濾，加入O.Olg溴硝醇，繼續(xù)攪拌10分鐘，用100目篩網(wǎng)過濾 出料。
[0033] 所得到的水性潤滑劑的重量固含量為49. 8wt%，粘度為460mPa · s (NDJ-1選自粘 度計測定），pH值為6. 15 (PHS-3C精密pH計測定）。
[0034] 實施例2
[0035] 本實施例提供一種造紙用水性潤滑劑，其按照下列步驟得到：
[0036] (1)將40g硬脂酸、30g二乙醇胺、5g十二烷基硫酸鈉和1574. 8g去離子水加入反 應(yīng)釜中，攪拌均勻，升溫至80°C，備用；
[0037] (2)在90°C下，將100g氧化聚乙烯蠟加入反應(yīng)釜中，熔融2小時，備用；
[0038] (3)在80°C下，在攪拌的情況下，將⑵加入⑴中混合均勻，保溫2小時；
[0039] (4)降溫至25°C，過濾，加入0· 2g 2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮，繼續(xù)攪拌10分鐘， 用100目篩網(wǎng)過濾出料。
[0040] 所得到的水性潤滑劑的重量固含量為10. 2wt%，粘度為10mPa *s (NDJ-1選自粘度 計測定），pH值為9. 83 (PHS-3C精密pH計測定）。
[0041] 實施例3
[0042] 本實施例提供一種造紙用水性潤滑劑，其按照下列步驟得到：
[0043] (1)將20g棕櫚酸、10g三乙醇胺、5g氫氧化鉀、2g十二烷基苯磺酸鈉、lg聚氧乙 烯（20)失水山梨醇單油酸酯（吐溫80)和532g去離子水加入反應(yīng)釜中，攪拌均勻，升溫至 90°C，備用；
[0044] (2)在110°C下，將100g氧化聚乙烯蠟加入反應(yīng)釜中，熔融2小時，備用；
[0045] (3)在90°C下，在攪拌的情況下，將⑵加入⑴中混合均勻，保溫2小時；
[0046] (4)降溫至25°C，過濾，加入0.07g 5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、0.05g2-甲 基-4-異噻唑啉-3-酮，繼續(xù)攪拌10分鐘，用100目篩網(wǎng)過濾出料。
[0047] 所得到的水性潤滑劑的重量固含量為20. 3wt%，粘度為35mPa(NDJ-1選自粘度 計測定），pH值為8. 93 (PHS-3C精密pH計測定）。
[0048] 實施例4
[0049] 本實施例提供一種造紙用水性潤滑劑，其按照下列步驟得到：
[0050] (1)將10g棕櫚酸、20g油酸、10g三亞乙基二胺、10g二乙醇胺、lg二烷基-2-磺基 琥珀酸鈉、3g失水山梨醇單油酸酯（斯盤80)和286g去離子水加入反應(yīng)釜中，攪拌均勻，升 溫至95 °C，備用；
[0051] ⑵在120°c下，將100g氧化聚乙烯蠟加入反應(yīng)釜中，熔融2小時，備用；
[0052] (3)在95°C下，在攪拌的情況下，將⑵加入⑴中混合均勻，保溫2小時；
[0053] ⑷降溫至25°C，過濾，加入0· 02g溴硝醇、0· 05g 5-氯-2-甲基-4-異噻唑 啉-3-酮，繼續(xù)攪拌10分鐘，用100目篩網(wǎng)過濾出料。
[0054] 所得到的水性潤滑劑的重量固含量為34. 6wt%，粘度為95mPa *s (NDJ-1選自粘度 計測定），pH值為8. 25 (PHS-3C精密pH計測定）。
[0055] 對比例
[0056] 按照中國專利CN1584204A制備潤滑劑。
[0057] 應(yīng)用例
[0058] 用實施例1-4和對比例，按下述配方配制造紙涂料：
[0059] 95級重質(zhì)碳酸鈣 400g: 巴西瓷土 100g; 丁苯膠乳（干重） 50g; 潤滑劑（干重） 4g;
[0060] 去離子水適量,調(diào)整造紙涂料重量固含量為65%。
[0061] 實驗過程：
[0062] 1)將95級重質(zhì)碳酸鈣、巴西瓷土和適量去離子水加入高速分散機，攪拌均勻后高 速分散20-30分鐘，至細度合格，低速下加入丁苯膠乳、潤滑劑，攪拌均勻后，出料，100目篩 網(wǎng)過濾；
[0063] 2)將采用實施例1-4和對比例配制的造紙涂料用10#涂布棒在75g/m2銅板原紙 上進行涂布，涂布量20g/m 2,備用；
[0064] 3)涂布壓光條件：分別取上述涂布紙樣用小型壓光機硬壓光兩次（0.3MPa， 85°C )，備用。
[0065] 采用國際的方法對于紙張進行涂布性能測試。
[0066] 判定標準：平滑度及光澤度越大，效果越好。
[0067] 測試結(jié)果如下表：
[0068]

【權(quán)利要求】
1. 一種造紙用水性潤滑劑的制備方法，其特征在于，該方法是用氧化聚乙烯蠟、脂肪 酸、堿、表面活性劑、殺菌劑、水混合得到水性聚合物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，該方法包括下列步驟： 步驟1、將熔融氧化聚乙烯蠟、脂肪酸、表面活性劑、堿和水混合均勻，升溫至80-98°C ; 步驟2、在80-98°C下保溫至少0. 2小時； 步驟3、降溫至20-40°C，加入殺菌劑，獲得所需要的水性聚合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述方法步驟中各組分的重量份數(shù) 為： 氧化聚乙烯蠟 100份； 脂肪酸 5-40份； 表面活性劑 0-5份； 堿 5-30份; 殺菌劑 0.01-0.2份； 水 110-1580 份,，
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述脂肪酸選自硬脂酸、棕櫚酸、油 酸中的任意一種或多種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述表面活性劑選自十二烷基硫酸 鈉、十二烷基苯磺酸鈉、二烷基-2-磺基琥珀酸鈉、失水山梨醇單油酸酯（斯盤80)、聚氧化 乙烯（20)失水山梨醇單油酸酯（吐溫80)、失水山梨醇單月桂酸酯（斯盤20)中的任意一 種或多種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述堿選自二乙醇胺、三乙醇胺、三 亞乙基二胺、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水中的任意一種或多種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述殺菌劑選自5-氯-2-甲基-4-異 噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、溴硝醇中的任意一種或多種。
8. -種造紙用水性潤滑劑，其特征在于，由權(quán)利要求1所述的制備方法制備，制得的水 性潤滑劑的重量固含量5% -60%，在25°C時的粘度為l_650mPa · s，pH值為6-10。
9. 權(quán)利要求8所述造紙用水性潤滑劑在造紙涂布中的應(yīng)用。
10. -種應(yīng)用權(quán)利要求8所述造紙用水性潤滑劑制得的造紙涂料，其特征在于，所述潤 滑劑的絕干質(zhì)量為造紙涂料絕干質(zhì)量的〇. 5% -1. 0%。
【文檔編號】D21H19/14GK104294707SQ201410415164
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21日
【發(fā)明者】施曉旦, 尹東華 申請人:上海東升新材料有限公司