一種水性硬脂酸鋅分散液的制備方法及其產品與應用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水性硬脂酸鋅分散液的制備方法，該方法先將乳化劑A水溶液攪拌加熱，再向其中加入乙酸鋅，制得乙酸鋅乳液；再將乳化劑B水溶液和混合脂肪酸攪拌加熱，接著加入乙酸鋅乳液，然后在加熱反應完全，之后降溫出料，即得水性硬脂酸鋅分散液產品。本發(fā)明所提供的水性硬脂酸鋅分散液，固含量高、粘度小、粒徑小、粒徑分布窄、儲藏穩(wěn)定性好，本發(fā)明所提供的制備方法操作簡單、耗費時間短、成本低，具有廣闊的應用前景和市場潛力。
【專利說明】
一種水性硬脂酸鋅分散液的制備方法及其產品與應用
技術領域
[0001 ]本發(fā)明屬于化工助劑技術領域，涉及一種水性硬脂酸鋅分散液的制備方法和由該 方法制得的水性硬脂酸鋅分散液及其應用。
【背景技術】
[0002] 硬脂酸鋅通常被用作潤滑劑，廣泛應用于橡膠、造紙、涂料和化妝品等行業(yè)。硬脂 酸鋅潤滑劑為水不溶性金屬皂類表面活性劑，一般將其制為水性分散液。因為水性硬脂酸 鋅分散液經濟、實用，一直作為涂布加工紙、橡膠、塑料和涂料的重要助劑之一。
[0003] -般地，硬脂酸鋅分為固性硬脂酸鋅和水性硬脂酸鋅兩類。而現有技術中相應的 硬脂酸鋅的生產方法有兩種:水法和熔融法。通常來說，水法生產地硬脂酸鋅顯酸性，熔融 法顯堿性。水法又稱濕法，在水為介質的條件下，加入催化劑，控制一定的溫度、壓力，然后 加入金屬氫氧化物，通過催化劑將金屬離子置換到催化劑上，然后通過催化劑本身再置換 到硬脂酸上，從而達到生成金屬鹽的目的。催化劑經過后序處理，循環(huán)利用。硬脂酸鹽經過 離心、烘干、研磨得到目數在200-600目的符合行業(yè)標準的產品。水法生產通常硬脂酸會稍 過量，因此反應后成品顯酸性。熔融法又稱干法，是指在熔融的硬脂酸中，直接加入金屬氧 化物(氧化鋅)和催化劑，控制一定的溫度壓力及攪拌速度，通過反應得到硬脂酸鹽。干法生 產的產品由于催化劑的存在一般的反應結果都可以得到完全反應，金屬氧化物稍過量，因 此檢測上的時候產品顯堿性。
[0004] 目前，水性硬脂酸鋅分散液的生產已遍布全國各地，但是固含量普遍在40%以下， 且粒徑較大;這是由于，市售的水性硬脂酸鋅分散液往往采用兩步法，即先制成硬脂酸鋅干 粉，再進行研磨、分散獲得。其它類似工藝往往在制備過程中需要多次加料，工藝較復雜，成 本高，因此所得產品的粒徑粗大且固含量不高。隨著造紙、橡膠和涂料行業(yè)的發(fā)展，低固含 量、粒徑粗大的水性硬脂酸鋅分散液已滿足不了現實需求。

【發(fā)明內容】

[0005] 為了解決現有技術中存在的上述技術問題，為了尋找合適的原料與方法用于制備 水性硬脂酸鋅分散液，發(fā)明人擬設計了一種制備方法:采用適當的乳化劑A優(yōu)先對乙酸鋅進 行溶解與乳化，然后再在適當的乳化劑B和混合脂肪酸的存在下發(fā)生反應，以獲得對生成的 硬脂酸鋅更好的乳化效果。
[0006] 因此，本發(fā)明的第一方面，提供了一種水性硬脂酸鋅分散液的制備方法，包括以下 步驟：
[0007] (1)先將乳化劑A水溶液攪拌加熱至40~60°C，再向其中加入乙酸鋅，攪拌溶解，制 得乙酸鋅乳液；
[0008] (2)將乳化劑B水溶液和混合脂肪酸攪拌加熱至75~90 °C，再加入步驟（1)所制得 的乙酸鋅乳液，逐漸加快攪拌速率，然后在75~90 °C下反應1.5~2小時，降溫到50~60 °C出 料，制得所述水性硬脂酸鋅分散液；
[0009] 其中，所述混合脂肪酸為硬脂酸和不飽和脂肪酸的混合物；
[0010] 其中，各反應物料的質量份配比如下： 硬脂酸 35.5~50份 不飽和脂肪酸 10~20份
[0011] 乳化劑A 0.5~10份 乳化劑B 0.7~6份 乙酸鋅 6~20份。
[0012] 在上述制備方法中，所述乳化劑A為脂肪酸甲酯乙氧基化物的磺酸鹽或/和壬基酚 聚氧乙烯醚磺酸鈉;所述乳化劑B選自以下任一種或多種的組合:烷基酚聚氧乙烯醚、乙二 醇脂肪酸酯、脂肪酸甲酯與環(huán)氧乙烷的縮合物、失水山梨醇單油酸酯、失水山梨醇單硬脂酸 酯、聚氧化乙烯單月桂酸酯、聚氧化乙烯蓖麻油。
[0013] 優(yōu)選地，在上述制備方法中，所述乳化劑B選自以下任一種或多種的組合:烷基酚 聚氧乙烯醚、乙二醇脂肪酸酯、失水山梨醇單油酸酯、聚氧化乙烯單月桂酸酯、聚氧化乙烯 蓖麻油。
[0014] 優(yōu)選地，在上述制備方法中，所述不飽和脂肪酸選自以下任一種：油酸、椰子油脂 肪酸、豆蔻油酸。
[0015] 進一步優(yōu)選地，在上述制備方法中，各反應物料的質量份配比如下： 硬脂酸 38~45份 不飽和脂肪酸 12~18份
[0016] 乳化劑A 2~8份 乳化劑B 1~5份 乙酸鋅 10~16份。
[0017] 本發(fā)明的第二方面，提供了一種水性硬脂酸鋅分散液，其由本發(fā)明的第一方面所 述的制備方法制得。
[0018] 本發(fā)明的第三方面，提供了一種造紙涂布潤滑劑，其包含本發(fā)明的第二方面所述 的水性硬脂酸鋅分散液。
[0019] 本發(fā)明的第四方面，提供了一種熱敏紙的增感劑，其包含本發(fā)明的第二方面所述 的水性硬脂酸鋅分散液。
[0020] 本發(fā)明的第五方面，提供了一種水性涂料功能性助劑，其包含本發(fā)明的第二方面 所述的水性硬脂酸鋅分散液。
[0021] 本發(fā)明所提供的水性硬脂酸鋅分散液的制備方法，在硬脂酸熔融溫度下反應，在 大大提高反應速率的同時，也保證了硬脂酸鋅的粒徑大小及其分布;在所述制備方法中，采 用了所述乳化劑A優(yōu)先對乙酸鋅進行溶解與乳化，并且脂肪酸甲酯乙氧基化物的磺酸鹽或/ 和壬基酚聚氧乙烯醚磺酸鈉對后續(xù)反應所制得的產品的乳化效果也很好;然后再在適當的 乳化劑B和混合脂肪酸的存在下發(fā)生反應，獲得了對生成的硬脂酸鋅更好的乳化效果，有效 地分散新生成的硬脂酸鋅微粒，不會產生顆粒團聚;再加上較高的反應溫度，有利于提高反 應速率，從而在大大縮短反應時間的同時，也保證了產品的粒徑大小及其分布，因此，所述 制備方法擁有不錯的應用前景。
[0022]此外，本發(fā)明所提供的水性硬脂酸鋅分散液，由于其具有較高的固含量，可被作為 造紙涂布潤滑劑、熱敏紙的增感劑、水性涂料功能性助劑;所述水性硬脂酸鋅分散液的粘度 小，儲藏穩(wěn)定性好，其制備方法操作簡單、省時，能夠有效地克服現有工藝的缺點。
【具體實施方式】
[0023]下面結合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步闡述，但本發(fā)明并不限于以下實施方 式。
[0024]本發(fā)明的第一方面，提供了一種水性硬脂酸鋅分散液的制備方法，包括以下步驟： [0025] (1)先將乳化劑A水溶液攪拌加熱至40~60°C，再向其中加入乙酸鋅，攪拌溶解，制 得乙酸鋅乳液；
[0026] (2)將乳化劑B水溶液和混合脂肪酸攪拌加熱至75~90°C，再加入步驟（1)所制得 的乙酸鋅乳液，逐漸加快攪拌速率，然后在75~90 °C下反應1.5~2小時，降溫到50~60 °C出 料，制得所述水性硬脂酸鋅分散液；
[0027] 其中，所述混合脂肪酸為硬脂酸和不飽和脂肪酸的混合物；
[0028] 其中，各反應物料的質量份配比如下： 硬脂酸 35.5~50份 不飽和脂肪酸 10~20份
[0029] 乳化劑 A 0.5~10 份 乳化劑B 0.7-6份 乙酸鋅 6~20份。
[0030] 其中，所述乳化劑A為脂肪酸甲酯乙氧基化物的磺酸鹽或/和壬基酚聚氧乙烯醚磺 酸鈉;所述乳化劑B選自以下任一種或多種的組合:烷基酚聚氧乙烯醚、乙二醇脂肪酸酯、月旨 肪酸甲酯與環(huán)氧乙烷的縮合物、失水山梨醇單油酸酯、失水山梨醇單硬脂酸酯、聚氧化乙烯 單月桂酸酯、聚氧化乙烯蓖麻油。
[0031] 在一個優(yōu)選實施例中，所述乳化劑B選自以下任一種或多種的組合:烷基酚聚氧乙 烯醚、乙二醇脂肪酸酯、失水山梨醇單油酸酯、聚氧化乙烯單月桂酸酯、聚氧化乙烯蓖麻油。
[0032] 在一個優(yōu)選實施例中，所述不飽和脂肪酸選自以下任一種：油酸、椰子油脂肪酸、 豆蔻油酸。
[0033] 在一個進一步優(yōu)選的實施例中，各反應物料的質量份配比如下： 硬脂酸 38~45份
[0034] 不飽和脂肪酸 12~18份 乳化劑A 2~8份
[0035] 乳化劑B 1~5份 乙酸鋅 10~16份。
[0036]本發(fā)明的第二方面，提供了一種水性硬脂酸鋅分散液，其由本發(fā)明的第一方面所 述的制備方法制得。
[0037]本發(fā)明的第三方面，提供了一種造紙涂布潤滑劑，其包含本發(fā)明的第二方面所述 的水性硬脂酸鋅分散液。
[0038] 本發(fā)明的第四方面，提供了一種熱敏紙的增感劑，其包含本發(fā)明的第二方面所述 的水性硬脂酸鋅分散液。
[0039] 本發(fā)明的第五方面，提供了一種水性涂料功能性助劑，其包含本發(fā)明的第二方面 所述的水性硬脂酸鋅分散液。
[0040] 下述水性硬脂酸鋅分散液的制備方法中的步驟如無特別說明均為常規(guī)方法，所述 原料如無特別說明均能從公開商業(yè)途徑獲得。
[0041 ] 實施例1
[0042]將9g壬基酚聚氧乙烯醚磺酸鈉加入到盛有150g水的燒杯中，攪拌升溫至40~60 °C，再加入60g乙酸鋅，攪拌1~2小時，充分溶解，制得乙酸鋅乳液；
[0043]將150g硬脂酸，57g椰子油脂肪酸，6g乙二醇脂肪酸酯，9g失水山梨醇單油酸酯， 150g水加入到2L四口燒瓶中，加熱攪拌至85°C ;再將所得乙酸鋅乳液加入該四口燒瓶，逐漸 加快攪拌速率，90°C保溫反應2小時，降溫至55°C出料，即得到所述水性硬脂酸鋅分散液。測 得所述水性硬脂酸鋅分散液的粘度為95mPa · s(25°C時，NDJ-旋轉粘度計測得，下同），重量 固含量為50.2%。
[0044] 實施例2
[0045]將7.5g脂肪酸甲酯乙氧基化物的磺酸鹽、6g壬基酚聚氧乙烯醚磺酸鈉一并加入到 盛有114g水的燒杯中，攪拌升溫至40~60°C，加入54g乙酸鋅，攪拌1~2小時，充分溶解，制 得乙酸鋅乳液；
[0046]將144g硬脂酸，36g豆蔻油酸，9g聚氧化乙烯單月桂酸酯，12g聚氧化乙烯蓖麻油， 156g水加入到2L四口燒瓶中，加熱攪拌至88°C ;再將所得乙酸鋅乳液加入該四口燒瓶，逐漸 加快攪拌速率，87°C保溫反應2小時，降溫至60°C出料，即得到所述水性硬脂酸鋅分散液。測 得所述水性硬脂酸鋅分散液的粘度為105mPa · s，重量固含量為51.4%。
[0047] 實施例3
[0048]將20g脂肪酸甲酯乙氧基化物的磺酸鹽加入到盛有60g水的燒杯中，攪拌升溫至40 ~60°C，加入42g乙酸鋅，攪拌1~2小時，充分溶解，制得乙酸鋅乳液；
[0049] 將114g硬脂酸，36g油酸，15g烷基酚聚氧乙烯醚，180g水加入到2L四口燒瓶中，加 熱攪拌至76°C ;再將所得乙酸鋅乳液加入該四口燒瓶，逐漸加快攪拌速率，80°C保溫反應2 小時，降溫至50°C出料，即得到所述水性硬脂酸鋅分散液。測得所述水性硬脂酸鋅分散液的 粘度為94mPa · s，重量固含量為49.9%。
[0050]此外，對以上實施例1-3所制得的水性硬脂酸鋅分散液進行粒徑檢測（采用四川 JL-1155粒徑分布儀），測得的結果見下表1:
[0052] 表 1
[0053] 由上表1中的數據可知，本發(fā)明所提供的制備方法采用水合法配合選定的乳化劑A +B組合，方便快捷地制備出高固含量硬脂酸鋅分散液，且最終產品的粒徑小、分布窄，具有 優(yōu)越的應用前景和市場潛力。
[0054] 以上對本發(fā)明的具體實施例進行了詳細描述，但是，其只是作為范例，本發(fā)明并不 限于以上描述的具體實施例。對于本領域技術人員而言，任何對本發(fā)明進行的等同修改和 替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和 修改，都應涵蓋在本發(fā)明的范圍內。
【主權項】
1. 一種水性硬脂酸鋒分散液的制備方法，其特征在于，包括W下步驟： (1) 先將乳化劑A水溶液攬拌加熱至40~60°C，再向其中加入乙酸鋒，攬拌溶解，制得乙 酸鋒乳液； (2) 將乳化劑B水溶液和混合脂肪酸攬拌加熱至75~90°C，再加入步驟（1)所制得的乙 酸鋒乳液，逐漸加快攬拌速率，然后在75~90°C下反應1.5~2小時，降溫到50~60°C出料， 制得所述水性硬脂酸鋒分散液； 其中，所述混合脂肪酸為硬脂酸和不飽和脂肪酸的混合物； 其中，各反應物料的質量份配比如下： 硬脂酸 35.5~50份 不飽和脂肪酸 10-20份 乳化劑A. 0.5~10份 乳化劑B 0.7-6份 &酸録 β~如份; 其中，所述乳化劑A為脂肪酸甲醋乙氧基化物的橫酸鹽或/和壬基酪聚氧乙締酸橫酸 鋼;所述乳化劑B選自W下任一種或多種的組合:烷基酪聚氧乙締酸、乙二醇脂肪酸醋、脂肪 酸甲醋與環(huán)氧乙燒的縮合物、失水山梨醇單油酸醋、失水山梨醇單硬脂酸醋、聚氧化乙締單 月桂酸醋、聚氧化乙締藍麻油。2. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述乳化劑B選自W下任一種或多種 的組合:烷基酪聚氧乙締酸、乙二醇脂肪酸醋、失水山梨醇單油酸醋、聚氧化乙締單月桂酸 醋、聚氧化乙締藍麻油。3. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述不飽和脂肪酸選自W下任一種： 油酸、挪子油脂肪酸、豆違油酸。4. 根據權利要求1-3中任一項所述的制備方法，其特征在于，各反應物料的質量份配比 如下： 硬脂酸 38~45份 不飽和脂胺酸 1,2~化份 乳化劑A 2~8份 乳化劑B 1~5份 乙酸鋒 10~化份。5. -種水性硬脂酸鋒分散液，其特征在于，所述水性硬脂酸鋒分散液由上述任一項權 利要求所述的制備方法制得。6. -種造紙涂布潤滑劑，其特征在于，其包含根據權利要求5所述的水性硬脂酸鋒分散 液。7. -種熱敏紙的增感劑，其特征在于，其包含根據權利要求5所述的水性硬脂酸鋒分散 液。8. -種水性涂料功能性助劑，其特征在于，其包含根據權利要求5所述的水性硬脂酸鋒 分散液。
【文檔編號】D21H21/08GK106087552SQ201610445812
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月20日
【發(fā)明人】施曉旦, 于廣偉, 王虎, 金霞朝
【申請人】上海東升新材料有限公司