專利名稱：一種非離子型硬脂酸鈣水性分散乳液的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，具體涉及一種以硬脂酸鈣為主要成分的水性分散乳液的制備方法，主要用作造紙涂布過程助劑、塑料加工穩(wěn)定劑、涂料平光劑和紡織品耐水劑等寸。
背景技術(shù)：
鈉、鉀以外金屬的高級(jí)脂肪酸鹽通稱為金屬皂，硬脂酸鈣是硬脂酸金屬皂的代表品種，它兼具金屬鹽和脂肪酸的雙重特性。硬脂酸鈣是一種良好的聚氯乙烯熱穩(wěn)定劑和紙張涂布潤(rùn)滑劑，可作為涂料生產(chǎn)中的平光劑和耐水劑，同時(shí)可作為脫模劑使用，在塑料、涂料和造紙等工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，伴隨著塑料、涂料、造紙及石油化工等工業(yè)的迅速發(fā)展， 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)近年來對(duì)硬脂酸鈣的需求量逐年增加，市場(chǎng)前景看好。硬脂酸鈣潤(rùn)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乳液使用。因?yàn)橛仓徕}水性分散乳液實(shí)用、經(jīng)濟(jì)，一直作為涂布加工紙和涂料的重要助劑之一。 通過降低界面張力，使涂料具有良好的流動(dòng)性，并使涂層具有優(yōu)良的可塑性，減少紙張起毛、掉粉。早在上世紀(jì)80年代初我國(guó)就已經(jīng)將硬脂酸鈣水性分散乳液用于造紙行業(yè)中。目前，硬脂酸鈣水性分散乳液的生產(chǎn)已經(jīng)遍布全國(guó)各地，但是乳液固含量普遍在 50%以下且粘度較大，生產(chǎn)工藝較復(fù)雜，成本高，粒徑分布寬，穩(wěn)定性差，不宜遠(yuǎn)途運(yùn)輸和長(zhǎng)久保存。隨著造紙、涂料等相關(guān)行業(yè)的快速發(fā)展，低固含量的硬脂酸鈣水性分散乳液已滿足不了市場(chǎng)需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，提供一種采用水相乳化反應(yīng)法，并且簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝、降低了生產(chǎn)成本、使產(chǎn)品性能得到明顯提高的非離子型硬脂酸鈣水性分散乳液的制備方法。本發(fā)明的方法包括如下步驟按一定配比量加入水、硬脂酸、乳化劑A、乳化劑B、 乳化助劑、保護(hù)膠體水溶液、消泡劑、殺菌劑、電解質(zhì)鹽于容器中，然后加熱升溫至85°C，快速攪拌乳化，恒溫乳化1小時(shí)后，再降低攪拌速度，緩慢加入一定配比量的堿化劑，恒溫?cái)嚢?小時(shí)，然后快速冷卻至室溫，即得到目標(biāo)產(chǎn)品；
其中，各組分的質(zhì)量百分含量分別是水是32 58%，硬脂酸是32 53%，乳化劑A是 1. 0 2· 5%，乳化劑B是2· 0 3· 0%，乳化助劑是0. 3 0. 5%，保護(hù)膠體水溶液是0. 5 1. 0%，消泡劑是0. 3 0. 5%，殺菌劑是0. 3 0. 5%，電解質(zhì)鹽是0. 02 0. 05%,堿化劑是4. 6 7. 0% ；
所述乳化劑A是聚氧乙烯(20)失水山梨醇單油酸酯、聚氧乙烯(20)失水山梨醇單硬脂酸酯、聚氧乙烯(20)失水山梨醇單月桂酸酯和聚氧乙烯單油酸酯中的一種；
所述乳化劑B是脂肪醇聚氧乙烯(9)醚、失水山梨醇單硬脂酸酯、失水山梨醇單油酸酯和失水山梨醇單月桂酸酯中的一種。更具體地說，所述乳化助劑是丙三醇、尿素、聚乙二醇400和液體石蠟中的一種。
3
所述保護(hù)膠體水溶液是2. 5wt%的聚乙烯醇水溶液。所述消泡劑是聚二甲基硅氧烷、聚醚-硅氧烷共聚物或水溶性硅油的一種。所述殺菌劑是五氯硝基苯、十四烷基二甲基芐基氯化銨、四氯間苯二腈、五氯酚鈉和戊二醛中的一種。 所述電解質(zhì)鹽是氯化鉀和氯化鈉中的一種。所述堿化劑是氫氧化鈣。所述快速攪拌乳化的攪拌速度為500轉(zhuǎn)/分鐘。本發(fā)明方法制備的硬脂酸鈣水性分散乳液，粘度范圍為106 568 mPa *S，粒徑范圍為0. 57 4. 6 μ m,固含量為41 68wt%。該分散乳液采用了水相乳化反應(yīng)法制備，成功解決了以往制備硬脂酸鈣水性分散乳液的諸多缺點(diǎn)，比如工藝較復(fù)雜、成本較高、粒徑粗、 固含量低、粘度大、效率低。水相乳化反應(yīng)法具有工藝簡(jiǎn)單、成本低、固含量高且粘度低、穩(wěn)定性良好、不返黃、無異味且無污染等優(yōu)點(diǎn)，并且硬脂酸鈣的粒徑、水性分散乳液的固含量和粘度均在一定范圍內(nèi)可調(diào)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體的實(shí)驗(yàn)實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。實(shí)例1
往三頸瓶中加入硬脂酸32克，水58克，乳化劑聚氧乙烯(20)失水山梨醇單油酸酯 1. 48克，乳化劑脂肪醇聚氧乙烯(9)醚2. 5克，消泡劑水溶性硅油0. 3克，保護(hù)膠體聚乙烯醇水溶液0. 5克，殺菌劑五氯硝基苯0. 3克，乳化助劑丙三醇0. 3克，氯化鉀0. 02克。裝上冷凝管密封后加熱升溫至85°C，恒溫快速攪拌乳化1小時(shí)，攪拌速度為500轉(zhuǎn)/分鐘，然后緩慢添加氫氧化鈣4. 6克，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)3小時(shí)，然后停止加熱，迅速冷卻到室溫，即可得到硬脂酸鈣水性分散乳液。所得產(chǎn)品粘度為106 mPa-S (DV-I Prime粘度計(jì)測(cè)得，下同)，平均粒徑0. 57 μ m (BT-9300Z激光粒度分布儀測(cè)得，下同)，固含量為42 wt% ； 實(shí)例2
往三頸瓶中加入硬脂酸40克，水49克，乳化劑聚氧乙烯(20)失水山梨醇單硬脂酸酯 1. 5克，乳化劑失水山梨醇單油酸酯2. 5克，消泡劑水溶性硅油0. 4克，保護(hù)膠體聚乙烯醇水溶液0. 7克，殺菌劑五氯酚鈉0. 3克，乳化助劑尿素0. 38克，氯化鉀0. 02克。裝上冷凝管密封后加熱升溫至85°C，恒溫快速攪拌乳化1小時(shí)，攪拌速度為500轉(zhuǎn)/分鐘，然后緩慢添加氫氧化鈣5. 2克，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)3小時(shí)，然后停止加熱，迅速冷卻到室溫，即可得到硬脂酸鈣水性分散乳液。所得產(chǎn)品粘度為觀6 mPa · S，平均粒徑2. 87 μ m,固含量為51 wt% ； 實(shí)例3
往三頸瓶中加入硬脂酸53克，水32克，乳化劑聚氧乙烯單油酸酯2. 5克，乳化劑失水山梨醇單硬脂酸酯3克，消泡劑二甲基硅氧烷0. 5克，保護(hù)膠體聚乙烯醇水溶液1克，殺菌劑戊二醛0. 5克，助劑液體石蠟0. 45克，氯化鉀0. 05克。裝上冷凝管密封后加熱升溫至 850C，恒溫快速攪拌乳化1小時(shí)，攪拌速度為500轉(zhuǎn)/分鐘，然后緩慢添加氫氧化鈣7克，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)3小時(shí)，然后停止加熱，迅速冷卻到室溫，即可得到硬脂酸鈣水性分散乳液。所得產(chǎn)品粘度為568 mPa · S，平均粒徑4. 6 μ m，固含量為68 wt%。
權(quán)利要求
1.一種非離子型硬脂酸鈣水性分散乳液的制備方法，其特征在于包括如下步驟按一定配比量加入水、硬脂酸、乳化劑A、乳化劑B、乳化助劑、保護(hù)膠體水溶液、消泡劑、殺菌劑、 電解質(zhì)鹽于容器中，然后加熱升溫至85°C，快速攪拌乳化，恒溫乳化1小時(shí)后，再降低攪拌速度，緩慢加入一定配比量的堿化劑，恒溫?cái)嚢?小時(shí)，然后快速冷卻至室溫，即得到目標(biāo)Φ 口廣 BFI ；其中，各組分的質(zhì)量百分含量分別是水是32 58%，硬脂酸是32 53%，乳化劑A是 1. 0 2. 5%，乳化劑B是2. 0 3. 0%，乳化助劑是0. 3 0. 5%，保護(hù)膠體水溶液是0. 5 1. 0%，消泡劑是0. 3 0. 5%，殺菌劑是0. 3 0. 5%，電解質(zhì)鹽是0. 02 0. 05%,堿化劑是 4. 6 7. 0% ；所述乳化劑A是聚氧乙烯(20)失水山梨醇單油酸酯、聚氧乙烯(20)失水山梨醇單硬脂酸酯、聚氧乙烯(20)失水山梨醇單月桂酸酯和聚氧乙烯單油酸酯中的一種；所述乳化劑B是脂肪醇聚氧乙烯(9)醚、失水山梨醇單硬脂酸酯、失水山梨醇單油酸酯和失水山梨醇單月桂酸酯中的一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非離子型硬脂酸鈣水性分散乳液的制備方法，其特征在于 所述乳化助劑是丙三醇、尿素、聚乙二醇400和液體石蠟中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非離子型硬脂酸鈣水性分散乳液的制備方法，其特征在于 所述保護(hù)膠體水溶液是2. 5wt%的聚乙烯醇水溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非離子型硬脂酸鈣水性分散乳液的制備方法，其特征在于 所述消泡劑是聚二甲基硅氧烷、聚醚-硅氧烷共聚物或水溶性硅油的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非離子型硬脂酸鈣水性分散乳液的制備方法，其特征在于 所述殺菌劑是五氯硝基苯、十四烷基二甲基芐基氯化銨、四氯間苯二腈、五氯酚鈉和戊二醛中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非離子型硬脂酸鈣水性分散乳液的制備方法，其特征在于 所述電解質(zhì)鹽是氯化鉀和氯化鈉中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非離子型硬脂酸鈣水性分散乳液的制備方法，其特征在于 所述堿化劑是氫氧化鈣。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非離子型硬脂酸鈣水性分散乳液的制備方法，其特征在于 所述快速攪拌乳化的攪拌速度為500轉(zhuǎn)/分鐘。
全文摘要
本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，具體涉及一種非離子型硬脂酸鈣水性分散乳液的制備方法。本發(fā)明的方法包括如下步驟按一定配比量加入水、硬脂酸、乳化劑A、乳化劑B、乳化助劑、保護(hù)膠體水溶液、消泡劑、殺菌劑、電解質(zhì)鹽于容器中，然后加熱升溫至85℃，快速攪拌乳化，恒溫乳化1小時(shí)后，再降低攪拌速度，緩慢加入一定配比量的堿化劑，恒溫?cái)嚢?小時(shí)，然后快速冷卻至室溫，即得到目標(biāo)產(chǎn)品。本發(fā)明的水相乳化反應(yīng)法具有工藝簡(jiǎn)單、成本低、固含量高且粘度低、穩(wěn)定性良好、不返黃、無異味且無污染等優(yōu)點(diǎn)，并且硬脂酸鈣的粒徑、水性分散乳液的固含量和粘度均在一定范圍內(nèi)可調(diào)。
文檔編號(hào)B01F17/00GK102210994SQ20111007688
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月29日
發(fā)明者劉清泉 申請(qǐng)人:湖南科技大學(xué)