專利名稱：一種制備穩(wěn)定脂肪醇乳液的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種造紙抄紙用脂肪醇乳液消泡劑的制備方法，本發(fā)明屬于精細(xì)化學(xué)品技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
造紙工業(yè)一般包括制漿、抄紙和涂布等工序。由于制漿原料中所含的各種植物纖維多含羥基，很容易使纖維表面及內(nèi)部吸附大量用普通消泡劑難以消除的細(xì)小泡沫，特別是在對紙頁質(zhì)量要求更高的今天，在抄紙車速不斷提高的情況下，為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，會(huì)添加各種高分子助劑，這些助劑的使用，使得因攪拌產(chǎn)生的、吸附在細(xì)小纖維上的氣泡變的更穩(wěn)定，這些氣泡如果不消除，將降低紙的質(zhì)量，更可能的是由于氣泡造成的紙機(jī)斷紙，使產(chǎn)量下降，對企業(yè)效益產(chǎn)生影響。另外，消泡劑具有助留助濾作用，從而降低了纖維損失，避免水的浪費(fèi)，使得漿料的回收率提高，經(jīng)濟(jì)效益可觀。因此，抄紙用消泡劑的使用，對抄紙工序而言尤為重要?，F(xiàn)有已知的性能較好的抄紙用消泡劑通常為脂肪醇消泡劑，其主要活性成分是脂肪醇，借助乳化工藝形成水包油型乳液。例如，US5807502介紹了一種含有Cltl C28的脂肪醇、陰離子表面活性劑以及環(huán)氧乙烷同C6 C18的脂肪醇的加成物所組成的乳液消泡劑，該方法制備的乳液粘度會(huì)隨時(shí)間的推移而變大；US4009119公開了一種由長碳鏈的脂肪醇、 脂肪酸、脂肪酸的二元或三元醇酯以及液體石蠟組合而成的水性消泡劑；US4664844公開了一種由C12 C26的脂肪醇、C12 C22的脂肪酸與C12 C18的一元至三元醇的酯化物、沸點(diǎn)大于200°C的烴或C12 C22的脂肪酸構(gòu)成的消泡劑，涉及到的乳化劑包括酰胺類、烷基酚和脂肪醇聚氧乙烯醚，其通過丙烯酸、甲基丙烯酸的均聚物或共聚物來調(diào)節(jié)粘度使其保持一定的穩(wěn)定；US4950420公開了一種造紙工業(yè)用消泡劑，其含有10 90%的表面活性聚醚如聚烷氧基化甘油或聚烷氧基化山梨糖醇和10 90的多元醇的脂肪酸酯如乙二醇或聚丙二醇的單酯和二酯；DE3001387介紹了一種水包油型水性乳液，其由相對較高熔點(diǎn)的脂肪醇和室溫下為液態(tài)的烴類物質(zhì)構(gòu)成，其油相成分也可包括相對較高熔點(diǎn)的非芳香族烴、脂肪酸或者脂肪酯、蜂蠟、巴西棕櫚蠟、日本蠟以及褐煤蠟；EP0531713介紹了一種基于水包油型的消泡劑，其油相組分包括至少12個(gè)碳原子的脂肪醇、至少22個(gè)碳原子的醇與I 36 個(gè)碳原子的脂肪酸縮合成的酯，或者是12 22個(gè)碳原子的脂肪醇與I 18個(gè)碳原子一羥基至三羥基的脂肪酸縮合成的酯，或者是沸點(diǎn)高于200°C的烴，或者具有12 22個(gè)碳原子的脂肪酸同聚甘油縮合成的酯，這種乳液需要水溶性的乳化劑才能制成；EP0732134公開了一種基于水包油型的乳液消泡劑，使用在易起泡的水性介質(zhì)中，其油相組分包括至少含有一種大于12個(gè)碳原子的，來源于氧化合成法或齊格勒法制備高碳醇的蒸餾殘?jiān)?，以及一種擁有至少4個(gè)羥基或者至少2個(gè)羥基跟一個(gè)分子內(nèi)醚鍵的糖醇與至少20個(gè)碳原子的脂肪酸以至少I : I的摩爾比縮合成的酯，酯中剩余的羥基可以部分或者全部被12 18個(gè)碳原子的脂肪酸所酯化，該消泡劑的油相成分還可以包括至少22個(gè)碳原子的醇與I 36 個(gè)碳原子的脂肪酸縮合成的酯、聚乙烯蠟、天然蠟以及沸點(diǎn)高于200°C的烴或者12 22個(gè)碳原子的脂肪酸。從現(xiàn)有專利資料及市售消泡劑信息可知，脂肪醇乳液消泡劑不可避免的存在貯存穩(wěn)定性方面的問題，即乳液的粘度會(huì)隨時(shí)間的推移而逐漸變大，尤其是在低溫下，甚至可以變成固態(tài)，從而失去其良好的使用流動(dòng)性。本發(fā)明人通過大量實(shí)驗(yàn)，向消泡劑乳液體系中引入脂肪酸酯，并在乳化工藝后期，加入陰離子表面活性劑，讓陰離子表面活性劑吸附在脂肪醇的表面，通過離子相斥的作用，使脂肪醇乳液更穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的是脂肪醇乳液穩(wěn)定性的技術(shù)問題，可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明人通過大量實(shí)驗(yàn)，向消泡劑乳液體系中引入脂肪酸酯，并在乳化工藝后期，加入陰離子表面活性劑，讓陰離子表面活性劑吸附在脂肪醇的表面，通過離子相斥的作用，使脂肪醇乳液更穩(wěn)定。所述的脂肪醇乳液由以下組分組成I.脂肪醇本發(fā)明消泡劑的脂肪醇為C12,的一元至三元醇。這些醇包括天然的和合成的脂肪醇。具體的，所述的脂肪醇選自單一碳原子數(shù)的C8醇、C10醇、C12醇、C14醇、C16醇、C18醇、 C20醇、C22醇、C24醇、C26醇、C28醇、C30醇、C32醇和C34醇;也可使用具有不同碳原子數(shù)的混合脂肪醇，例如，C8-C10 醇、C8-C14 醇、C8-C18 醇、C12-C14 醇、C12-C18 醇、C14-C16 醇、C16-C18 醇；所使用的如果是合成醇，可以通過齊格勒法由氧化烷基鋁得到，也可以通過羰基合成法得到。 通常，這樣得到的都是混合的、飽和的直鏈醇。脂肪醇的用量為脂肪醇乳液總質(zhì)量的15 25%。2.有機(jī)烴類物質(zhì)本發(fā)明中使用的有機(jī)烴類物質(zhì)，是由碳?xì)滏I構(gòu)成的，其沸點(diǎn)超過200°C，可以是直鏈的，也可以是支鏈的，還可以含有少量環(huán)狀結(jié)構(gòu)。選自柴油、機(jī)油、煤油、白油、液蠟、石蠟、 微晶蠟和烷基苯，所使用的有機(jī)烴類物質(zhì)可以是上述一種或多種的混合物。有機(jī)烴類物質(zhì)的用量為脂肪醇乳液總質(zhì)量的3 8%。3.脂肪酸酯在本發(fā)明中的脂肪酸酯包括一元醇脂肪酸酯和多元醇脂肪酸酯。合成酯所使用的脂肪酸是c12_22的飽和烷基脂肪酸，例如月桂酸、肉豆蘧酸、棕櫚酸、硬脂酸、花生酸、山崳酸。 酯化時(shí)所使用的醇是C1 C18的飽和醇，其中一元醇選自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、己醇、癸醇、十八烷醇；多元醇是含有2 6個(gè)羥基的飽和醇，例如乙二醇、二乙二醇、丙二醇、甘油、 二聚甘油、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、三羥甲基丁烷、季戊四醇或二季戊四醇、聚甘油。 多元醇可被完全酯化或部分酯化，形成單酯或多酯。脂肪酸酯的用量為脂肪醇乳液總質(zhì)量的2 6%。4.乳化劑本發(fā)明所述的乳化劑包括非離子型表面活性劑和陰離子型表面活性劑兩種類型， 二者可單獨(dú)使用或混合使用。其結(jié)構(gòu)式為R [O (EO)aHJb其中R為碳原子數(shù)為I 30的直鏈或支鏈烷基，a為聚合度，為I 60的整數(shù)，b為1、2或3。這種聚醚的分子量為1000 3000。非離子表面活性劑的用量為脂肪醇乳液總質(zhì)量的O. 01 10%。陰離子表面活性劑包括(但不限于)羧酸鹽、硫酸酯鹽、磺酸鹽和磷酸酯鹽。具體的，陰離子表面活性劑包括十二烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、十六烷基磺酸鈉、十六烷基苯磺酸鈉、十二烷基二苯醚二磺酸鈉。陰離子表面活性劑在乳液的制備過程中分成兩部分使用,用Yl和Y2表示，這兩部分添加的陰離子表面活性劑相同或不同。陰離子表面活性劑Yl的用量為脂肪醇乳液總質(zhì)量的O. 01 5%。陰離子表面活性劑Y2的用量為脂肪醇乳液總質(zhì)量的O. 01 5%。5.增稠劑本發(fā)明所述的增稠劑主要是用來調(diào)節(jié)乳液的粘度以提高乳液的穩(wěn)定性。這些增稠劑包括漢生膠、瓜爾膠、聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉、羥乙基纖維素、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺以及聚丙烯酸酯類。優(yōu)選為聚丙烯酸增稠劑，用量為脂肪醇乳液總質(zhì)量的I 3%。6.去離子水水的用量決定最終產(chǎn)品的固含量，本發(fā)明中水的用量為脂肪醇乳液總質(zhì)量的 60 75%。一種抄紙用脂肪醇乳液消泡劑的制備方法，主要采用“劑在油中”法。具體制備步驟如下(I)將脂肪醇、有機(jī)烴類物質(zhì)、脂肪酸酯、非離子表面活性劑以及Yl部分的陰離子表面活性劑按比例投入反應(yīng)釜，升溫至70_95°C并保溫lh，同時(shí)，攪拌使之混合均勻；(2)將70_95°C的去離子水緩慢加入上述混合物；(3)將上述混合物通過高剪切乳化設(shè)備進(jìn)一步乳化，在70-85°C條件下加入Y2部分的陰離子表面活性劑，保溫并攪拌20min ；(4)冷卻至室溫后，加入增稠劑即可得抄紙用脂肪醇消泡劑。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I將12g C16醇，6g C18醇，6g白油，3g 二乙二醇單月桂酸酯，Ig脂肪醇聚氧乙烯醚 (C12H25O(EO)60H)，Ig十二烷基磺酸鈉，加入反應(yīng)釜，混合升溫至90°C，攪拌均勻后，加入70g 75°C的水，通過高速剪切設(shè)備得到乳液，加入Ig十二烷基磺酸鈉，冷卻后加入I. 2g聚丙烯酸增稠劑調(diào)節(jié)粘度至324mPa. s，得到脂肪醇乳液消泡劑A。實(shí)施例2將22g C22醇，3g石蠟，6g單硬脂酸甘油酯，2g脂肪醇聚氧乙烯醚(C8H17O(EO)15H),
O.5g十二烷基苯磺酸鈉，加入反應(yīng)釜，混合升溫至70°C，攪拌均勻后，加入66g 95°C的水， 通過高速剪切設(shè)備得到乳液，加入O. 5g十二烷基磺酸鈉，冷卻后加入I. 5g聚丙烯酸增稠劑調(diào)節(jié)粘度至335mPa. s，得到脂肪醇乳液消泡劑B。實(shí)施例3將IOg C18醇，5g C28醇，8g白油，3g三山箭酸甘油酯,0. 5g脂肪醇聚氧乙烯醚(C10H21O(EO)40H)，Ig十二烷基二苯醚二磺酸鈉，加入反應(yīng)釜，混合升溫至80°C，攪拌均勻后， 加入71g 75°C的水，通過高速剪切設(shè)備得到乳液，加入I. 5g十二烷基苯磺酸鈉，冷卻后加入2. Og聚丙烯酸增稠劑調(diào)節(jié)粘度至360mPa. s，得到脂肪醇乳液消泡劑C。實(shí)施例4將20g C20醇，8g微晶蠟，3g季戊四醇單硬脂酸酯，2g脂肪醇聚氧乙烯醚 (C14H29O(EO)2tlH)，2g十六烷基磺酸鈉，加入反應(yīng)釜，混合升溫至85°C，攪拌均勻后，加入63g 85°C的水，通過高速剪切設(shè)備得到乳液，加入2g十二烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉，冷卻后加入
2.Sg聚丙烯酸增稠劑調(diào)節(jié)粘度至380mPa. s，得到脂肪醇乳液消泡劑D。實(shí)施例5將14g C14醇，Ig C28醇，3g石蠟，2g 二聚甘油肉豆蘧酸酯，2g脂肪醇聚氧乙烯醚 (C12H25O(EO)40H)，I. 5g十二烷基硫酸鈉，加入反應(yīng)釜，混合升溫至90°C，攪拌均勻后，加入 75g 80°C的水，通過高速剪切設(shè)備得到乳液，加入I. 5g十二烷基二苯醚二磺酸鈉，冷卻后加入2. 4g聚丙烯酸增稠劑調(diào)節(jié)粘度至371mPa. s，得到脂肪醇乳液消泡劑E。實(shí)施例6將16g C2tl醇，4g C22醇，3g微晶蠟，2g三羥甲基丙烷單硬脂酸酯，Ig脂肪醇聚氧乙烯醚(C8H17O (EO) 50H)，Ig十六烷基磺酸鈉，加入反應(yīng)釜，混合升溫至85°C，攪拌均勻后，加入 72g 75°C的水，通過高速剪切設(shè)備得到乳液，加入Ig十六烷基苯磺酸鈉，冷卻后加入2. 8g 聚丙烯酸增稠劑調(diào)節(jié)粘度至390mPa. s，得到脂肪醇乳液消泡劑F。對比例I將17g C16醇，6g C24醇，6g白油，3g 二季戊四醇單月桂酸酯，2g脂肪醇聚氧乙烯醚(C12H25O(EO) 30H)，2g十二烷基磺酸鈉，加入反應(yīng)釜，混合升溫至90°C，攪拌均勻后，加入 64g 85°C的水，通過高速剪切設(shè)備得到乳液，冷卻后加入I. 2g聚丙烯酸增稠劑調(diào)節(jié)粘度至 322mPa. s，得到脂肪醇乳液消泡劑G。對比例2將15g C2tl醇，6g石臘，2g 二乙二醇單硬脂酸酯，Ig脂肪醇聚氧乙烯醚 (C8H17O(EO)60H)，Ig十六烷基苯磺酸鈉，加入反應(yīng)釜，混合升溫至85°C，攪拌均勻后，加入 75g 95°C的水，通過高速剪切設(shè)備得到乳液，冷卻后加入2. Og聚丙烯酸增稠劑調(diào)節(jié)粘度至 341mPa. s，得到脂肪醇乳液消泡劑H。對比例3將IOg C18醇，16g C22 醇，8g微晶臘，2g脂肪醇聚氧乙烯醚(CltlH21O(EO)2tlH)，Ig十二烷基二苯醚二磺酸鈉，加入反應(yīng)釜，混合升溫至80°C，攪拌均勻后，加入60g 75°C的水，通過高速剪切設(shè)備得到乳液，加入3g十二烷基二苯醚二磺酸鈉，冷卻后加入2. 6g聚丙烯酸增稠劑調(diào)節(jié)粘度至359mPa. s，得到脂肪醇乳液消泡劑I。對比例4將22g C22醇，5g白油，Ig脂肪醇聚氧乙烯醚(C14H29O(EO)6tlH)，Ig十二烷基硫酸鈉， 加入反應(yīng)釜，混合升溫至95°C，攪拌均勻后，加入70g 95°C的水，通過高速剪切設(shè)備得到乳液，加入Ig十二烷基苯磺酸鈉，冷卻后加入2. 5g聚丙烯酸增稠劑調(diào)節(jié)粘度至361mPa. s,得到脂肪醇乳液消泡劑J。性能測試
在實(shí)施例和比較例中，消泡劑的消抑泡及穩(wěn)定性按如下方法測試。I、將實(shí)施例和對比例中的消泡劑按如下方法進(jìn)行粘度測試采用NDJ-8型粘度儀，在2#轉(zhuǎn)子，6rpm條件下進(jìn)行測試，此方式的測量量程是O 5000mPa. s，超出量程時(shí)用“——”示意。測量乳液在(TC、10°C、20°C、30°C和40V條件下貯存90天/180天后的粘度變化情況。具體見表I :表I在不同儲(chǔ)存條件下的脂肪醇乳液穩(wěn)定性對比
權(quán)利要求
1.一種制備穩(wěn)定脂肪醇乳液的方法，其特征在于，所述脂肪醇乳液由以下組分組成(1)脂肪醇，為C12,的一元至三元醇，或不同碳原子數(shù)醇的混合物；脂肪醇的用量為所述脂肪醇乳液的15 25% ;(2)有機(jī)烴類物質(zhì)，用量為所述脂肪醇乳液的3 8%;(3)脂肪酸酯，由C12_22的飽和烷基脂肪酸和C1,的飽和脂肪醇酯化而成，為一元醇脂肪酸酯和多元醇脂肪酸酯，脂肪酸酯的用量為所述脂肪醇乳液的2 6% ;(4)乳化劑，為非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑，兩者混合使用，其中陰離子表面活性劑分兩步添加，兩步添加所用陰離子表面活性劑Yl和Y2可相同或不同；(5)增稠劑，用量為所述脂肪醇乳液的I 3%;(6)去離子水，用量為所述脂肪醇乳液的60 75%；實(shí)現(xiàn)步驟為①將脂肪醇、有機(jī)烴類物質(zhì)、脂肪酸酯、非離子表面活性劑以及陰離子表面活性劑Yl 按比例投入反應(yīng)釜，升溫至70-95°C并保溫lh，同時(shí)，攪拌使之混合均勻；②將70-95°C的去離子水緩慢加入上述混合物；③將上述混合物通過高剪切乳化設(shè)備進(jìn)一步乳化，在70 85°C條件下加入陰離子表面活性劑Y2，保溫并攪拌20min ；④冷卻至室溫后，加入增稠劑即可得抄紙用脂肪醇消泡劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種制備穩(wěn)定脂肪醇乳液的方法，其中(3)所述的飽和脂肪醇為一元醇和含2 6個(gè)羥基的多元醇，多元醇可被完全酯化或部分酯化，形成單酯或多酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種制備穩(wěn)定脂肪醇乳液的方法，其中非離子表面活性劑優(yōu)選為脂肪醇聚氧乙烯醚，分子量為1000 3000，結(jié)構(gòu)式如下R[O (EO) aH]b其中R為碳原子數(shù)為I 30的直鏈或支鏈烷基，a為聚合度，為I 60的整數(shù)，b為1、2 或 3。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種制備穩(wěn)定脂肪醇乳液的方法，陰離子表面活性劑Yl的用量為脂肪醇乳液總質(zhì)量的O. 01 5%，Y2的用量為脂肪醇乳液總質(zhì)量的O. 01 5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種制備穩(wěn)定脂肪醇乳液的方法，非離子表面活性劑用量為脂肪醇乳液總質(zhì)量的O. 01 10%。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種制備穩(wěn)定脂肪醇乳液的方法，其特征在于向消泡劑乳液體系中引入脂肪酸酯，為了進(jìn)一步加強(qiáng)乳液的穩(wěn)定性，在乳化工藝后期加入陰離子表面活性劑，讓陰離子表面活性劑吸附在脂肪醇微粒的表面，通過離子相斥的作用，使脂肪醇乳液更穩(wěn)定。所制備的脂肪醇乳液在造紙抄紙工序中具有良好的消抑泡性能，且存儲(chǔ)穩(wěn)定。
文檔編號B01D19/04GK102600647SQ201210086168
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者劉揚(yáng), 吳飛, 孫穎欣, 曹添, 朱少勇, 黃偉 申請人:南京四新科技應(yīng)用研究所有限公司