專利名稱：用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑及其制備方法
技術領域：
本發明屬于潤滑劑技術領域，涉及一種紙張涂料潤滑劑，尤其是涉及一種用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑及其制備方法。
背景技術：
隨著國內造紙行業的生產規模不斷擴大，涂布紙的需求量不斷增加，涂布紙機的車速越來越快，這使得對涂料的潤滑性能要求越來越高，這就需要在涂料中添加潤滑劑，潤滑劑能起到降低涂層摩擦系數，改善涂料流變性，進而提高涂層平整度，提高成品紙光澤度的功能。但是紙廠為了降低生產成本，不斷提高涂料固含量，而市場上的潤滑劑固含量最高只能做到50%，很難滿足市場要求；另外高固含量涂料的潤滑性能大幅下降，這就要求有更加高效的潤滑劑來適應市場要求。目前，涂布白板紙、銅版紙紙、輕涂紙等涂布紙種使用的潤滑劑主要有三大類:一類是硬脂酸鈣類潤滑劑；一類是氧化聚乙烯蠟類潤滑劑；另一類是脂肪酸聚氧乙烯醚類潤滑劑。第一類潤滑劑主要的制備方法為:通過硬脂酸與氫氧化鈉反應生成硬脂酸鈉，再在硬脂酸鈉很低濃度下與氯化鈣反應，生成硬脂酸鈣，然后經過多次洗滌、離心干燥、烘道干燥處理得到相對純凈的硬脂酸鈣，最后在硬脂酸鈣中加入水和乳化劑通過高壓均質機乳化而得，整個工藝復雜，繁瑣，生產產生的廢水量大，產品流失大，且在潤滑劑固含量高于50%時，潤滑劑的粘度很大，不能滿足使用要求；第二類潤滑劑由于含有蠟質物質，對紙張的油墨吸收性有一定影響，且固含量只能做到25-30%，不能滿足現代高速涂布紙機的生產要求；第三類潤滑劑雖然固含量能做到55%左右，但是成本太高，對生產企業增加很大的成本負擔，且該潤滑劑的流變性能較差，不能滿足高速紙機使用要求。因此，提供一種高固含量的高效潤滑劑以滿足高速涂布紙機的生產要求是非常必要的。為了解決現有技術存在的問題，人們進行了長期的探索，提出了各式各樣的解決方案。例如，中國專利文獻公開了一種造紙用的水性硬脂酸鈣分散液及其制備方法[申請號:201010552916.X]，該液體是由硬脂酸鈣、乳化劑A、乳化劑B、助劑、分散劑、消泡劑、殺菌劑和水加工形成，生產時先是按一定配比將硬脂酸鈣、乳化劑A、乳化劑B、助劑、分散劑、消泡劑、殺菌劑和水加入到高壓反應釜中，密封后加熱升溫至160 190°C，恒溫攪拌I小時，然后快速冷卻至室溫，即可得到目標產品。上述方案在一定程度上改進了紙張涂料潤滑劑的制作工藝復雜，繁瑣，廢水量大的問題，但是該方案依然存在:結構設計不夠合理，成本較高，流變性能較差，潤滑效果不佳，固含量不能滿足高速紙機使用要求等問題。
發明內容
本發明的目的是針對上述問題，提供一種成本低廉，制作簡單的用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑制備方法。本發明的另一目的是針對上述問題，提供一種設計合理，固含量高、潤滑效果好的用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑。為達到上述目的，本發明采用了下列技術方案:本用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑制備方法，其特征在于，本方法包括以下步驟:A、在除離子水中加入氫氧化鈣，配制成第一懸浮液，該第一懸浮液中氫氧化鈣重量占第一懸浮液重量的30-40% ;加入占上述第一懸浮液重量0.5-2%的乳化劑，升溫到30-50 0C，乳化30-60分鐘，制得氫氧化鈣懸浮液備用；B、在硬脂酸中加入除離子水，配制成第二懸浮液，該第二懸浮液中硬脂酸重量占第一懸浮液重量的50-60%;加入占上述第二懸浮液重量0.8-2%的復配乳化劑，攪拌，升溫到80-85°C，制得硬脂酸乳化液備用；C、在上述硬脂酸乳化液中快速加入配置好的上述氫氧化鈣懸浮液，氫氧化鈣懸浮液的添加量為氫氧化鈣懸浮液中的氫氧化鈣與硬脂酸乳化液中的硬脂酸的摩爾比不小于I: 1，然后在90-98°C反應25-35分鐘；D、將步驟C中的物料溫度降低至不高于80°C，加入占上述物料重量20-30%的水溶性潤滑劑，然后調整物料固含量為60-70%，制得用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑。在上述的用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑制備方法中，步驟A中，所述的乳化劑為非離子乳化劑；所述的非離子乳化劑為MOA-3、MOA-7、0P_7、0P-10中的一種或其幾種的組合。在上述的用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑制備方法中，步驟A中，乳化30-60分鐘是在高速乳化機中進行的，所述的高速乳化機為高剪切乳化機，乳化轉速不小于1440r/mino在上述的用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑制備方法中，步驟B中，攪拌速度為150-250r/min，且在攪拌過程中升溫至不低于80°C ;所述的復配乳化劑含有非離子乳化劑和陰離子乳化劑，且非離子乳化劑和陰離子乳化劑的重量比為1: 5 5:1。在上述的用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑制備方法中，步驟B中，所述的非離子乳化劑為MOA-3、MOA-7、0P_7、0P-10中的一種或其幾種的組合；所述的陰離子乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸鈉、壬基酚聚氧乙烯醚(10)磺酸鈉中的一種或幾種的組合。在上述的用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑制備方法中，步驟B中，所述的非離子乳化劑和陰離子乳化劑的優化重量比為1: 2 2:1。在上述的用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑制備方法中，步驟C中，氫氧化鈣懸浮液的優化添加量為氫氧化鈣懸浮液中的氫氧化鈣與硬脂酸乳化液中的硬脂酸的摩爾比為1.5: I。在上述的用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑制備方法中，步驟C中，氫氧化鈣懸浮液滴加到硬脂酸乳液中時進行攪拌且攪拌速度不低于lOOr/min。作為一種優選方案，攪拌速度為200r/min。在上述的用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑制備方法中，步驟D中，所述的水溶性潤滑劑為聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚乙二醇1000、聚乙二醇2000、甘油、尿素中的一種或幾種的組合；且物料溫度降低至不高于60°C。
上述的用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑制備方法制得用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑。使用本潤滑劑時可以不用稀釋，直接在涂料配制過程中加入，力口入量為絕干顏料的0.3-0.6%。與現有的技術相比，本用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑及其制備方法的優點在于:設計合理、工藝簡單、成本低、能改善涂料的流變性、固含量高、潤滑效果好、粘度低，使用時無需稀釋。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明做進一步詳細的說明。本用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑制備方法包括以下步驟:A、在除離子水中加入氫氧化鈣，配制成第一懸浮液，該第一懸浮液中氫氧化鈣重量占第一懸浮液重量的30-40% ;加入占第一懸浮液重量0.5-2%的乳化劑，升溫到30-50 0C，乳化30-60分鐘，制得氫氧化鈣懸浮液備用；B、在硬脂酸中加入除離子水，配制成第二懸浮液，該第二懸浮液中硬脂酸重量占第一懸浮液重量的50-60% ;加入占第二懸浮液重量0.8-2 %的復配乳化劑，攪拌，升溫到80-85°C，制得硬脂酸乳化液備用；C、在硬脂酸乳化液中快速加入配置好的氫氧化鈣懸浮液，氫氧化鈣懸浮液的添加量為氫氧化鈣懸浮液中的氫氧化鈣與硬脂酸乳化液中的硬脂酸的摩爾比不小于1: 1，然后在90-98 °C反應25-35分鐘；D、將步驟C中的物料溫度降低至不高于80°C，加入占物料重量20-30%的水溶性潤滑劑，然后調整物料固含量為60-70%，制得用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑。在步驟A中，乳化劑為非離子乳化劑；非離子乳化劑為M0A-3、M0A-7、0P-7、0P-10中的一種或其幾種的組合。在步驟A中，乳化30-60分鐘是在高速乳化機中進行的，高速乳化機為高剪切乳化機，乳化轉速不小于1440r/min。在步驟B中，攪拌速度為150-250r/min，且在攪拌過程中升溫至不低于80°C ;復配乳化劑含有非離子乳化劑和陰離子乳化劑，且非離子乳化劑和陰離子乳化劑的重量比為1: 5 5:1。在步驟B中，非離子乳化劑為M0A-3、M0A-7、0P-7、0P-10中的一種或其幾種的組合；陰離子乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸鈉、壬基酚聚氧乙烯醚(10)磺酸鈉中的一種或幾種的組合。在步驟B中，非離子乳化劑和陰離子乳化劑的優化重量比為1: 2 2:1。在步驟C中，氫氧化鈣懸浮液的優化添加量為氫氧化鈣懸浮液中的氫氧化鈣與硬脂酸乳化液中的硬脂酸的摩爾比為1.5: I。在步驟C中，氫氧化鈣懸浮液滴加到硬脂酸乳液中時進行攪拌且攪拌速度不低于100r/min,攪拌速度最好為200r/min。在步驟D中，水溶性潤滑劑為聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚乙二醇1000、聚乙二醇2000、甘油、尿素中的一種或幾種的組合；且物料溫度降低至不高于60°C。上述的用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑制備方法制得用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑。使用本潤滑劑時可以不用稀釋，直接在涂料配制過程中加入，力口入量為絕干顏料的0.3-0.6%。具體實施例一:
將53.3g氫氧化鈣加入到78g水中，加入1.3gM0A_7乳化劑，攪拌升溫到35°C，用高剪切乳化劑乳化30分鐘，備用。將170.4g水加入到帶有攪拌器和溫度計的IOOOml四口燒瓶中。攪拌，加入170.4g硬脂酸，1.12gM0A-7、1.6g壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸鈉，升溫至83°C，把乳化好的氫氧化鈣乳液在12分鐘左右滴加到硬脂酸乳液中，滴加過程物料溫度急劇上升，物料粘度增大，當物料溫度達到95-98°C時，反應5分鐘后物料粘度下降，在90°C以上保溫30分鐘，物料呈乳白色均勻乳液。降溫至物料為60°C，加入PEG40082.8g，尿素60g，攪勻，降溫出料。其固含量為60%，粘度:355mpa.S。具體實施例二:將55.5g氫氧化鈣加入到83g水中，加入2gM0A_3乳化劑，攪拌升溫到35°C，用高剪切乳化劑乳化45分鐘，備用。將116g水加入到帶有攪拌器和溫度計的IOOOml四口燒瓶中。攪拌，加入142g硬脂酸，1.0gMOA-3、1.5g壬基酚聚氧乙烯醚(10)磺酸鈉，升溫至83°C，把乳化好的氫氧化鈣乳液在10分鐘左右滴加到硬脂酸乳液中，滴加過程物料溫度急劇上升，物料粘度增大，當物料溫度達到95-98°C時，反應4分鐘后物料粘度下降，在90°C以上保溫30分鐘，物料呈乳白色均勻乳液。降溫至物料為60°C，加入PEG100032.3g，尿素80g，攪勻，降溫出料。其固含量為62%，粘度:325mpa.S。具體實施例三:將55.5g氫氧化鈣加入到83g水中，加入2g0P_10乳化劑，攪拌升溫到40°C，用高剪切乳化劑乳化40分鐘，備用。將126g水加入到帶有攪拌器和溫度計的IOOOml四口燒瓶中。攪拌，加入190g硬脂酸，1.5g0P-10、l.5g壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸鈉，升溫至82°C，把乳化好的氫氧化鈣乳液在10分鐘左右滴加到硬脂酸乳液中，滴加過程物料溫度急劇上升，物料粘度增大，當物料溫度達到95-98°C時，反應6分鐘后物料粘度下降，在90°C以上保溫30分鐘，物料呈乳白色均勻乳液。降溫至物料為60°C，加入甘油53g，尿素84.8g，攪勻，降溫出料。其固含量為67%，粘度:410mpa.S。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。
權利要求
1.一種用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑制備方法，其特征在于，本方法包括以下步驟: A、在除離子水中加入氫氧化鈣，配制成第一懸浮液，該第一懸浮液中氫氧化鈣重量占第一懸浮液重量的30-40% ;加入占上述第一懸浮液重量0.5-2 %的乳化劑，升溫到30-50 0C，乳化30-60分鐘，制得氫氧化鈣懸浮液備用； B、在硬脂酸中加入除離子水，配制成第二懸浮液，該第二懸浮液中硬脂酸重量占第一懸浮液重量的50-60% ;加入占上述第二懸浮液重量0.8-2 %的復配乳化劑，攪拌，升溫到80-85°C，制得硬脂酸乳化液備用； C、在上述硬脂酸乳化液中快速加入配置好的上述氫氧化鈣懸浮液，氫氧化鈣懸浮液的添加量為氫氧化鈣懸浮液中的氫氧化鈣與硬脂酸乳化液中的硬脂酸的摩爾比不小于1: 1，然后在90-98°C反應25-35分鐘； D、將步驟C中的物料溫度降低至不高于80°C，加入占上述物料重量20-30%的水溶性潤滑劑，然后調整物料固含量為60-70%，制得用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑。
2.根據權利要求1所述的用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑制備方法，其特征在于，在上述步驟A中，所述的乳化劑為非離子乳化劑；所述的非離子乳化劑為MOA-3、MOA-7、OP-7、OP-1O中的一種或其幾種的組合。
3.根據權利要求2所述的用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑制備方法，其特征在于，在上述步驟A中，乳化30-60分鐘是在高速乳化機中進行的，所述的高速乳化機為高剪切乳化機，乳化轉速不小于1440r/min。
4.根據權利要求1或2或3所述的用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑制備方法，其特征在于，在上述的步驟B中，攪拌速度為150-250r/min，且在攪拌過程中升溫至不低于80°C ;所述的復配乳化劑含有非離子乳化劑和陰離子乳化劑，且非離子乳化劑和陰離子乳化劑的重量比為1: 5 5:1。
5.根據權利要求4所述的用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑制備方法，其特征在于，在上述的步驟B中，所述的非離子乳化劑為M0A-3、M0A-7、0P-7、0P-10中的一種或其幾種的組合；所述的陰離子乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸鈉、壬基酚聚氧乙烯醚(10)磺酸鈉中的一種或幾種的組合。
6.根據權利要求4所述的用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑制備方法，其特征在于，在上述的步驟B中，所述的非離子乳化劑和陰離子乳化劑的優化重量比為1: 2 2: 10
7.根據權利要求1或2或3所述的用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑制備方法，其特征在于，在上述的步驟C中，氫氧化鈣懸浮液的優化添加量為氫氧化鈣懸浮液中的氫氧化鈣與硬脂酸乳化液中的硬脂酸的摩爾比為1.5: I。
8.根據權利要求7所述的用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑制備方法，其特征在于，在上述的步驟C中，氫氧化鈣懸浮液滴加到硬脂酸乳液中時進行攪拌且攪拌速度不低于 100r/min。
9.根據權利要求1或2或3所述的用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑制備方法，其特征在于，在上述的步驟D中，所述的水溶性潤滑劑為聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚乙二醇1000、聚乙二醇2000、甘油、尿素中的一種或幾種的組合；且物料溫度降低至不高于60°C。
10.根據權利要求1-9中任意一項所述的用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑制備方法制得的用于造紙 涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑。
全文摘要
本發明屬于潤滑劑技術領域，涉及一種紙張涂料潤滑劑，尤其是涉及一種用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑及其制備方法。它解決了現有造紙用潤滑劑固含量低，潤滑效果差，制作工藝復雜等技術問題。本方法包括氫氧化鈣懸浮液采取非離子乳化劑在高剪切乳化機下乳化為主，硬脂酸采取非離子和陰離子乳化劑復配進行乳化，采取氫氧化鈣懸浮液滴加到硬脂酸乳液制備成硬脂酸鈣乳液，然后復配水溶性潤滑劑方法制得的用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑。本用于造紙涂料的高固含量硬脂酸鈣潤滑劑及其制備方法的優點在于設計合理、工藝簡單、成本低、能改善涂料的流變性、固含量高、潤滑效果好、粘度低，使用時無需稀釋。
文檔編號D21H21/14GK103194932SQ2013101281
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月7日 優先權日2013年4月7日
發明者尹傳猛 申請人:浙江可思克化工新材料有限公司