專利名稱：一種紙張涂布潤(rùn)滑劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及造紙技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種紙張涂布潤(rùn)滑劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來涂布紙的需求量不斷増大，在涂布過程中，為了促進(jìn)涂料的流動(dòng)和流平，增進(jìn)涂層的平滑度及光澤度，需要在涂料中使用潤(rùn)滑剤。潤(rùn)滑劑的使用能改善涂布紙的印刷適應(yīng)性，防止脫粉、龜裂及剝皮現(xiàn)象的產(chǎn)生，達(dá)到改善涂布效果、提高涂布紙品質(zhì)的目的。
目前使用的最廣泛紙張涂布潤(rùn)滑劑是水分散性硬脂酸鈣乳液。硬脂酸鈣不溶于水，所以要將硬脂酸鈣配置成分散液(俗稱SCD分散液)才能添加到涂料中?，F(xiàn)有技術(shù)中的硬脂酸鈣潤(rùn)滑劑通常為硬脂酸與氫氧化鈣反應(yīng)得到的硬脂酸鈣分散液。實(shí)際生產(chǎn)中，為了使硬脂酸完全反應(yīng)，氫氧化鈣投料量一般相對(duì)理論投料量過量。在硬脂酸鈣分散液的儲(chǔ)存過程中，體系中過量的氫氧化鈣由于在水中幾乎不溶，會(huì)逐漸聚集形成大的顆粒，甚至?xí)龀鰜碓诜稚⒁旱撞啃纬沙恋怼CD分散液中的氫氧化鈣顆粒不但會(huì)在配制涂料時(shí)堵塞過濾網(wǎng)，降低生產(chǎn)效率，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)在涂布時(shí)產(chǎn)生刮刀痕，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行，并加快刮刀的非正常磨損。美國(guó)專利US4676836采用非離子乳化劑和陰離子乳化劑復(fù)配，同時(shí)加入尿素，制備得到固含量(重量百分比)為50 75%的S⑶分散液，但硬脂酸皂的有效含量在35%以下，且由于尿素的添加，SCD分散液在儲(chǔ)存過程中易泛黃，在高速涂布時(shí)易粘輥、龜裂。申請(qǐng)?zhí)枮?00710046599. 2的發(fā)明公開了ー種造紙涂布潤(rùn)滑劑，包括如下重量百分比的組分硬脂酸皂40 50 %，乳化劑6 23 %，分散劑I 10 %，填料O. 5 2 %，粘結(jié)劑O. 5 3%，余量為水。用聚羧酸鹽、蒙脫土和纖維素醚等替代了尿素，制得了固含量為55 75%的S⑶分散液，將硬脂酸皂的有效含量提高到40 50%，但是，依然存在乳化劑用量過多，導(dǎo)致生產(chǎn)成本過高的問題，且該SCD分散液在涂布過程中易形成泡沫進(jìn)而影響涂布作業(yè)和成紙質(zhì)量。申請(qǐng)?zhí)枮?01010288702. 6的發(fā)明公開了ー種紙張涂布潤(rùn)滑劑，選用油酸、椰子油酸、大豆油脂肪酸中的ー種或多種脂肪酸對(duì)現(xiàn)有涂布潤(rùn)滑劑進(jìn)行改性，得到粒徑小、固含量高、粘度低、穩(wěn)定性好的SCD分散液。但該發(fā)明公開的涂布潤(rùn)滑劑經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間(室溫3 6個(gè)月)儲(chǔ)存后會(huì)有部分氫氧化鈣粒子析出，不能滿足造紙涂布廠家3 6月的保質(zhì)期要求，且該發(fā)明中SCD分散液的制備エ藝復(fù)雜，因此，需要進(jìn)ー步簡(jiǎn)化SCD分散液的制備エ藝，同時(shí)改善SCD分散液中過量的氫氧化鈣粒子的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種紙張涂布潤(rùn)滑劑及其制備方法，制備方法簡(jiǎn)單，易于エ業(yè)化生產(chǎn)，且制備得到的紙張涂布潤(rùn)滑劑固含量高，穩(wěn)定性好，易于分散涂布。ー種紙張涂布潤(rùn)滑劑，各原料重量百分比組成如下硬脂酸20% 50%;
穩(wěn)定劑5% 10%;堿化劑5% 30%;乳化劑I % 5%;余量為水。所述穩(wěn)定劑可以提高紙張涂布潤(rùn)滑劑的穩(wěn)定性，避免紙張涂布潤(rùn)滑劑析出大的氫氧化鈣粒子，在配制涂料吋，不易過濾，阻塞濾網(wǎng)，從而保證紙張涂布過程順利進(jìn)行。所述穩(wěn)定劑的用量過少時(shí)，體系中的穩(wěn)定劑的量不足以穩(wěn)定過量的氫氧化鈣，容易形成氫氧化鈣沉淀；所述穩(wěn)定劑的用量過多時(shí)，會(huì)影響紙張涂布潤(rùn)滑劑中主要有效成分硬脂酸鈣的含量，造成使用性能的下降。 所述堿化劑用量過多時(shí)，所制得的紙張涂布潤(rùn)滑劑中氫氧化鈣過量較多，容易分層；所述堿化劑用量過少時(shí)，硬脂酸反應(yīng)不充分，燦爛的硬脂酸會(huì)造成體系粘度的増加。所述乳化劑用量過多時(shí)，所制得的紙張涂布潤(rùn)滑劑成本上升，同時(shí)在生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用過程中容易產(chǎn)生氣泡；所述乳化劑用量過少時(shí)，硬脂酸鈣得不到充分的乳化，體系的穩(wěn)
定性變差。作為優(yōu)選，所述穩(wěn)定劑為分子中含有至少ー個(gè)磺酸或磺酸鹽基團(tuán)的水溶性有機(jī)物。優(yōu)選地，所述穩(wěn)定劑為烷基酚聚氧こ烯醚的磺化物。所述穩(wěn)定劑分子中的磺酸或磺酸鹽基團(tuán)形成的磺酸根離子可以與氫氧化鈣粒子通過電荷相互作用形成絡(luò)合物，絡(luò)合物通過含有磺酸或磺酸鹽基團(tuán)的水溶性有機(jī)物分散在紙張涂布潤(rùn)滑劑的乳液體系中，同時(shí)絡(luò)合物周圍存在的同種電荷通過靜電排斥作用避免氫氧化鈣粒子之間的相互聚集，從而穩(wěn)定氫氧化鈣粒子。作為優(yōu)選，所述堿化劑為氫氧化鈣、氧化鈣中的至少ー種。所述堿化劑可以為氫氧化鈣、也可以為氧化鈣，也可為氫氧化鈣和氧化鈣以任意配比形成的混合物。作為優(yōu)選，所述乳化劑為失水山梨醇單油酸酯聚氧こ烯醚、失水山梨醇單脂肪酸酷、烷基酚聚氧こ烯醚、磺基甜菜堿中的至少ー種。所述乳化劑可以任選失水山梨醇單油酸酯聚氧こ烯醚(即吐溫型乳化剤，如Tween-60、Tween-80)、失水山梨醇單脂肪酸酷、燒基酹聚氧こ烯醚或磺基甜菜堿中的ー種，也可以同時(shí)選擇多種，選擇多種時(shí)，可以以任意比例混合，優(yōu)選地，所述乳化劑為失水山梨醇單油酸酯聚氧こ烯醚與烷基酚聚氧こ烯醚的混合物。作為優(yōu)選，紙張涂布潤(rùn)滑劑中各原料重量百分比組成如下硬脂酸20% 50%;穩(wěn)定劑5% 8%;堿化劑5% 25%;乳化劑I % 5%;余量為水。各原料在該比例范圍內(nèi)，可以形成粘度適宜，穩(wěn)定性好的乳液。進(jìn)ー步優(yōu)選，紙張涂布潤(rùn)滑劑中各原料重量百分比組成如下硬脂酸30 % 50 % ；穩(wěn)定劑6% 8%;
堿化劑15% 25%;乳化劑I % 5%;余量為水。各原料在該比例范圍內(nèi)，制備得到的紙張涂布潤(rùn)滑劑粘度適宜，穩(wěn)定性好。本發(fā)明還提供了一種所述的紙張涂布潤(rùn)滑劑的制備方法，包括如下步驟將硬脂酸加熱熔融，在攪拌狀態(tài)下加入堿化劑和乳化剤，混合均勻后，加熱反應(yīng)，反應(yīng)完成后，加入穩(wěn)定劑水溶液，冷卻即得紙張涂布潤(rùn)滑劑。原料中的穩(wěn)定劑和水預(yù)先配置成溶液形式，以便于加料。通常情況下，將硬脂酸加熱到70 90°C使其熔融，然后加入堿化劑和乳化 劑混合均勻后進(jìn)行反應(yīng)，形成乳液，反應(yīng)完成后，加入穩(wěn)定劑的水溶液，提高乳液的穩(wěn)定性，冷卻后得到紙張涂布潤(rùn)滑剤。作為優(yōu)選，所述加熱反應(yīng)溫度為70 100°C，加熱反應(yīng)時(shí)間為O. 5 lh。在所述加熱反應(yīng)溫度和加熱反應(yīng)時(shí)間下，硬脂酸和堿化劑反應(yīng)完全。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明紙張涂布潤(rùn)滑劑粒徑小、固含量高、粘度低，使用時(shí)易于分散，而且具有良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，儲(chǔ)存3個(gè)月不會(huì)出現(xiàn)明顯的沉淀，制備方法簡(jiǎn)單，成本低，適合于大規(guī)模エ業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步描述，但本發(fā)明并不僅限于此。實(shí)施例I在裝有攪拌器的IOOOml四ロ燒瓶中加入390g的硬脂酸，開啟攪拌器，升溫至70°C 75°C后，加入85g的氫氧化鈣、IOg 0P-10和IOg Tween-80，升溫至80°C 85°C后，保溫O. 5h ;將80g NP-10磺酸鹽溶于425g去離子水形成的溶液加入到四ロ燒瓶中，冷卻至400C，出料，制得紙張涂布潤(rùn)滑剤。NP-10磺酸鹽由常規(guī)的磺化反應(yīng)方法制得，具體過程參見CN101967774A。如無特別說明，以下實(shí)施例中的磺化方法也按照相同方法進(jìn)行。性能檢測(cè)通過下列方法和儀器對(duì)本發(fā)明制備的潤(rùn)滑劑的各項(xiàng)指標(biāo)性能進(jìn)行檢測(cè)(I)潤(rùn)滑劑的固含量將潤(rùn)滑劑置于120°C的高溫烘箱中干燥4小時(shí)測(cè)定；(2)潤(rùn)滑劑的粘度采用NDJ-I型粘度計(jì)測(cè)定，測(cè)定溫度為25°C ；(3)潤(rùn)滑劑的pH值采用PHS-3C型pH計(jì)進(jìn)行測(cè)定；(4)潤(rùn)滑劑的粒徑采用BT-9300H型激光粒度儀進(jìn)行測(cè)定；(5)潤(rùn)滑劑的儲(chǔ)存穩(wěn)定性在室溫下放置3個(gè)月，如無肉眼可見沉淀，即判斷為合格，反之，即判斷為不合格。如無特別說明，以下實(shí)施例也按照相同方法測(cè)定。制得的紙張涂布潤(rùn)滑劑的固含量為54. 5%，粘度為45mPa. s，pH值為11. 2，粒徑為
3.2 μ m，儲(chǔ)存3個(gè)月穩(wěn)定性合格。實(shí)施例2在裝有攪拌器的IOOOml四ロ燒瓶中加入450g的硬脂酸，開啟攪拌器，升溫至70°C 75°C后，加入IOOg的氫氧化鈣、15g OP-IO和15g Tween-80,升溫至80°C 85°C后，保溫O. 5h ;將70g NP-10磺酸鹽溶于350g去離子水形成的溶液加入到四ロ燒瓶中，冷卻至400C，出料，制得紙張涂布潤(rùn)滑剤。制得的紙張涂布潤(rùn)滑劑的固含量為61. 5%，粘度為40mPa. s，pH值為11. 8，粒徑為
3.Oym,儲(chǔ)存3個(gè)月穩(wěn)定性合格。實(shí)施例3在裝有攪拌器的IOOOml四ロ燒瓶中加入450g的硬脂酸，開啟攪拌器，升溫至80°C 85°C后，加入150g的氫氧化鈣、25g 0P-10和25g Tween-80，升溫至80°C 85°C后，保溫2h ;將60g NP-10磺酸鹽溶于190g去離子水形成的溶液加入到四ロ燒瓶中，冷卻至400C，出料，制得紙張涂布潤(rùn)滑剤。 制得的紙張涂布潤(rùn)滑劑的固含量為65. 1%，粘度為60mPa. s，pH值為12. 1，粒徑為
4.Oym,儲(chǔ)存3個(gè)月穩(wěn)定性合格。實(shí)施例4在裝有攪拌器的IOOOml四ロ燒瓶中加入450g的硬脂酸，開啟攪拌器，升溫至80°C 85°C后，加入150g的氫氧化鈣、25g 0P-10和25g Tween-60，升溫至80°C 85°C后，保溫Ih df60g NP-15磺酸鹽溶于190g去離子水形成的溶液加入到四ロ燒瓶中，冷卻至400C，出料，制得紙張涂布潤(rùn)滑剤。NP-15磺酸鹽由常規(guī)的磺化反應(yīng)方法制得，具體過程參見CN101967774A，僅將原料NP-10替換為NP-15。制得的紙張涂布潤(rùn)滑劑的固含量為64. 5%，粘度為50mPa. s，pH值為12. 0，粒徑為3. 5 μ m，儲(chǔ)存3個(gè)月穩(wěn)定性合格。實(shí)施例5在裝有攪拌器的IOOOml四ロ燒瓶中加入450g的硬脂酸，開啟攪拌器，升溫至80°C 85°C后，加入150g的氫氧化鈣、25g 0P-10和25g Tween-80，升溫至80°C 85°C后，保溫Ih df60g NP-15磺酸鹽溶于190g去離子水形成的溶液加入到四ロ燒瓶中，冷卻至400C，出料，制得紙張涂布潤(rùn)滑剤。NP-20磺酸鹽由常規(guī)的磺化反應(yīng)方法制得，具體過程參見CN101967774A，僅將原料NP-10替換為NP-20。制得的紙張涂布潤(rùn)滑劑的固含量為64. 3%，粘度為55mPa. s，pH值為12. 2，粒徑為3. 8 μ m，儲(chǔ)存3個(gè)月穩(wěn)定性合格。實(shí)施例6在裝有攪拌器的IOOOml四ロ燒瓶中加入450g的硬脂酸，開啟攪拌器，升溫至80°C 85°C后，加入150g的氫氧化鈣、25g 0P-10和25g Tween-60，升溫至80°C 85°C后，保溫Ih df60g NP-15磺酸鹽溶于190g去離子水形成的溶液加入到四ロ燒瓶中，冷卻至400C，出料，制得紙張涂布潤(rùn)滑剤。NP-15磺酸鹽由常規(guī)的磺化反應(yīng)方法制得，具體過程參見CN101967774A，僅將原料NP-10替換為NP-15。制得的紙張涂布潤(rùn)滑劑的固含量為64. 6%，粘度為60mPa. s，pH值為12. 0，粒徑為3. 5 μ m，儲(chǔ)存3個(gè)月穩(wěn)定性合格。
實(shí)施例7在裝有攪拌器的IOOOml四ロ燒瓶中加入450g的硬脂酸，開啟攪拌器，升溫至80°C 85°C后，加入150g的氫氧化鈣、25g 0P-10和25g Tween-80，升溫至80°C 85°C后，保溫Ih df60g NP-15磺酸鹽溶于190g去離子水形成的溶液加入到四ロ燒瓶中，冷卻至400C，出料，制得紙張涂布潤(rùn)滑剤。0P-10磺酸鹽由常規(guī)的磺化反應(yīng)方法制得，具體過程參見CN101967774A，僅將原料NP-10替換為0P-10。制得的紙張涂布潤(rùn)滑劑的固含量為64. 0%，粘度為58mPa. s，pH值為11. 8，粒徑為 3.3 μ m，儲(chǔ)存3個(gè)月穩(wěn)定性合格。對(duì)比例(參見CN101967774A)在裝有攪拌器的IOOOml四ロ燒瓶中加入390g的硬脂酸和130g的椰子油酸，開啟攪拌器，升溫至85°C恒溫直到體系成熔融狀態(tài)時(shí)再加入85g的氫氧化鈣、7. 5g 0P-10和
7.5g Span-60,繼續(xù)保溫,再將事先準(zhǔn)備好的溶解于IOOg去離子水中的含有20g Tween-60和20g NP-IO的磺酸鹽的水溶液加入燒瓶中，并加入240g去離子水，85 98°C反應(yīng)3. 5h。停止反應(yīng)后，自然冷卻降至40°C，出料，制得紙張涂布潤(rùn)滑剤。制得的潤(rùn)滑劑固含量為63. 1%，粘度為55mPa. s，pH為10. 1，粒徑為O. 44μπι。，儲(chǔ)存3個(gè)月穩(wěn)定性不合格。
權(quán)利要求
1.ー種紙張涂布潤(rùn)滑劑，其特征在于，各原料重量百分比組成如下 硬脂酸20% 50% ； 穩(wěn)定劑5%~ 10% ； 堿化劑5% 30% ; 乳化劑1% 5% ； 余量為水。
2.如權(quán)利要求I所述的紙張涂布潤(rùn)滑劑，其特征在于，所述穩(wěn)定劑為分子中含有至少一個(gè)磺酸或磺酸鹽基團(tuán)的水溶性有機(jī)物。
3.如權(quán)利要求2所述的紙張涂布潤(rùn)滑劑，其特征在于，所述堿化劑為氫氧化鈣、氧化鈣中的至少ー種。
4.如權(quán)利要求3所述的紙張涂布潤(rùn)滑劑，其特征在于，所述乳化劑為失水山梨醇單油酸酯聚氧こ烯醚、失水山梨醇單脂肪酸酷、烷基酚聚氧こ烯醚、磺基甜菜堿中的至少ー種。
5.如權(quán)利要求4所述的紙張涂布潤(rùn)滑劑，其特征在于，各原料重量百分比組成如下 硬脂酸20% 50% ； 穩(wěn)定劑5% 8% ； 堿化劑5% 25% ; 乳化劑1% 5% ； 余量為水。
6.如權(quán)利要求5所述的紙張涂布潤(rùn)滑劑，其特征在于，各原料重量百分比組成如下 硬脂酸30% 50% ； 穩(wěn)定劑6% 8% ； 堿化劑15% 25% ; 乳化劑1% 5% ； 余量為水。
7.—種如權(quán)利要求I 6任一所述的紙張涂布潤(rùn)滑劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟將硬脂酸加熱熔融，在攪拌狀態(tài)下加入堿化劑和乳化剤，混合均勻后，加熱反應(yīng)，反應(yīng)完成后，加入穩(wěn)定劑水溶液，冷卻即得紙張涂布潤(rùn)滑剤。
8.如權(quán)利要求7所述的紙張涂布潤(rùn)滑劑的制備方法，其特征在干，所述加熱反應(yīng)溫度為70 100°C，加熱反應(yīng)時(shí)間為O. 5 lh。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種紙張涂布潤(rùn)滑劑，各原料重量百分比組成如下硬脂酸20％～50％；穩(wěn)定劑5％～10％；堿化劑5％～30％；乳化劑1％～5％；余量為水。所述穩(wěn)定劑為分子中含有至少一個(gè)磺酸或磺酸鹽基團(tuán)的水溶性有機(jī)物。所述堿化劑為氫氧化鈣或氧化鈣中的至少一種。所述乳化劑為失水山梨醇單油酸酯聚氧乙烯醚、失水山梨醇單脂肪酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚或磺基甜菜堿中的至少一種。本發(fā)明紙張涂布潤(rùn)滑劑粒徑小、固含量高、粘度低，使用時(shí)易于分散，而且具有良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，儲(chǔ)存3個(gè)月不會(huì)出現(xiàn)明顯的沉淀，制備方法簡(jiǎn)單，成本低，適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)D21H19/16GK102864685SQ201210301550
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月23日
發(fā)明者陳冬平 申請(qǐng)人:浙江和新科技有限公司