一種提高脂肪醇乳液穩(wěn)定性的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種提高脂肪醇乳液穩(wěn)定性的方法，利用高速分散機對脂肪醇乳液進行強烈分散，使得脂肪醇顆粒均勻地分散在水相中，同時，在制備過程中，用高分子聚丙烯酸鹽類分散劑和高分子聚丙烯酸類增稠劑協(xié)同作用，可以起到很好的分散效果，從而得到穩(wěn)定性能良好的消泡劑產(chǎn)品。
【專利說明】一種提高脂肪醇乳液穩(wěn)定性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種提高脂肪醇乳液穩(wěn)定性的方法，脂肪醇乳液是一種在造紙濕部中可以起到良好的消泡、脫氣作用的消泡劑，屬于精細化學(xué)品【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在造紙濕部中，根據(jù)不同紙種會用到施膠劑、助留劑、助濾劑、增強劑、脫墨劑等具有表面活性的助劑，在白水封閉循環(huán)過程中很容易產(chǎn)生氣泡，這些氣泡的存在對紙張有很大的影響，使施膠度差、紙面出現(xiàn)斑點、透光點和小孔等，甚至引起斷紙，且容易使泵的運行效率下降，增加能耗。
[0003]目前市售的造紙濕部用消泡劑主要分為本體型和乳液型，本體型是改性聚醚，乳液型是脂肪醇乳液。對比兩類消泡劑的市場價格和對造紙施膠、成品紙質(zhì)量的影響，脂肪醇乳液型消泡劑均占有絕對的市場優(yōu)勢。
[0004]目前市售的脂肪醇乳液型消泡劑大多存在共同的特點，乳液粘度在儲存過程中隨著時間的推移會逐漸變大，甚至不能流動，這給客戶在使用過程中利用泵抽送的添加方式帶來困難，因此脂肪醇乳液型消泡劑的穩(wěn)定性是此類消泡劑的一個重要指標。
[0005]脂肪醇分為合成脂肪醇和天然脂肪醇，天然脂肪醇乳液的穩(wěn)定性更是國內(nèi)外研究者面臨的難題。DE-A-3601929和DE-A-3039393中均提出陰離子和/或非離子表面活性劑能夠穩(wěn)定合成脂肪醇，但不能很好的分散天然脂肪醇。在整個乳液中天然脂肪醇最多只能占所用脂肪醇的20%，如果脂肪醇中的天然醇的含量大于20%，那么制備的脂肪醇乳液很容易變稠，尤其在儲存溫度低于15°C的條件下，但很多情況下只能放置I天。
[0006]國內(nèi)外的研究者對脂肪醇乳液的穩(wěn)定性做了很多的研究，如CN1781574A利用C2^4烯化氧與有支鏈烷基的伯醇的加成物來穩(wěn)定脂肪醇乳液，但此類方法仍不能解決天然脂肪醇乳液的穩(wěn)定性；US5807502利用C6~18的含有直鏈烷基的1，2- 二醇與環(huán)氧乙烷的加成物作為乳化劑來穩(wěn)定脂肪醇乳液，此類乳化劑市場難以購買，且合成原料價格昂貴；還有利用脂肪酸酯，并通過乳化工藝后期加入陰離子表面活性劑的方法穩(wěn)定脂肪醇乳液，但其陰離子表面活性劑需在不同的階段分兩次加入，且需先攪拌后經(jīng)過高速剪切設(shè)備均質(zhì)乳液，步驟繁瑣。
[0007]以上現(xiàn)有技術(shù)中通過引入新的乳化劑來解決乳液的穩(wěn)定性問題，或是經(jīng)過先攪拌后高速剪切設(shè)備均質(zhì)制備，步驟繁瑣，生產(chǎn)效率低下，而且得不到穩(wěn)定的產(chǎn)品，用戶使用這種消泡劑很不方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明是利用高速分散機對脂肪醇乳液進`行強烈分散，使得脂肪醇顆粒均勻地分散于水相中，然后快速降溫不破壞這種分散相而形成穩(wěn)定的水包油型乳液。
[0009]在制備過程中通過高分子聚丙烯酸鹽分散劑和高分子聚丙烯酸增稠劑的協(xié)同作用可以起到很好的分散效果。高分子聚丙烯酸鹽分散劑吸附在被乳化物上，通過高強度的電荷作用使得被乳化物均勻的分散，并通過高分子聚丙烯酸增稠劑的加入起到包裹作用，從而達到穩(wěn)定的目的。
[0010]本發(fā)明的一種提高脂肪醇乳液穩(wěn)定性的方法，所述脂肪醇乳液是通過以下步驟制備得到:
(1)將C12~30的脂肪醇、乳化劑、聚丙烯酸鹽、脂肪酸酯、助消泡物質(zhì)混合加熱至70^95 0C ；
(2)利用高速分散機以150(T4500r/min的轉(zhuǎn)速進行分散，分散時間0.f Ih ；
(3)加入第一部分溫度為7(T95°C的熱水，加水時間為0.1^lh ；
(4)加入聚丙烯酸增稠劑；
(5)加入第二部分溫度為7(T95°C的熱水，加水時間為0.1^lh ；
(6)快速冷卻至室溫，即得本發(fā)明脂肪醇乳液。
[0011]所述脂肪醇乳液中脂肪醇為C12~30的一元至三元醇，包括合成脂肪醇和天然脂肪醇。合成脂肪醇可以通過齊格勒法由烷基鋁的氧化而得到，也可以通過羰基合成法得到；天然脂肪醇可以通過油脂中提取而得到。具體的，所述脂肪醇包括含單一碳原子數(shù)的脂肪醇，如C12醇、C14醇、C16醇、C18醇、C20醇、C22醇、C24醇、C26醇、C28醇、C30醇；以及含有不同碳原子數(shù)的混合脂肪醇，如C12-18混合醇、C16-18混合醇、C16-22混合醇，選用其中的一種或多種。脂肪醇的用量占脂肪醇乳液總質(zhì)量的15~25%。
·[0012]高分子聚丙烯酸鹽分散劑為丙烯酸的均聚物，其結(jié)構(gòu)通式為:
丄..1.T
I蔭，1................C



丨 J1,





Ii
其中M為Na+或NH4'本發(fā)明中高分子聚丙烯酸鹽為聚丙烯酸鈉，分子量為100(T10，000。所述高分子聚丙烯酸鹽分散劑的用量占脂肪醇乳液總質(zhì)量的0.廣5%。
[0013]高分子聚丙烯酸增稠劑的結(jié)構(gòu)通式如下:

CtKJIlOJORr'
[ I ] I I 1-4—111.--—C-H-Ci 1-,——c----*
1....1 U...j Ib
R1W
其中，R1和R2分別為氫原子或甲基，R3為甲基或乙基，下標a和b為整數(shù)，且50 ( a+b ( 5000。本發(fā)明中的高分子聚丙酸增稠劑為丙烯酸和丙烯酸乙酯的共聚物，R1和R2分別優(yōu)選為氫原子，R3為乙基，分子量為50，000飛00，000。所述高分子聚丙酸增稠劑的用量占脂肪醇乳液總質(zhì)量的0.f 3%。
[0014]脂肪酸酯是由C12~22的脂肪酸與CflS的1飛元醇反應(yīng)而得，可以是單酯或多酯。所述的脂肪酸包括月桂酸、肉豆蘧酸、棕櫚酸、硬脂酸、花生酸、山崳酸；所述的醇包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、己醇、癸醇、十八烷醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、季戊四醇。所述脂肪醇乳液中的脂肪酸酯的用量占脂肪醇乳液總質(zhì)量的1飛％。
[0015]本發(fā)明的助消泡物質(zhì)選用有機烴類物質(zhì)，例如商購的白油、石蠟；或一元或多元醇的聚氧乙烯聚氧丙烯醚，如商購的甘油聚氧乙烯聚氧丙烯醚。所述助消泡劑物質(zhì)單獨使用或混合使用，用量為脂肪醇乳液總質(zhì)量的2~8%。[0016]所述脂肪醇乳液中的乳化劑為非離子型表面活性劑，包括Cf 30的脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚，用量為脂肪醇乳液總質(zhì)量的0.05飛％。
[0017]所述脂肪醇乳液中水為分散介質(zhì)，其用量決定乳液的固含量，優(yōu)選占脂肪醇乳液總質(zhì)量的60~75%。水分兩部分加入，分別占水總質(zhì)量的一半。
【具體實施方式】
[0018]實施例1 將15g C18-26混合醇、3.7g石臘、6g季戍四醇單硬脂酸酯、0.05g異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚(30)、0.1g分子量為5000的聚丙烯酸鈉混合加熱至90°C;然后利用高速分散機以1500r/min的轉(zhuǎn)速分散Ih ;加入37.5g 90°C的熱水，加水時間為0.5h ;加入0.15g分子量為100，000的聚丙烯酸增稠劑，繼續(xù)加入37.5g 90°C的熱水，加水時間為0.5h ;最后快速冷卻至室溫，即可得到粘度為312mPa ? s的脂肪醇乳液。
[0019]實施例2 將25g C22天然脂肪醇、2g甘油聚氧乙烯聚氧丙烯醚、3.9g季戊四醇單硬脂酸酯、5g異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚(30)、2g分子量為1000的聚丙烯酸鈉混合加熱至90°C，利用高速分散機以2100r/min的轉(zhuǎn)速進行分散0.8h，加入31g 90°C的熱水，加水時間為0.5h，加入0.1g分子量為210，000的聚丙烯酸增稠劑，繼續(xù)加入31g 90°C的熱水，加水時間為0.5h，最后快速冷卻至室溫，即可得到粘度為325 mPa ? s的脂肪醇乳液。
[0020]實施例3 將15g C18天然脂肪醇、5g C18-26混合合成脂肪醇、4g石臘、Ig單硬脂酸甘油酯、Ig壬基酚聚氧乙烯醚(40)、2.5g分子量為7500的聚丙烯酸鈉混合加熱至85°C，利用高速分散機以3000r/min的轉(zhuǎn)速進行分散0.6h，加入35g 85°C的熱水，加水時間為lh，加入1.5g分子量為50，000的聚丙烯酸增稠劑，繼續(xù)加入35g 85°C的熱水，加水時間lh，最后快速冷卻至室溫，即可得到粘度為385 mPa ? s的脂肪醇乳液。
[0021]實施例4 將17g C22天然脂肪醇、4g甘油聚氧乙烯聚氧丙烯醚、4g白油、2g季戊四醇單硬脂酸酯、2.5g異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚(30)、5g分子量為10000的聚丙烯酸鈉混合加熱至90°C，利用高速分散機以4000r/min的轉(zhuǎn)速進行分散0.3h，加入31.5g 90°C的熱水，加水時間為0.5h，加入2.5g分子量為500，000的聚丙烯酸增稠劑，繼續(xù)加入31.5g 90°C的熱水，加水時間為0.5h，最后快速冷卻至室溫，即可得到粘度為285 mPa ? s的脂肪醇乳液。
[0022]實施例5 將18g C22天然脂肪醇、6g石蠟、5g季戊四醇單硬脂酸酯、4g壬基酚聚氧乙烯醚(40)、4g分子量為3500的聚丙烯酸鈉混合加熱至90°C，利用高速分散機以4500r/min的轉(zhuǎn)速進行分散0.lh，加入30g 90°C的熱水，加水時間為0.5h，加入3g分子量為350,000的聚丙烯酸增稠劑，繼續(xù)加入30g 90°C的熱水，加水時間為0.5h，最后快速冷卻至室溫，即可得到粘度為458 mPa ? s的脂肪醇乳液。
[0023]對比例I 將24g C18-26混合醇、2g石臘、3g季戍四醇單硬脂酸酯、Ig異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚(30),0.2g十二烷基苯磺酸鈉混合加熱至90°C，攪拌均勻；然后加入68.6g 90°C的水，通過高速剪切設(shè)備得到乳液，加入0.2g十二烷基磺酸鈉，冷卻后加入Ig分子量為100，000的聚丙烯酸增稠劑即得到粘度為335 mPa ? s的脂肪醇乳液。
[0024]對比例I中引入季戊四醇單硬酯酸酯，并且分步添加陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉來穩(wěn)定脂肪醇乳液。
[0025]對比例2
將24g C18-26混合醇、2g石臘、3g季戍四醇單硬脂酸酯、Ig異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚(30)、5g分子量為5000的聚丙烯酸鈉混合加熱至90°C，以400r/min的轉(zhuǎn)速進行攪拌分散
0.5h，加入32g 90°C的熱水，加水時間為0.5h，加入Ig分子量為100,000的聚丙烯酸增稠劑，繼續(xù)加入32g 90°C的熱水，加水時間為0.5h，最后快速降溫至室溫，得到粘度為1200mPa ? s的脂肪醇乳液。
[0026]對比例3
將20g C22天然脂肪醇、4.Sg甘油聚氧乙烯聚氧丙烯醚、3.5g季戊四醇單硬脂酸酯、
4.5g異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚(30)、3.8g分子量為1000的聚丙烯酸鈉混合加熱至90°C，以400r/min的轉(zhuǎn)速進行攪拌分散0.5h，加入31.2g 90°C的熱水，加水時間為0.5h，加入Ig分子量為210,000的聚丙烯酸增稠劑，繼續(xù)加入31.2g 90°C的熱水，加水時間為0.5h，通過高剪切設(shè)備均質(zhì)，快速降溫至室溫，得到粘度為342 mPa ? s的脂肪醇乳液。
[0027]對比例2和3采用聚丙烯酸鈉和聚丙烯酸增稠劑，分別利用普通攪拌設(shè)備制備脂肪醇乳液。
[0028]對比例4
將Ilg C18天然脂肪醇、5g C18`-26混合合成脂肪醇、3.5g石臘、5g單硬脂酸甘油酯、3g壬基酚聚氧乙烯醚(40)、0.3g十二烷基二苯醚二磺酸鈉混合加熱至90°C，利用高速分散機以3000r/min的轉(zhuǎn)速進行分散0.5h，加入35.6g 90°C的熱水，加水時間為0.5h，加入Ig分子量為50，000的聚丙烯酸增稠劑，繼續(xù)加入35.6g 90°C的熱水，加水時間為0.5h，最后快速降溫至室溫，得到粘度為390 mPa ? s的脂肪醇乳液。
[0029]對比例4利用十二烷基二苯醚二磺酸鈉作分散劑制備脂肪醇乳液。
[0030]對比例5
將19gC18-26混合合成脂肪醇、6g石臘、3g季戍四醇單硬脂酸酯、0.4g異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚(30)、0.4g分子量為1000的聚丙烯酸鈉混合加熱至90°C，利用高速分散機以1500r/min的轉(zhuǎn)速進行分散0.5h，加入35.lg90°C的熱水，加水時間為0.5h，繼續(xù)加入35.lg90°C的熱水，加水時間為0.5h，最后快速冷卻至室溫，加入Ig分子量為210,000的聚丙烯酸增稠劑，即可得到粘度為286 mPa ? s的脂肪醇乳液。
[0031]對比例5在反應(yīng)結(jié)束后加聚丙烯酸增稠劑調(diào)節(jié)粘度。
[0032]乳液穩(wěn)定性測試
將制備的脂肪醇乳液分成三份分別放置在5°C、25°C、40°C下3個月進行粘度跟蹤測試。具體測試方法是采用NDJ-8型數(shù)顯粘度儀，2#轉(zhuǎn)子，6rpm條件下進行測試。具體情況見下表1 (粘度單位mPa ? s):
表1消泡劑的粘度變化
【權(quán)利要求】
1.一種提高脂肪醇乳液穩(wěn)定性的方法，所述脂肪醇乳液由基于脂肪醇乳液總質(zhì)量的15~25%的C12~30的脂肪醇、0.1~5%的分子量為1000^10,000的聚丙烯酸鹽、0.1~3%的分子量為50，000~500，000的聚丙烯酸增稠劑、I~6%的脂肪酸酯、2~8%的助消泡物質(zhì)、0.05~5%的乳化劑和6(T75%的水組成，其特征在于，所述脂肪醇乳液通過以下步驟制備: (1)將上述用量的脂肪醇、乳化劑、聚丙烯酸鹽、脂肪酸酯、助消泡物質(zhì)混合加熱至70^95 0C ； (2)利用高速分散機以150(T4500r/min的轉(zhuǎn)速進行分散，分散時間為0.f Ih ； (3)加入一半用量的溫度為7(T95°C的熱水，加水時間為0.rih ； (4)加入聚丙烯酸增稠劑； (5)加入另一半溫度為7(T95°C的熱水，加水時間為0.1^lh ； (6)快速冷卻至室溫，即得所述脂肪醇乳液。
2.權(quán)利要求1所述的一種提高脂肪醇乳液穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述聚丙烯酸鹽為聚丙纟布Ife納。
3.權(quán)利要求1所述的一種提高脂肪醇乳液穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述聚丙烯酸增稠劑為丙烯酸和丙烯酸乙酯的共聚物。
4.權(quán)利要求1所述的一種提高脂肪醇乳液穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述助消泡物質(zhì)為有機烴類物質(zhì)、一元或多元醇的聚氧乙烯聚氧丙烯醚，單獨使用或混合使用。
5.權(quán)利要求1所述的一種`提高脂肪醇乳液穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述乳化劑為非離子表面活性劑。
【文檔編號】D21H21/12GK103628353SQ201310646828
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】劉楊, 吳飛, 曹添, 高振興, 黃偉 申請人:南京四新科技應(yīng)用研究所有限公司