本發明涉及一種穩定脂肪醇乳液及其制備方法,隸屬于精細化工制劑。
背景技術:
1、泡沫是制漿造紙生產過程中經常出現的一個至關重要的問題,在生產過程中,泡沫控制不當會嚴重影響制漿造紙工藝條件的執行以及設備的正常運轉,導致產品產量和質量降低。
2、根據大量實踐來看,目前在造紙濕部系統中,聚醚消泡劑和高級脂肪醇類消泡劑的使用最為廣泛。相比較而言,脂肪醇類消泡劑更具有廣泛實用性,它不僅可以高效地消除紙料和白水系統中的表面泡沫,還對漿料和白水系統中的內含氣泡也具有非常好的脫除效果,將吸附在細小纖維和填料上的氣泡剝離開來,然后由小氣泡聚集成大氣泡,從而漂浮到紙料和白水系統的表面上,使氣泡壁變薄并最終破裂。更為重要的是脂肪醇消泡劑不會對紙張的施膠等性能產生負面影響如cn1781574a、us6649721、us5807502、us4664844都是介紹如何提高脂肪醇乳液的穩定性的方法,涉及到的方法主要是改變乳化劑或分散劑的用量與結構,其基本的乳化方法都是常壓條件下將油相混合物加熱到80~100℃,然后加水乳化,借助于均質機等研磨設備加強乳化,并通過快速降溫的方法得到脂肪醇乳液。相比較而言,在儲存期內乳液的穩定性不夠好,依然會出現變稠成膏的現象,嚴重影響到客戶的使用。cn107059474a公開了一種高碳醇消泡劑,由米糠蠟、蠟、烷烴或植物油脂、表面活性劑、殺菌劑、水組成,其中米糠蠟是消泡劑的活性成分;但該產品的成分過于復雜,對乳化工藝要求較高且粘度變化大,容易發生結膏的現象。cn109432830a公開了一種高碳醇本體高溫消泡劑的制備方法,首先將高碳醇、礦物油、脂肪醇聚醚多元醇、聚醚改性硅油作為被乳化物得到乳液a,再與微晶蠟制成的乳液b進行乳液復配,并在180℃以上進行攪拌得到最終的乳液;但該乳液產品粘度較大,分散性較差,且較易結膏。
技術實現思路
1、本發明針對脂肪醇消泡劑易存在的結膏等穩定性問題進行研究,將脂肪醇和石蠟分別單獨乳化成乳液后再加入醇醚最終復配成消泡劑乳液,避免了乳化過程中乳化物過多,導致產品穩定性差的問題;前期制備脂肪醇乳液過程中,先將脂肪醇與醇醚進行混合,再加入非離子表面活性劑與陰離子表面活性劑,利用醇醚自身的乳化穩定性,提升了脂肪醇乳液的穩定性的同時對脂肪醇乳液的消抑泡性能也有一定提升。
2、本發明所述的一種穩定的脂肪醇乳液主要包括以下組分:
3、a、脂肪醇
4、本發明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量的15~25%。
5、b、醇醚
6、本發明所述醇醚,結構式為:
7、h(ch2)no(h?(ch2)cchch2o)mh
8、c為0或1,n為0~18的整數,m為1~5的整數。包括乙二醇、三丙二醇丁醚,二丙二醇丁醚,丙二醇丁醚,三丙二醇甲醚,二丙二醇甲醚,二丙二醇丙醚,乙二醇己醚,二乙二醇己醚,二乙二醇丁醚、乙二醇丁醚、1,4-丁二醇單甲醚、癸醚,十二醚,十六醚,十八醚中的一種或多種,可單獨使用,也可混合使用,用量占脂肪醇乳液總質量的1~5%。
9、c、蠟
10、本發明所述的蠟選自石蠟、褐煤蠟、微晶蠟、巴西棕櫚蠟、氧化聚乙烯蠟、沙索費托蠟、聚乙烯蠟和蜂蠟。用量占脂肪醇乳液總質量的5~10%。
11、d、非離子表面活性劑
12、本發明所述非離子表面活性劑分為兩類:非離子表面活性劑d1為一種酯類,由c12~c18的脂肪酸和c2~c6的一元至四元醇酯化形成,具體選自失水山梨醇單月桂酸酯(span20)、失水山梨醇單棕櫚酸酯(span40)、失水山梨醇單硬脂酸酯(span60)、三硬脂酸甘油酯、失水山梨醇單油酸酯、單硬脂酸甘油酯、季戊四醇硬脂酸甘油酯、乙二醇單硬脂酸酯、乙二醇二硬脂酸酯、二乙二醇單硬脂酸酯、二乙二醇二硬脂酸酯中一種或多種,非離子表面活性劑d1的用量占脂肪醇乳液總量的0.5~3%。
13、非離子表面活性劑d2的結構為r-o-(eo)n-h,?其中r為c12~c14烷基,n為10~20整數,d2的用量占脂肪醇乳液總量的1~4%。
14、e、陰離子表面活性劑
15、所述的陰離子表面活性劑包括烷基芳烴類表面活性劑和烷基聚氧乙烯醚類表面活性劑。
16、所述烷基芳烴類表面活性劑的結構式如下:
17、
18、其中,r1可以為羧酸基、硫酸酯基、磺酸基和磷酸酯基,其在苯環上的位置不限;x可以為na+、k+,優選為na+。結構式中r2為碳原子數8~20的烷基,優選r2為碳原子數10~16的烷基。下標p為0~4的整數。
19、所述烷基聚氧乙烯醚類表面活性劑的結構式如下:
20、r3(eo)q?r4x′
21、其中,r4可以為羧酸基、硫酸酯基、磺酸基和磷酸酯基;r3為碳原子數4~24的烷基,優選r3為碳原子數8~14的烷基;x為na+、k+;下標q為3~30的整數。
22、具體地,包括己基苯磺酸鈉、己基二苯醚二硫酸鈉、辛基苯磺酸鈉、癸基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十四烷基苯磺酸鈉、十六烷基苯磺酸鈉、辛基二苯醚二磺酸鈉、癸基二苯醚二磺酸鈉、十四烷基二苯醚二磺酸鈉、十六烷基二苯醚二磺酸鈉、十二烷基苯氧乙烯磺酸鈉、辛基聚氧乙烯醚磷酸酯鈉、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉、十六烷基聚氧乙烯醚磺酸鈉。陰離子表面活性劑的用量占發明消泡劑總量的為0~5%。
23、f、增稠劑
24、本發明所述增稠劑選自漢生膠、瓜爾膠、黃原膠、羥甲基纖維素、羥乙基纖維素、甲基纖維素、聚丙烯酸、聚丙烯酸酰胺中的一種或多種,增稠劑優選黃原膠,增稠劑用量占脂肪醇乳液總量的0.1%~3%,增稠劑分為兩部分f1和f2使用,f1和f2的質量比為f1:f2=1.5:1~3:1。
25、g、水
26、本發明所述水為去離子水,用量占脂肪醇乳液總量的60~75%,水分為4部分使用,水g1的用量占脂肪醇乳液總質量的20~32%、水g2的用量占脂肪醇乳液總質量的10~15%、水g3的用量占脂肪醇乳液總質量12~20%、水g4用量占脂肪醇乳液總質量的6~15%。
27、本發明所述的一種穩定脂肪醇乳液的制備方法如下:
28、1)制備脂肪醇乳液m:將脂肪醇a和醇醚b1混合升溫至70℃~95℃攪拌均勻,保溫備用;將水g1與增稠劑f1混合,再加入非離子表面活性劑d1和陰離子表面活性劑e,混合均勻升溫至70~95℃;將兩種混合物通過高速剪切設備進一步乳化,冷卻至室溫,加入水g2攪拌均勻;
29、2)制備石蠟乳液n:將石蠟c、非離子表面活性劑d2混合,升溫至70~95℃,將70~95℃的水g3緩慢加入上述混合物中,通過高速剪切設備進一步乳化,冷卻至室溫,加入水g4及增稠劑f2攪拌均勻;
30、3)將醇醚b2加入到脂肪醇乳液m和石蠟乳液n的混合液中,醇醚b2可以在脂肪醇乳液m和石蠟乳液n混合液均質前或均質后加入,優選為均質后加入;加入方式為直接添加或分次添加或滴加加入,優選為滴加加入;待醇醚b2完全加入后,混合均勻?,即可得本發明所述脂肪醇乳液。