一種穩(wěn)定天然脂肪醇乳液的制備方法
【專利摘要】一種穩(wěn)定天然脂肪醇乳液的制備方法，利用二步乳化法來穩(wěn)定天然脂肪醇乳液，是利用非離子乳化劑兩次乳化包裹天然脂肪醇，并通過分散劑兩次分散天然脂肪醇，阻止乳液中顆粒的聚集，從而使天然脂肪醇乳液穩(wěn)定，得到的天然脂肪醇乳液在較寬的儲存溫度下均保持良好的穩(wěn)定性。
【專利說明】一種穩(wěn)定天然脂肪醇乳液的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種穩(wěn)定天然脂肪醇乳液的制備方法。天然脂肪醇乳液是一種在造紙濕部中可以起到良好消泡、脫氣作用的消泡劑。消泡劑是一種精細(xì)化學(xué)品添加劑，因此，本發(fā)明屬于精細(xì)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(qiáng)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(diǎn)、透光點(diǎn)和小孔等，甚至引起斷紙，且容易使泵的運(yùn)行效率下降，增加能耗。
[0003]與普通的表面活性劑有所不同，造紙濕部中助劑屬于高分子表面活性劑，它們在水中形成的泡沫因高分子的吸附而增強(qiáng)了泡沫的強(qiáng)度，使得消泡變得困難，而且在造紙濕部中生成的氣泡比較小，表面能比較大，容易吸附到細(xì)小纖維的表面，不容易脫除。造紙濕部消泡劑的主要作用是先將吸附在細(xì)小纖維表面的氣泡剝離開來，然后使小氣泡聚并成大氣泡，大氣泡由于密度較低，很容易漂浮到水面，使得氣泡泡沫變薄，并最終破裂。
[0004]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。脂肪醇分為合成脂肪醇和天然脂肪醇，合成脂肪醇是通過齊格勒法和羰基法合成，天然脂肪醇是從油脂中提取出的，目前長碳鏈的合成脂肪醇，尤其碳原子數(shù)大于等于18的合成脂肪醇市場供應(yīng)很少，而且價格昂貴，因此利用市場供應(yīng)充足、價格便宜的天然脂肪醇制備成乳液，具有很好的應(yīng)用前景。
[0005]對于天然脂肪醇乳液，國內(nèi)外的研究者都面臨著相同的問題，與合成脂肪醇相比，天然脂肪醇不能很好地分散，如果脂肪醇中的天然脂肪醇的含量大于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，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；CN101718055B利用多糖類化合物、苯乙烯-馬來酰胺酸共聚物和非陽離子表面活性劑協(xié)調(diào)共同穩(wěn)定脂肪醇乳液；US4664844利用水溶性的丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺的均聚物或共聚物作為脂肪醇乳液的穩(wěn)定劑；US6649721提到加入十二烷基二苯醚二磺酸鈉可以改善脂肪醇乳液長期放置的穩(wěn)定性；CN101733039A利用烷基糖苷和聚醚乳化劑來穩(wěn)定合成脂肪醇乳液；US5807502利用C6?18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。這些穩(wěn)定脂肪醇乳液的方法，只適用于制備穩(wěn)定的合成脂肪醇乳液，對于天然脂肪醇仍得不到穩(wěn)定的乳液。
[0007]本發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)天然脂肪醇制備的乳液，在放置過程中乳液顆粒非常容易聚集導(dǎo)致乳液粘度變大，這一現(xiàn)象說明天然脂肪醇乳液顆粒在乳化過程中難以得到很好的包裹與分散。本發(fā)明人通過大量研究，提出了一種穩(wěn)定天然脂肪醇乳液的制備方法，利用二步乳化法來穩(wěn)定天然脂肪醇乳液，是利用非離子乳化劑兩次乳化包裹天然脂肪醇，并通過分散劑兩次分散天然脂肪醇，阻止乳液中顆粒的聚集，經(jīng)過二次高速剪切從而使天然脂肪醇乳液穩(wěn)定，得到的天然脂肪醇乳液在較寬的儲存溫度下均保持良好的穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明天然脂肪醇乳液消泡劑由以下組份組成:
[0009]A.天然脂肪醇
[0010]天然脂肪醇是從油脂中提取的。本發(fā)明所述的天然脂肪醇具體的包括含有不同碳原子數(shù)的混合醇:選自CflO混合醇、Cf 14混合醇、Cf 18混合醇、C12^14混合醇、C12~18混合醇、Cine混合醇、C16^18混合醇；含有單一碳原子數(shù)的醇:選擇CS醇、ClO醇、C12醇、C14醇、C16醇、C18醇、C20醇、C22醇、C24醇、C26醇和C28醇。這些天然脂肪醇可以單獨(dú)使用，也可以混合使用，其用量占天然脂肪醇乳液總質(zhì)量的10-25%。 [0011]B.脂肪酸酯
[0012]脂肪酸酯是由碳原子數(shù)12~22的脂肪酸與碳原子數(shù)f 18的1~6元醇反應(yīng)而得，可以是單酯或多酯。所述的脂肪酸例如月桂酸、肉豆蘧酸、棕櫚酸、硬脂酸、花生酸、山崳酸；所述的醇例如甲醇、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。脂肪酸酯的用量占天然脂肪醇乳液總質(zhì)量的1飛％。
[0013]C.有機(jī)烴物質(zhì)
[0014]有機(jī)烴物質(zhì)主要起助消泡作用。選自煤油、柴油、白油、機(jī)械油、石蠟、烷基芳烴或錠子油。所述有機(jī)烴物質(zhì)的用量占天然脂肪醇乳液占總質(zhì)量的2~8%。
[0015]D.非離子乳化劑
[0016]非離子乳化劑是常用的非離子表面活性劑，選自失水山梨醇單硬脂酸酯(S-60)、失水山梨醇單油酸酯(S-80)、失水山梨醇單硬脂酸聚氧乙烯醚酯(T-60)、失水山梨醇單油酸聚氧乙烯醚酯(T-80)、脂肪醇聚氧乙烯醚、油酸聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚。
[0017]非離子乳化劑分兩步加入，分別用非離子乳化劑Dl和非離子乳化劑D2表示。
[0018]非離子乳化劑Dl的種類沒有特別的限定，為上述非離子表面活性劑中的一種或幾種，用量占天然脂肪醇乳液總質(zhì)量的0.01~5% ；
[0019]非離子乳化劑D2選擇HLB值較高的非離子表面活性劑，優(yōu)選分子量為200-20000的聚乙二醇，其用量占天然脂肪醇乳液總質(zhì)量的0.01~5%。
[0020]Ε.分散劑
[0021]分散劑可以是非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑或兩性表面活性劑，具體的非離子表面活性劑是烷基糖苷(APG);陰離子表面活性劑可以是羧酸鹽、磺酸鹽、硫酸酯鹽、憐酸酷鹽，具體選自十二烷基硫酸納、十二烷基苯橫酸納、十二烷基二苯釀二橫酸納、十二烷基磷酸鈉；兩性表面活性劑可以是氨基酸型或甜菜堿型，具體選自十二烷基二甲基甜菜堿、十二烷基氨基丙酸、癸烷基二甲基羥丙基磺基甜菜堿。
[0022]分散劑分兩步加入，分別用分散劑El和分散劑Ε2表不。
[0023]分散劑El和分散劑Ε2可以是上述的一種或多種表面活性劑，可以相同或不同。分散劑El和分散劑Ε2的用量均占天然脂肪醇乳液總質(zhì)量的0.1~5%。[0024]F.增稠劑
[0025]增稠劑是用來調(diào)節(jié)乳液粘度進(jìn)一步加強(qiáng)乳液的穩(wěn)定性。本發(fā)明中的增稠劑可以是天然的，也可以是合成的，選自漢生膠、瓜爾膠、聚乙烯醇、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、甲基纖維素、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺及聚丙烯酸酯。優(yōu)選聚丙烯酸類增稠劑，用量占天然脂肪醇乳液總質(zhì)量的0.5?3%。
[0026]G.水
[0027]水為分散介質(zhì)，其用量決定乳液的固含量，優(yōu)選占天然脂肪醇乳液總質(zhì)量的60?75%。水分兩部分加入，分別占水總質(zhì)量的一半。
[0028]一種穩(wěn)定的天然醇乳液的制備方法，包括以下步驟:
[0029](I)將天然脂肪醇、脂肪酸酯、有機(jī)烴物質(zhì)、非離子乳化劑D1、分散劑El混合加熱至7(T95°C，得混合物L(fēng) ;
[0030](2)向混合物L(fēng)中加入第一部分溫度為7(T95°C的熱水，加水時間為0.f lh，邊加水邊攪拌,加水結(jié)束后,經(jīng)高剪切設(shè)備均質(zhì)化,得混合物M ；
[0031](3)在溫度保持7(T95°C下，向混合物M中加入非離子乳化劑D2、分散劑E2，得混合物N;
[0032](4)邊攪拌邊向混合物N中加入第二部分溫度為7(T95°C的熱水，加水時間為0.1?Ih ；
[0033](5)加水結(jié)束后，再次經(jīng)高剪切設(shè)備均質(zhì)化，攪拌冷卻至室溫，加入增稠劑即得到本發(fā)明天然脂肪醇乳液。
【具體實(shí)施方式】
[0034]實(shí)施例1
[0035]將22gC18天然脂肪醇、3g石蠟、3g單硬脂酸甘油酯、Ig異構(gòu)十三醇聚氧乙烯(40)醚、Ig十二燒基苯磺酸鈉混合加熱至85°C,邊攪拌邊加入34g85°C的熱水，加水時間為0.5h，然后通過高剪切設(shè)備得到85°C的乳液，在此溫度下加入lgPEG2000、lgAPG，并邊攪拌邊加入34g85°C的熱水，加水時間為0.5h，再次通過高剪切設(shè)備，冷卻至室溫后加入1.5g聚丙烯酸增稠劑，得到粘度442mPa.s的天然脂肪醇乳液消泡劑。
[0036]實(shí)施例2
[0037]將16gC18天然脂肪醇、6gC16_18混合天然脂肪醇、6g白油、Ig季戊四醇單硬脂酸酯、0.5g蓖麻油聚氧乙烯(35)醚、0.5g失水山梨醇單硬脂酸酯(S-60)、0.5gAPG混合加熱至90°C，邊攪拌邊加入34g90°C的熱水，加水時間為0.3h，然后通過高剪切設(shè)備得到90°C的乳液，在此溫度下加入0.5gPEG600、Ig十二烷基苯磺酸鈉，并邊攪拌邊加入34g90°C的熱水，加水時間為0.7h，再次通過高剪切設(shè)備，冷卻至室溫后加入1.5g聚丙烯酸增稠劑，得到粘度385mPa.s的天然脂肪醇乳液消泡劑。
[0038]實(shí)施例3
[0039]將20gC22天然脂肪醇、Sg石蠟、3g三硬脂酸甘油酯、Ig壬基酚聚氧乙烯(40)醚、
0.5g十二烷基二甲基甜菜堿、0.5g十二烷基硫酸鈉加熱至95°C，邊攪拌邊加入32.75g90°C熱水，加水時間為0.7h，然后通過高剪切設(shè)備得到92°C的乳液，在此溫度下加入lgPEG400、
0.5g十二烷基二甲基甜菜堿，并邊攪拌邊加入32.75g90°C的熱水，加水時間為0.3h，再次通過高剪切設(shè)備，冷卻至室溫加入2.0g聚丙烯酸增稠劑，得到粘度478mPa.s的天然脂肪醇乳液消泡劑。
[0040]實(shí)施例4
[0041]將13gC18天然脂肪醇、2gC24天然脂肪醇、6g石蠟、2g硬脂酸己酯、2g十八醇聚氧乙烯(30)醚、2g十二烷基二苯醚二磺酸鈉、IgAPG混合加熱至80°C，邊攪拌邊加入34.5g80°C的熱水，加水時間為0.5h，然后通過高剪切設(shè)備得到80°C的乳液，在此溫度下加入2gPEG600、lg十二烷基氨基丙酸，并邊攪拌邊加入34.5g80°C的熱水，加水時間為0.3h，再次通過高剪切設(shè)備，冷卻至室溫加入Ig聚丙烯酸增稠劑，得到粘度320mPa.s的天然脂肪醇乳液消泡劑。
[0042]實(shí)施例5
[0043]將5gC14_16混合天然脂肪醇、5gC18天然脂肪醇、5gC20天然脂肪醇、3g白油、3g三油酸甘油酯、Ig油酸聚氧乙烯(35)醚、IgAPGUg癸烷基二甲基羥丙基磺基甜菜堿混合加熱至75°C，邊攪拌邊加入37g75°C熱水，加水時間為0.3h，然后通過高剪切設(shè)備得到75°C的乳液，在此溫度下加入lgPEG2000、lg十二烷基二苯醚二磺酸鈉，并邊攪拌邊加入37g75°C的熱水，加水時間為0.5h，再次通過高剪切設(shè)備，冷卻至室溫加入1.5g聚丙烯酸增稠劑，得到粘度346mPa.s的天然脂肪醇乳液消泡劑。
[0044]對比例I
[0045]將22gC18天然脂肪醇、3g石蠟、3g單硬脂酸甘油酯、Ig異構(gòu)十三醇聚氧乙烯(40)醚、Ig十二烷基苯磺酸鈉混合加熱至85°C，邊攪拌邊加入70g85°C的熱水，加水時間為lh，然后通過高剪切設(shè)備得到85°C的乳液，直接冷卻至室溫，加入1.5g聚丙烯酸增稠劑，得到粘度1215mPa.s的天然脂肪醇乳液消泡劑。
[0046]對比例2
[0047]將20gC22天然脂肪醇、Sg石蠟、3g三硬脂酸甘油酯、Ig壬基酚聚氧乙烯(40)醚、
0.5g十二烷基二甲基甜菜堿、0.5g十二烷基硫酸鈉加熱至95°C，邊攪拌邊加入65.5g90°C熱水，加水時間為0.5h，然后通過高剪切設(shè)備得到92°C的乳液，直接冷卻至室溫，加入2.0g聚丙烯酸增稠劑，得到粘度458mPa.s的天然脂肪醇乳液消泡劑。
[0048]對比例3
[0049]將16gC18天然脂肪醇、6gC16_18混合天然脂肪醇、6g白油、Ig季戊四醇單硬脂酸酯、0.5g蓖麻油聚氧乙烯(35)醚、0.5g失水山梨醇單硬脂酸酯(S-60)、0.5gAPG混合加熱至90°C，邊攪拌邊加入68g90°C的熱水，加水時間為2h，然后通過高剪切設(shè)備得到90°C的乳液，直接冷卻至室溫后加入1.5g聚丙烯酸增稠劑，得到粘度355mPa.s的天然脂肪醇乳液消泡劑。
[0050]乳液穩(wěn)定性測試
[0051]將制備的天然脂肪醇乳液分成三份分別放置在5°C、25°C、40°C下I個月進(jìn)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(jìn)行測試。具體粘度變化情況見下表:
[0052]
【權(quán)利要求】
1.一種穩(wěn)定天然脂肪醇乳液的制備方法，采用二步乳化法來制備天然脂肪醇乳液，所述的天然脂肪醇乳液由以下組分組成: A.天然脂肪醇，用量占天然脂肪醇乳液總質(zhì)量的10-25%; B.脂肪酸酯，為單酯或多酯，用量占天然脂肪醇乳液總質(zhì)量的1~6％; C.有機(jī)烴物質(zhì)，用量占天然脂肪醇乳液占總質(zhì)量的2~8%； D.非離子乳化劑，分兩步加入，分別為非離子乳化劑Dl和非離子乳化劑D2，Dl和D2的用量分別占天然脂肪醇乳液總質(zhì)量的0.01~5% ； Ε.分散劑，分兩步加入，分別為分散劑El和分散劑Ε2，El和Ε2的用量分別占天然脂肪醇乳液總質(zhì)量的0.1~5% ； F.增稠劑，為聚丙烯酸類增稠劑，用量占天然脂肪醇乳液總質(zhì)量的0.5^3% ； G.水，用量占天然脂肪醇乳液總質(zhì)量的60-75%； 所述天然脂肪醇乳液采用以下方法制備: 將天然脂肪醇、脂肪酸酯、有機(jī)烴物質(zhì)、非離子乳化劑D1、分散劑El混合加熱至70~95°C，得混合物L(fēng) ; 向混合物L(fēng)中加入第一部分溫度為7(T95°C的熱水，加水時間為0.f lh，邊加水邊攪拌，加水結(jié)束后，經(jīng)高剪切設(shè)備均質(zhì)化，得混合物M ； 在溫度保持7(T95°C下，向混合物M中加入非離子乳化劑D2、分散劑E2，得混合物N ； 邊攪拌邊向混合物N中加入第二部分溫度為7(T95°C的熱水，加水時間為0.rih ； 加水結(jié)束后，再次經(jīng)高剪切設(shè)備均質(zhì)化，攪拌冷卻至室溫，加入增稠劑即得到所述天然脂肪醇乳液。
2.權(quán)利要求1所述的一種穩(wěn)定天然脂肪醇乳液的制備方法，用非離子乳化劑二步乳化天然脂肪醇乳液，其中非離子乳化劑D2優(yōu)選為分子量200-20，000的聚乙二醇。
3.權(quán)利要求1所述的一種穩(wěn)定天然脂肪醇乳液的制備方法，其中分散劑El和分散劑Ε2為非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑或兩性表面活性劑，相同或不相同。
4.權(quán)利要求1所述的一種穩(wěn)定天然脂肪醇乳液的制備方法，在第一部分和第二部分加水結(jié)束后，需經(jīng)過高剪切設(shè)備均質(zhì)化。
【文檔編號】B01D19/04GK103830937SQ201210483635
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月26日
【發(fā)明者】劉楊, 吳忠心, 吳飛, 曹添, 黃偉, 嚴(yán)軍 申請人:南京四新科技應(yīng)用研究所有限公司