施胶用乳化蜡

      在造纸工业中目前中国造纸行业的内部施胶和表面施胶多采用松香胶和石蜡作为施胶剂乳化蜡使用不多。而目前国外趋向于使用高游离分散松香胶与石蜡胶混合施胶其中石蜡为乳化蜡。采用乳化蜡和高游离分散松香胶制得的施胶剂可以防止纸浆中的淀粉粘坏纸板表面保持纸面光洁美观增强纸的抗水性减少纸面起毛也有助于提高纸面的光滑度、平滑性和纸张光照稳定性从而提高纸张质量。造纸施胶采用乳化蜡可减少总施胶量，如内部施胶采用质量分数0．2％的乳化蜡和质量分数为10％的松香代替质 量分数20％的松香可以达到相同的效果。添加乳化蜡的另一个好处是它可以抵消树脂粘合 剂与各种颜料混合时的影响 因此可印性得以改善使印刷效率得以提高。造纸施胶剂要求具有如下的特点：适应性强施胶效果稳定；乳液粒分布均匀胶料覆盖面积大；乳化性能稳定；冷温水都易分散硬水条件下施胶或抄造仍可发挥正常施胶功效乳液生泡沫低微；施胶 pH 值适应范围大。

      按一定比例称取石蜡和氧化蜡、乳化剂和 CMC ·Na 量取去离子水。将石蜡和氧化蜡放入三口烧瓶中待固体熔化后加入乳化剂和 CMC · Na 进行搅拌。当达到乳化温度后逐渐加入同温度的去离子水搅拌一定时间后冷却即得到乳化蜡。

      乳状液的形成是液体分裂成微细液滴和再结合成原液体的两个竞争达到平衡的过程。制成的乳状液性能的好坏与制备过程的机械特性、原料特性及操作特性有关。评价乳化蜡的性质主要有稳定性、分散性、流动性等其中最重要的是稳定性。

      稳定性测试：离心分离20min 3000r／min。

      分散性测试：参照农药乳液分散性测定方法一级为最好、五级为最差。

      氧化蜡能明显地提高乳状液的稳定性由于其引入了一些极性基团到石蜡分子中一方面降低了水与石蜡的界面张力使其制备微乳液变得相对容易；另一方面它增加了原料蜡的柔韧性使制得的石蜡乳液所形成的膜不易裂开。可以看出氧化蜡比例提高能够提高石蜡乳液的稳定性。从经济性考虑采用 m (石 蜡) ∶m (氧化蜡)＝4．7∶2．3。

      乳化剂的选择通常以亲油亲水平衡值 (HLB)为依据。对于 O／W 型乳化蜡选择与乳化蜡 HLB 值(9~12)相近的表面活性剂为乳化剂。

      实验已证明表面活性剂作为乳化剂时其在界面上形成吸附膜的强度与界面活性剂的浓度有关只有加入足够量的乳化剂才能达到最佳乳化效果。乳化剂用量过多产品易形成泡沫影响质量；用量过少蜡不能完全乳化或乳液不稳定。由实验得出在离心机中以 3000r／min的速度离心20min 后 w (乳化剂)＝6％~7％时得到的乳液的离心效果较好。

      石蜡乳化过程需要一定的热量使其内聚力降低以便在搅拌下迅速而充分地分散。在乳化时间 30min 搅拌速度为 800r／min w (乳化 剂)＝7％时考察乳化温度对乳液的影响。乳化温度低时油相很浑浊 制得的乳液透明度也降低。蜡相需要加热为蜡熔融液体才可以分散在水相中。当温度高于 95℃时接近水的沸点在此温度下水容易蒸出。乳化温度在80~90℃较为适宜。

      乳化时间过短形成的石蜡乳液颗粒较大乳液的稳定性较差不能达到稳定乳液的粒径 0．1 ~5μm 的范围；乳化时间过长会使乳液的粘度增大流动性变差。因此结合各方面考虑乳化时间的最佳范围在 20~40min。

      搅拌速度低由于乳化的剪切力不足不能使蜡与乳化剂充分地分散开来导致乳液稳定性差；当搅拌速度大于 800r／min 时乳液的稳定性好。 但搅拌速度不宜过快否则会带入大量气泡使得消泡困难同时能耗高。因此采用(800~1000)r／min 的搅拌速度。

      乳化过程中水的加入方式对乳液粒子的大小影响很大。多次加入得到的乳液性能好于一次加入。主要体现在乳液稳定性、乳液粒径大小方面。多次加水好于一次性加水其原因在于先加入的热水过多 形成的 W／O 型乳液粘度过高附着在搅拌桨上造成表面活性剂与石蜡搅拌不匀；或由于先加的热水量过多乳液直接由 W／O 型到 O／W 型而没有经过 O／D 液晶相过程致使转相不明显。转相后要加快加水速度因为转相前乳液粘度过高附着在搅拌桨上加入水速度过慢会使乳化蜡分散不均匀。

      以石蜡和氧化蜡为原料采用复合乳化剂并加入适量的增稠剂可以制备出性能良好的施胶用的乳化蜡。通过对石蜡乳液制备条件考察其最佳工艺条件为：乳化温度 80~90℃ 乳化时间 20 ~30min 搅拌速度(800~1000) r／min 下对于复配的乳化剂(硬脂酸、吐温-20、单硬脂酸甘油 酯)在乳化剂质量分数为7％ 石蜡和氧化蜡质量分数为7％〔m (石蜡) ∶ m (氧化蜡)＝4．7 ∶ 2．3〕 的条件下就可以得到稳定、细腻的石蜡乳状液。

      通过上述方法得到的石蜡乳液由于其溶液中的蜡为石蜡和少量氧化蜡的混合物溶液中的有机物大部分为饱和脂肪烃。稳定性较好因此其不易被氧化。由于其乳状液分散性好分别在 19℃和45℃下去离子水中和硬水中测定其分散性能几乎不受影响并且几乎不产生泡沫。经测定所制得的乳液粒径约为 1μm 且比较均匀能达到胶料覆盖面积大的要求。而且操作简便、快捷、省时、省工、节能降耗降低施胶成本。因此所制得的乳化蜡适合做造纸施胶剂。