分散剂在水性硬脂酸钙中的应用

硬脂酸钙粉末由于疏水性强，因此由它直接制备水分散液经常出现分水、膏化、分层等不稳定性；而采用高温乳化硬脂酸钙制备分散液，但工艺比较复杂且成本高。本文研究分析了硬脂酸钙分散液的稳定机理，以及硬脂酸钙的结构特点。通过改变分散剂品种进行制备硬脂酸钙水分散液，该方法采用硬脂酸钙粉末直接预混合和研磨，工艺操作简单、成本低，实验考察了分散液的存储状态变化情况。本文介绍一种分散剂Dis-4，结构合理，性能优异，制备的分散液完全满足要求。

引言

硬脂酸钙，化学分子式Ca［CH₃(CH₂)₁₆COO］,  CAS NO 1592-23-0，化学结构式：

硬脂酸钙具备润滑特性工艺，因此用途广泛。硬脂酸钙水分散液，可改善涂层表面滑移性、可塑性，同时提高耐热耐光性能，也用于纸张涂布层平滑剂、橡胶防粘隔离、纺织涂层防水等领域。此外，还可在食品行业中用作添加剂，如蜂蜜粉、大蒜盐、沙拉酱、嫩肉粉等调料的制备；在制药中用作片剂润滑剂和脱模剂；在硬质塑料中可提高凝化速度，在软质薄膜中用作长效稳定剂，在聚乙烯和聚丙烯中用作卤素吸收剂，减少本体中催化剂对颜色的不良影响，提高耐热性、着色性，同时对制品件产生良好润滑作用，在聚氯乙烯制品中配合有机锡作为稳定剂和润滑剂，在聚酰胺、聚酯、乳胶、橡胶中作为脱模剂和乳化剂。

水性硬钙产品主要的工艺方法：原材料硬脂酸在加热熔融的状态下和氢氧化钙反应，生成的硬脂酸钙在空气中进行干燥，粗颗粒干粉在碳钢研磨机中经过研磨达到较细粒径状态；细粒径粉末在分散剂、乳化剂、以及其它助剂作用下，经过高速搅拌分散在水中，成为水分散液。另外一种工艺方法：干粉配方体系在加热状态下，经过研磨和高速搅拌，成为水分散液。现有工艺和方法存在问题：成本高、工艺复杂、成品水分散液稳定性差。

硬脂酸钙分子结构中含有无机离子和两条线性碳链，由于其疏水性较强，若是将硬脂酸钙分散在水中，遵循两个原则：浸润原则和表面力原则，颗粒表面被液相润湿，空气在颗粒表面脱附，进入液相后颗粒存在分散和团聚两种分布状态。分散剂吸附在颗粒表面调整颗粒表面力，存在三种理论：静电稳定理论、空间稳定理论、空位稳定理论，三种理论都表明表面力作用使得颗粒之间互相排斥，形成稳定悬浮体系，避免颗粒聚集。

本文直接采用硬脂酸钙粉末预混合和研磨，尝试不同方法制备硬脂酸钙水分散液，考察和对比不同分散体系。所制分散液满足工业需求。     

实验

分散剂实验
◆ 配方
按照配方称取原料，硬脂酸钙筛余≤1%，在分散缸中进行分散和研磨，200目尼龙滤网进行过滤，分装测试样品，密封于透明塑料瓶。

◆ 测试方法和结果

图1 分散液开盖状态

图2 分散液沉降状态

样品在室温环境下存储3个月，观察样品状态和沉降情况，使用NDJ粘度计测试分散液粘度。实验结果看出：D-4分散液粘度基本保持在初始值，状态正常，D-1分散液呈现严重的膏化状态，D-2分散液顶层漂浮硬钙粉末，D-3分散液硬脂酸钙粉末沉底。

结论

不同分散剂对硬脂酸钙分散液的粘度、存储状态有着重要影响。合理选择分散剂，能够制备出稳定的硬脂酸钙分散液，对实际应用意义非常重要。

作者：朱建光 ，江苏奥斯佳材料科技股份有限公司

来源：荣格-《涂料与油墨-中国版》

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