硬脂酸锌水性化研究

硬脂酸锌粉末由于疏水性强，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锌制备分散液，工艺比较复杂且成本高。研究分析了硬脂酸锌结构特点、反应工艺、分散方法，以及对水性涂料的影响因素。本文通过适合的分散剂品种进行硬脂酸锌水分散液制备，该方法采用硬脂酸锌粉末直接预混合和研磨，工艺操作简单、成本低。实验还考察了分散液在木器底漆中的打磨效果，通过和竞品相对比，完全满足工业要求。

硬脂酸锌作为润滑剂，广泛应用于橡胶、造纸、涂料和化妆品等行业。

由于硬脂酸锌不溶于水，是以粒子形式分散于体系中，因此，粒径大小直接影响有效成分的分散效果。通常粒径大、不易分散而且容易沉淀，使用效果并不理想［1-4］。

硬脂酸锌具有水不溶性，一般外观呈现白色、软绵的细粉，也有颗粒和片状，在化学品中可归属于特殊金属皂一类，因此可借助分散剂等助剂作用悬浮在水中。本文直接采用硬脂酸锌粉末预混合和研磨，尝试不同方法制备硬脂酸锌水分散液，考察和对比不同分散制品。所制分散液通透性好、不易沉降，性能满足水性涂料的要求。     

水性化工艺介绍

◆ 硬脂酸锌反应工艺
目前硬脂酸锌的合成反应分为复分解法和一步法。
复分解法：硬脂酸和氢氧化钠溶液进行皂化反应得到中间产物硬脂酸钠，硬脂酸钠和硫酸锌溶液进行复分解反应得到产物硬脂酸锌，后经60℃水洗、压滤脱水、烘干、粉碎、包装等生产工序，该方法需要处理氢氧化钠和硫酸锌水溶液，硫酸钠回收成本高且废水量排放大。

方程式：

一步法：硬脂酸在高温融化状态和氧化锌直接反应生成硬脂酸锌，该反应程度以反应后游离酸含量为依据，反应结束经冷却、压片、粉碎、包装等后处理，该法不产生废水且没有中间处理单元，因此目前国内大型生产厂商均采用一步法，又称为熔融法。

方程式：

◆ 硬脂酸锌分散方法
硬脂酸锌粉末、水、助剂在高速分散机进行预混合，预混液经卧式砂磨机研磨，最终过滤包装。

◆ 水性涂料影响因素
硬脂酸碳分布
纯硬脂酸化学成分为十八烷酸，通常纯原料价格较贵，实际生产采用C12-C18混合烷基酸，硬脂酸纯度高，原材料透明性好，对木器底漆颜色影响相对小。

锌含量
锌含量过高或过低，均影响木器底漆的透明度和打磨性。

游离酸含量
游离酸含量稍高，底漆不易干燥，打磨性差，但消泡性相对好。

硬脂酸锌粉末细度
硬脂酸锌粉末粒度分布理想，对底漆打磨性好，因此不同粒径的硬脂酸锌按照不同层次上浮到漆膜表面，打磨效果有所不同。

实验

◆ 分散剂实验
配方
按照配方称取原料，硬脂酸锌筛余≤1%，在分散缸中进行分散和研磨，使用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
按照底漆配方制备木器水性漆，木板采用400目砂纸打磨，喷涂封闭底漆，干燥4小时后采用600目砂纸打磨，处理干净，喷涂清底漆，6小时后用600目砂纸打磨。实验结果：采用ZnST-W分散液配置的底漆与采用竞品（进口）配置的底漆在打磨效果上接近，能够在木器涂料的打磨温度提高时有效地避免黏连。透明性好，能够清晰地显现木材纹路。

结论

采用硬脂酸锌粉末、水、分散剂等原材料直接法制备的分散液ZnST-W具备良好抗黏连性、打磨性和透明性，所制备分散液能够用于木器底漆打磨，完全接近竞品。

来源：荣格-《涂料与油墨-中国版》

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参考文献
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