造纸用乳化蜡

    乳化蜡是借助乳化剂的作用在外力作用下将石蜡、微晶蜡等固体蜡均匀分散在水中形成的乳液，使用时无需加热或溶解，覆盖性高，安全高效，广泛应用于农业、化工、轻工等领域。乳化蜡用于造纸行业，不仅可以提高纸张的防水性能、耐压强度和耐磨损性能，还可以防止纸张在加工过程中出现卷边、黏附和腐蚀等问题，造纸用乳化蜡的开发和利用越来越受到人们的关注。

    乳化剂是乳化蜡的重要组分，乳化剂的性能对乳化蜡的稳定性和乳化剂的用量有较大的影响。使用单一乳化剂对固体蜡进行乳化通常难以达到满意的效果，因而采用复合乳化剂制备乳化蜡。一般的复合乳化剂通常由3种或3种以上的表面活性剂复配而成，具有合成原料多、生产工艺复杂的特点，不利于乳化蜡的制备。

    本文以58号石蜡为原料，选用石蜡乳化剂A为主乳化剂、十二烷基苯磺酸钠为助乳化剂制备了稳定性高、铺展性好的造纸用乳化蜡，并考察了配房组成、乳化时间、乳化温度、搅拌速度对乳化蜡性能的影响。

造纸用乳化蜡的制备：

    1，油相的制备：称取一定量的58号石蜡和乳化剂A加入三口烧瓶，然后放入油浴缓慢加热至指定温度。

    2，水相的制备：将去离子水或添加助乳化剂的去离子水升温至指定温度。

    3，两相混合：将三口烧瓶从油浴中快速取出，放置于磁力搅拌器上开始搅拌，然后将水相缓慢倒入油相并搅拌一定时间，最后将乳化蜡取出冷却至室温。

乳化蜡的性能测试：

外观、稳定性测试

    1，静置稳定性。将乳化蜡移入玻璃管中，在室温下静置30d，计算乳液体积占溶液体积的百分数，数值越大，表明制备的乳化蜡越稳定。

    2，离心稳定性。先将4ml乳液注入离心管，再放入离心机中以4000r/min的转速离心15min，计算乳液体积占溶液体积的百分数。

    分散性测试：将乳化蜡滴入水中，观察扩散速度和溶液透明度，确定分散等级。

    表面张力测试：采用表面张力测定仪，利用铂金板法测量乳化蜡的表面张力。

    固含量测量：采用固含量测定仪测定乳化蜡的固含量。

    粒径测定：采用激光粒度仪测定乳化蜡的粒径。

    将58号石蜡作为研究对象，实验可知，单一乳化剂较难达到满意的乳化效果。由于石蜡乳化的最佳HLB值为10左右，单一乳化剂的HLB值难以满足要求，因此常将3种或3种以上的乳化剂复配使用。但是此类乳化剂组分较多，生产工艺复杂，而乳化剂A的乳化效果优良，因为选择乳化剂A作为主乳化剂。

    造纸用乳化蜡制备过程中，乳化水的用量过少时，乳化蜡不易形成OW型乳液，乳化水的用量过多时，乳液浓度较低易导致乳液不稳定。因此乳化水的用量一般为65%-70%，考虑到乳化蜡使用时必须具有较好的流动性，选择乳化水的用量为70%。

    为确定石蜡与乳化剂A的用量，实验可知，当石蜡与乳化剂A的质量比大于23:7时，随着乳化剂A用量的减少，乳化蜡的表面张力逐渐降低，乳化蜡的铺展性增强。然而，随着乳化剂A用量的减少，乳化蜡的稳定性降低，分散性也由一级变为二级。当石蜡与乳化剂A的质量比小雨于23:7时，随着乳化剂A用量的增大，乳化蜡的稳定性逐渐提高，但表面张力不断增大导致铺展性变差，不利于施工，同时分散型也变差。综合考虑铺展性和稳定性，确定石蜡与乳化剂A的质量比为23:7，相应的，乳化蜡中石蜡：乳化剂A：水=23:7:70。在此条件下，改变乳化时间，考察乳化时间对乳化蜡性能的影响。由实验可知：乳化时间短于3min时，石蜡与水混合不均匀，乳化蜡不稳定易分层；乳化时间长于3min时，石蜡乳化充分，乳化蜡稳定。乳化时间继续增加，乳化蜡的性能无明显提高，但生产成本增加，因此确定乳化时间为3min。

    乳化温度时一个重要的工艺参数，对乳化蜡的性能影响很大。为考察乳化温度的影响，进行了相应实验，可知：乳化温度低于80度时，随着乳化温度的下降，乳化蜡的静置稳定性和离心稳定性逐渐降低；乳化温度高于80度时，乳化蜡未出现分层现象。乳化温度过高时，乳化蜡性能无明显提高，但生产成本提高，且制备过程中易产生大量泡沫而影响乳化蜡的质量，因此确定乳化温度为80度。

     为了考察搅拌速度对乳化蜡性能的影响，当搅拌速度低于900r/min时，乳化蜡的静置稳定性和离心稳定性较差，这是由于搅拌速度过低时，石蜡和乳化剂A不能充分混合，经过静置或离心后石蜡容易向上层浮动，导致乳化蜡分层。当搅拌速度高于1100r/min时，随着搅拌速度的增加，乳化蜡的静置稳定性和离心稳定性均降低，乳化蜡出现了分层，这是由于过高的搅拌速度使得已分散的乳化蜡产生破乳。搅拌速度为900r/min或11000r/min时乳化蜡的性能无明显的差异，考虑到能耗于生产成本，确定搅拌速度为900r/min。

    综上所述：以58号石蜡为原料，采用乳化剂A和助乳化剂十二烷基苯磺酸钠作为复合乳化剂，在乳化时间为3min，乳化温度为80度，搅拌速度为900r/min的条件下制得性能优良的乳化蜡。造纸用乳化蜡中十二烷基苯磺酸钠、石蜡、石蜡乳化剂A和水的质量比为0.2:23:7:69.8.乳化蜡的表面张力为37.24mN/m，固含量为31%，平均粒度为0.48um，满足造纸用乳化蜡的要求。