[发明专利]一种稳定的高固含量水包油乳液的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种稳定的高固含量水包油乳液的制备方法。由于乳液属于精细化学品，因此本发明属于精细化学品技术领域。

背景技术

近年来，高固含量乳液正得到越来越多的应用。在涂料行业中，高固含量乳液涂料由于不含有机溶剂、不污染环境，干燥成膜速度快，且上胶次数少，正逐步代替溶剂型涂料；在造纸行业中，高固含量乳液可作为白水消泡剂使用，且可根据泡沫程度在线稀释，降低了用量和成本的同时，也提高了纸机的工作效率；在食品行业中，高固含量乳液更方便携带与运输，符合现今快节奏的社会氛围，更为重要的是，高固含量乳液还可以减少储运费用，是未来乳液的发展趋势。

从理论上分析，一般水包油乳液分散液滴以互不相连的球形分散在非油相中，其油相的体积分数为30-50％，当体积分数达到74.05％，此时的油相液滴紧密堆积成相互连接的球形，进一步增加油相体积分数，液滴间则会相互挤压，形成不规则多面体，造成粒径增大，表面电荷分布不均问题，因此油相体积分数超过74.05％时乳液粘度极大，且稳定性较差，因此，普遍认为高固含量乳液的油相应至少达到50％，超过74.05％的为超高固含量乳液。

就目前而言，大部分高固含量乳液的油相体积分数为60-70％，国内外对高固含量乳液的研究很多，但涉及较多的是以化学反应制备的高固含量聚合物乳液，如乳液聚合、聚合物分散等，如US5124394介绍了使用聚乙烯噁唑啉作为聚合过程相转移稳定剂，合成了粒径分布较宽的高固含量乙酸乙烯-乙烯共聚乳液，CN102892830A通过首先制备三元共聚物，再对其进行针对改性处理，最后以不同浓度非离子表面活性剂进行乳化得到聚烯烃、特别是含有聚异丁烯的乳液，但二者工艺繁琐，操作要求精度高，因此工业化难度较大。

对于以物理乳化方法制备的高固含量乳液，乳液的固含量难以达到65％，即使达到65％也存在粘度大、稳定性差、工艺应用范围片面等问题。CN102702755A通过添加双亲纳米粒子和高分子稳定剂与小分子表面活性剂一起协同制备了60-70％的高固含量石蜡乳液，但其方法仅针对石蜡乳液，适用范围较窄；CN102600647B通过向脂肪醇乳液中引入脂肪酸酯，以及在乳化工艺后加入阴离子表面活性剂，得到了固含量在25-40％的脂肪醇乳液，但此工艺在制备固含量大于60％的乳液时，会出现油水分离的问题；US8080586介绍了以卡波、烷基糖苷、高级脂肪醇以及单甘脂的偏甘油酯制备固含量大于90％自乳化产品，但稳定性较差，影响其应用价值；CN1738603A介绍以多羟基化合物基质及碳水化合物基质对极性亲脂性物质增溶作用为基础，制备固含量大于50％的透明乳液，但其粘度较大，应用范围受限。

发明内容

本发明通过特殊的乳化工艺，在乳化过程中停止搅拌，静置形成W/O与少量水或W/O/W的混合物，再开启搅拌，增加瞬时单位面积内剪切力，促进形成O/W乳液，同时，采取亲水类乳化剂在静置期间滴加的方式，既有利于形成O/W乳液，更有助于液滴的充分包裹和分散而使得乳液更加稳定；同时在后处理阶段，通过加入稳定剂来增加非油相体积，解决了高固含量乳液粘度大的问题，同时提高了高固含量乳液的稳定性。本乳化工艺广泛适用于烃类及其含氧衍生物的乳化，应用范围较宽。

本发明的高固含量乳液涉及的组分：

A.烃类及其含氧衍生物

所述烃类及其含氧衍生物包括固体烃类A-I、液体烃类A-II及其含氧衍生物A-III，可以单独使用或混合使用，用量占总用量的45～70％。

固体烃类A-I，包括天然蜡和改性石蜡，选自褐煤蜡、加洛巴蜡、蜂蜡、皂蜡、微晶蜡、橡胶防护蜡、保险蜡、氯化石油蜡、硝化石油蜡、磺化石油蜡、防锈蜡。这些烃类物质室温下为固体。

液体烃类A-II为原油中的250-415℃的馏分进行氢化而得到的物质，选自煤油、柴油、机油、白油、液蜡、烷基苯、凡士林、环烷油。这些烃类物质室温下为液体。