石蜡稳定乳状液的制备及性能.docx

石蜡稳定乳状液的制备及性能王锦(山东轻工业学院化学工程系济南250100)摘要 由高碳醇与非离子 、阴离子乳化剂组成复合乳化剂 ,对石蜡具有良好乳化能力 ,可制得石蜡微小乳状液 。乳化剂复配 、用量 ,蜡配比 、乳化温度等对乳液稳定性及应用性均有影响 。关键词 乳化 ,乳化蜡 ,微小乳状液中图法分类号 TQ 6491691前言石蜡是一种用途广泛的石油烃混合物 ,具有防水 、抗油 、上光等综合性能 ,在皮革 、造纸 、纺织及日用化工等方面 ,尤其在地板 、家俱 、家用电器等硬表面打蜡上光上广泛使用 。石蜡及其 它动植物蜡在室温都呈固态 ,不溶于水 ,溶于有机溶剂 。由于有机溶剂污染环境 ,使用不便 ,因 此需将石蜡以微粒分散于水中制成 O /W 型乳状液 。石蜡是一种难于乳化的体系 ,制备乳化 颗粒细而均匀 ,稳定性好的蜡乳液 ,目前仍为上述应用中的一个重要问题 。本文尝试用 80 年 代发展起来的微小乳状液形成理论12,通过选择合适乳化剂配方 ,改进乳化方式 ,制得一种 乳白 ,微透明 ,颗粒在 015m 左右 ,稳定的蜡微小乳状液 ,其对硬表面的清洁上光具有良好作 用 。1 实验方法111仪器与药品CS501 型超级恒温槽 ,8112 型恒温磁力搅拌器 ,800 型离心沉淀器 , GZ 光电光泽计 ,自制简易乳化器 ,玻璃仪器 。壬基酚聚氧乙烯醚 (O P 10) ,三乙醇胺 ,油酸 ,液体石蜡 ,高碳醇 (D) 均为化学纯 ,乳化剂C ,58 60 白色石蜡 ,白色地板蜡均为工业级 ,水为去离子水 。212原料配比如表 1 所示 。213乳化方法按上述配比用电子秤称取 21g 油溶性组分 A ,置于 100 ml 小烧杯 ,在 8085 恒温水浴 中熔化待用 ,按相应配比称取 1012g 水溶性组分 B ,置于简易乳化器中加入适量水 ,控制温度8085 搅拌均匀 ,溶液呈粘稠透明 。将 A 组分熔化蜡加入乳化器中增加搅拌速度 ,将配比收稿日期 :1996 - 09 - 2325第 2 期王锦 :石蜡稳定乳状液的制备及性能中剩余水 ,分四次加入 。乳液即由微黄透明 半透明 乳白粘稠 乳白微蓝 ,粘度趋向外相水粘度 。乳化 40 分钟 ,边搅拌边用冷水冷却 。本乳化方式为微乳液的 O D 乳化法与乳状液的P I T 相转变乳化法的结合 。表 1蜡乳液原料配比组 分原料及重量 ( g)组分原料及重量 ( g)3161122301150115O P 10乳化剂 C 三乙醇胺 高碳醇 D羧甲基纤维素钠 苯甲酸钠A地板蜡石蜡 液体石蜡 油酸水9321531570BC214成品性能测试21411乳液稳定性观察放置稳定性 。用 800 型离心沉淀器测定在 3000 转 /分转速下离心 稳定性 。离心 30 分钟 ,若乳液不发生相分离为稳定 。21412乳液颗粒大小测定用光学显微镜在放大 1600 倍的条件下 ,用油镜头观察冲稀 5 倍的乳液油粒 。事先用物镜标尺校正目镜刻度 ,可直接读取粒子直径 。21413光泽度测定用 GZ 光电光泽计测定涂抹各成品前后光滑花岗石板光泽度增加值 并与涂地板蜡比较 。3 结果与讨论311 乳化剂的选择与复配31111 乳化剂的选择乳化剂分子中须含有同石蜡相似结构的基团 ,才能与石蜡产生亲合性 ,得到稳定乳液 。乳 化剂的亲水亲油平衡值 ( HLB) 与石蜡的 O /W 型乳液所需 HLB = 910 要相近 。笔者选用 O P 10 为主乳化剂 ,分别与 Tween - 80 ,Span - 20 ,十二烷基苯磺酸钠 ( ADS) ,乳化剂 C ,油酸三乙醇胺复配 ,只有乳化剂 C 及油酸三乙醇胺与之复配效果最好 。结果如表 2 。乳化剂 C 为 水溶性蜡状固体 , HLB 14 ,为非离子表面活性剂 。计算表明 O P 10 与乳化剂 C 及油酸三乙 醇胺复配 HLB 10 ,当加入一种高碳醇 (D) 为助乳化剂 ( HLB = 312) 后 ,不仅可调节 HLB 接近10 ,根据微小乳状液形成理论 ,还可进一步降低界面张力 ,增加界面膜强度 ,促使乳化易于进 行 ,形成稳定均匀的微小乳状液 。表 2 乳化剂对乳化效果影响乳化剂乳化效果乳化剂乳化效果O P 10O P 10 + ADS油酸三乙醇胺颗粒很粗 ,分层颗粒很粗 ,分层 颗粒较粗 ,一周分层O P 10 + 乳化剂 CO P 10 + 乳化剂 C+ 油酸三乙醇胺颗粒较粗 ,放置易返粗颗粒细 、均匀 放置半年稳定 ,不返粗乳液配方同上 。约为蜡 3 份 ,乳化剂 1 分 ,水 10 份 。31112乳化剂复配当确定乳化剂组成及总用量如原料配比中所示 ,乳化剂之间的复配对乳化效果有较显著 26 山东轻工业学院学报第 11 卷影响 ,复配乳化剂间具有协同效应5。当确定油酸三乙醇胺用量 ,按不同配比复配 O P 10 与乳化剂 C 使其总量均为 418 g ,结果如表 3 所示 ,O P 10 :乳化剂 C (重量比) 为 3 :1 效果较好 。表 3乳化剂复配对乳化效果影响O P 10 :乳化剂 C ( 重量比)乳化效果4 :13 :12 :11 :1颗粒细 ,一周分层颗粒细 ,半年不分层 颗粒较粗 ,1 天分层颗粒粗 ,分层312乳化剂用量对颗粒大小影响乳化剂用量决定乳化颗粒大小 ,在上述原料配比中 , O P 10 与乳化剂 C 总用量为蜡的20 %30 %时 ,乳液为白色不透明 ,颗粒直径大于 015 m ,乳液不均匀 ,内有粗颗粒 ,放置易返 粗 。当用量为蜡的 33 %40 %时 ,外观乳白微蓝微透明 ,颗粒直径在 015 m 左右 ,已在微小乳状液 015 m011 m 范围内 ,颗粒呈均匀的球形 ,放置 、离心及冲稀五倍稳定性良好 。当 乳化剂用量高于 42 %蜡时 ,可形成半透明的微乳液 ,其防水性下降 ,成本增高 。从经济角度看上述乳化剂用量为蜡的 33 %即可 。313乳化方式的影响实验表明乳化方式不同乳化效果有所不同 。如表 4 ,O D 乳化法效果最好 。该乳化机理 为 ,先使乳化剂与高碳醇助乳化剂及少量水形成透明的表面活性剂醇溶液相 D ,然后将油增溶其中形成层状液晶 ,继续加油形成透明的 O D 乳液 ,加水构成凝胶状乳液 ,继续加水得 O /W 型微小乳状液 。表 5乳化方式对乳化效果的影响乳化方式乳化效果剂在水中法剂在油中法4O D 乳化法颗粒粗 ,分层颗粒较细 ,形状不均匀 ,易返粗 颗粒细 ,均匀球形 ,放置粒度不变O D 乳化法优于单纯的剂在油中法 ,原因是乳化机理不同 。剂在油中法是将乳化剂首先溶于油 ,加水形成 W /O 型乳液 ,继续加水翻转形成 O /W 型颗粒较细乳液 。乳化剂在油 中溶解性有限 ,乳化剂间的协同效应及乳化作用并没得到充分发挥 。而 O D 乳化法首先使 乳化剂溶于醇水溶液形成均匀透明的中间相 D ,加油增溶形成层状液晶 ,继续加油形成 O D 乳液 ,加水形成凝胶状乳液 ,继续加水逐渐翻转形成 O /W 型微小乳状液这一机理经历一系 列中间过程有利于乳化剂间协同效应的发挥 。314 其它因素影响配制石蜡微小乳状液是一项较为复杂的技术 ,比制备化妆品膏霜的难度更大 。影响蜡乳 液稳定性及使用性因素很多 ,配方设计是最重要因素 。此外乳化方式 、乳化温度 、蜡配比 、乳化水用量 ,冷却速度均有一定影响 ,前人已进行过较详细研究34。笔者实验结果为乳化温度 高于 80 即蜡的熔化温度可防止蜡结晶 ,乳液颗粒不均匀 。在 80 85 为好 ,因 90 以上油酸分解 ,影响乳液质量 。蜡配比为地板蜡 :石蜡 = 3 : 1 ( 重量比) ,乳液稳定性及使用性较好 ,可使花岗石板光泽度提高 10 % ,光亮如新 。而涂抹地板蜡光泽度仅提高 5 % 。乳化水用量控27第 2 期王锦 :石蜡稳定乳状液的制备及性能制在 7075 % ,少则会使乳液浓度大 ,粘稠 。多则会影响乳液稳定性 。制得乳液自然冷却 ,放置有返粗现象 ,用冷却水快速冷却 ,其颗粒大小 ,粘度均不变 。4 结论411乳化剂复配与乳化剂用量是制备稳定的石蜡微小乳状液的关键因素 。乳化方式 、乳化温度 ,乳化水用量 、冷却速率均对乳液颗粒大小及稳定性有明显影响 。本实验最佳配方 ,蜡 :乳化 剂 :水 = 3 :1 :10 (重量比) 。412O D 乳化法是制备稳定 O /W 型微小乳液值得推荐的一种新方法 ,它优于常用的剂在 油中法 。5应用前景蜡乳液不仅可用作日常生活需清洁的硬表面 ( 例各类地板 、家俱等) 的清洁光亮剂 。配方稍加调整还可用于皮革制品表面涂饰剂 ,对皮革表面起到填充 、上光 、滑爽等多种功能5。此 外还可制备汽车清洗上光剂 。在纺织工业用于织物的防水涂层整理剂 ,使处理后的织物具有良好的防水性 ,平滑性 、透气性 ,手感柔软 。在造纸工业用于纸板的防水涂层及改善磨光纸的 抗水 、光泽性能 。因此积极开展乳化蜡制品理论与实践研究 ,对现代快速发展的日用化学工业 、轻工业都具有重要的实际意义 。参考文献1 EL - Aasser M J ,et al . colloids and surfaces ,1984 ,12 ( 1) :792 L ee G W ,etal . colloids and surfaces ,1982 ,5 ( 2) :1173 李外朗等. 微小乳状液的制备 1 精细化工 ,1992 ,9 ( 56) :72754 顾继友等 1 石蜡乳液制备工艺研究 1 东北林业大学学报 ,1991 ,19 ( 5) :61655 李小瑞等 1 皮革白色乳化蜡的制备及应用性能 1 日用化学工业 ,1991 ,11 ( 4) :911Preparatio ns and Properties of Paraffi n Mi niemulsio nWang Jin(Depart ment of Chemical Engineering ,Shando ng Instit ute of Light Indust ry ,J inan 250100)AbstractThe stable miniemulsio n of paraffin wax is p repared wit h t he mixed emulsifierco mp rising anio nic surf actant ,no nio nic surf actant and lo ng chain f at t y alco hol . The co mpo und anddo sage of emulsifiers appear to be impo rtant f a