乳化蜡的制备及应用范围的可行性研究

第一节 乳化蜡的定义

乳化蜡是包括石油蜡在内的各种蜡均匀地分散在水中，借助乳化剂的定向吸附作用，在机械外力作用下制成的一种含蜡含水的均匀流体。（可行性研究）

第二节 乳化蜡的制备

基本条件

乳化蜡是以不溶于水的天然蜡或合成蜡为原料，借助乳化剂的定向吸附作用，在机械外力的作用下形成的乳液。外观、熔点、pH、稳定性、水溶性是评价乳化蜡的通用指标。为获得稳定的乳化蜡，须考虑亲水亲油平衡值(HLB)、乳化温度、乳化时间和颗粒度等主要影响因素，同时也要考虑乳化剂用量、乳化剂加入方式、冷却速度与搅拌速度、乳化设备、乳化水和气泡等相关影响因素。一般地说，制备乳化蜡的工艺条件为：HLB值为9~12，乳化温度为80~90℃，乳化时间为20~30min，稳定颗粒度为0.1~0.5um。乳化蜡的原料蜡来源丰富，从目前国内各行业所采用的原料蜡来看，大致有石油蜡(包括石蜡、微晶蜡、皂蜡、蜡膏)、改性石油蜡(氧化蜡)、合成蜡(费托合成蜡)、虫蜡、卡拿巴蜡、巴西棕榈蜡和米糠蜡(DR蜡)等。

乳化方式

在制备乳化蜡时，乳化剂的添加顺序也能影响乳化蜡的稳定性。乳化剂的添加方法有如下几种：

1)剂在水相法：将乳化剂直接溶于水中，在激烈搅拌下将油加人。

2)剂在油相法：将乳化剂加入油相，再加入水，直接制得W/O型乳状液，如欲得到O/W型，则继续加水，直到发生变型，由内相转至外相，使亲水性一亲油性达到适当平衡转相后再乳化，往往比直接乳化效果更好。

3)自然乳化分散法：把所需的O/W乳化剂加到油中，制成溶液，在使用时，把溶液直接投入一定比例的水中，稍加搅拌就形成了O/W乳状液。

4)轮流加剂法：将水和油轮流加入乳化剂中，每次只加少量。

5)初生皂法：将脂肪溶于蜡中，将碱溶于水中，两相接触在界面上即有皂生成。

6)O—D乳化法：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一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。因为乳化剂在油中溶解度有限，较其他方法，选择O一D乳化法有助于乳化剂间协同效应及乳化作用的发挥。

第三节 乳化蜡的应用范围

一、乳化蜡用于皮革业

1、乳化蜡可与加脂剂复配

在加脂剂中复配少量的乳化蜡改善和提高加脂剂的效果，通过试验证明，向皮革加脂剂中复配1% ~ 5%的蜡乳液，可提高加脂剂的填充性能，提高加脂剂在皮纤维中的渗透性能，增加皮革的防水性能，使皮革手感滑爽、柔软、丰满。

2、乳化蜡用作皮革涂饰时的添加剂

在皮革涂饰剂中加入乳化蜡主要起填充涂层、改善涂层手感、耐磨、防粘及增加光泽等作用。早期主要以蜂蜡、棕榈蜡、虫蜡、白蜡、蒙旦蜡等为原料制备乳化蜡，这些蜡的产量有限，价格较高，近些年不断有用石蜡作为主要原料制备皮革用蜡乳液的报道。以石蜡为主要原料可大大地降低蜡乳液的价格，而且使用效果并不比天然蜡差，是涂饰高档皮革的主要助剂，能赋予皮革特别的光亮度和蜡感。从用途上可分为软性蜡和硬性蜡，分别用于皮革的底层、中层和顶层涂饰；从乳液的离子性质可分为非离子型、阴离子型和阳离子型蜡乳液，可与不同离子性能的涂饰剂配伍使用；从剂型上可制成乳液型或固体乳化蜡。所有产品的水溶性很好，乳液稳定，长期存放不分层、无浮蜡。能够适用于各种皮革的涂饰，涂饰后的皮革光泽柔和自然，手感丰满滋润，能提高皮革表面的耐摩擦能力。

3、乳化蜡用作皮革光亮剂、消光剂和手感剂等

目前人们对皮革制品的外观有两大类要求，一是增加皮革光泽， 如打光革、漆革、抛光效应革等；另一种是不要光泽感，使皮革呈现真皮感、自然美。前者需要用到光亮剂，后者需要用到消光剂。选用不同的蜡乳液用于皮革顶层涂饰时，有的可增加皮革光泽感或光亮度，有的可产生消光作用呈现真皮风韵。产生光亮作用的蜡乳液粒径要求很小，组成比较单一，在皮革表层形成一层均相且连续的蜡的薄膜，微观上薄膜很平滑，对光波产生较强烈的反射作用，从而具有光泽感；产生消光作用的蜡乳液粒径较大，在皮革表面形成一种非均相且微观上不平整的表面，对光波产生强烈的散射作用，散射作用是消光剂产生消光作用的根本原因。

二、乳化蜡用于建筑业

作钢筋混凝土固化剂。混凝土在固化过程中，如表面的水分蒸发过快，会使其凝固过程中一系列的化学反应无法完成，并且无法达到其表面的最大抗压强度。因此在混凝土固化期间必须防止水分蒸发过快。为此工业界开发了一种以乳化蜡为基本原料的薄膜固化剂，采用这种固化剂后避免了不必要的表面水分蒸发，并且促进了水泥的水合作用。

三、乳化蜡用于农业

园艺实践证明植物主要靠根部吸收水分，而水分的蒸发是从叶子表面散失掉的。植物本身耗水量并不很大，如在其叶子表面涂上防水蒸发的喷雾薄膜，可使叶子表面的水分蒸发大量减少。植物所需的水量还不到其总量的50 %。从20 世纪60 年代开始，美国等技术先进国家在农业领域中，为防止果树、灌木等在冬季休眠或移栽装运途中失水枯死，采用了喷布乳化蜡的方法，进入70 年代，出现了大量农用乳化蜡的专利。

乳化蜡液用于农业主要有以下方面：

1、树苗的种植。在野外栽植松树、桉树类幼苗之前，先将其在乳化蜡内浸渍，经处理后，树苗在忍受移植影响或在耐逆境气候条件方面均得到显著改善。由于其叶子表面水分蒸发减少，其成活率得到显著提高。

2、 园林苗圃的种植。在剪枝或移植过程中，经过乳化蜡处理，其成活率可得到显著改善。如在干旱季节需移植大批灌木，预先喷上乳化蜡可确保安全移植。

3、抵御干旱和保鲜。树苗和灌木经乳化蜡喷淋后，能良好地抵御严峻的干旱环境。花卉被采摘后，可预先将其在水中浸泡，然后再用乳化蜡处理，花卉的寿命可明显延长。

四、乳化蜡用于造纸工业

选纸过程中绝大多数的纸张内部加有内胶料，可使纸张纤维固有的吸收网膜具有理想的抗水强度。传统的充填剂普遍用树脂，如采用乳化蜡，可取代传统树脂用量的20%~40%。添加石蜡微乳液可以降低纸张的吸湿性，促进胶质在纸张纤维结构中的均匀分布。添加乳化蜡的另一个好处是，它可以抵消树脂粘合剂与各种颜料混合时的影响，因此可印性得以改善，使印刷效率得以提高。打浆机内经施胶的纸张，通常可通过其表面胶料或涂料达到进一步加工精制。目前正在开发新品种的乳化蜡作为生产高档的印刷纸张的疏水剂。

五、乳化蜡用于人造板

人造板包括纤维板和刨花板两种，这两种板材都是木材行业木料综合利用的产品，其成分除木纤维或木屑外，还需有一定配比的胶料，使木纤维或木屑经过热压处理胶合成型。一定数量乳化蜡与胶料一起掺入，使木板具有抗水性和提高表面光洁度。由于乳化蜡颗粒度小，在人造板制造过程中，通过有效地破乳，可使微小的蜡颗粒从水相中析出，均匀地吸附在木纤维上，在发达国家，已找不到一块不用乳化蜡生产的刨花板和纤维板。

六、乳化蜡用于木材防水

采用浸泡或喷涂法将乳化蜡均匀的涂布在需防水的木材表面，因乳化蜡粒径细，可自然渗透到木材内部，烘干即可达到防水的效果。

七、乳化蜡用于轻工、橡胶行业

在轻工、橡胶行业，乳化蜡可用作上光剂、涂料和助剂。在制造乳胶手套的预硫化过程，或在胶合调合罐内，可将乳化蜡按1.5~2.5量加入，即能改进铸模的抗粘性，易于手套脱模。一些用途乳液的配方内，加入乳化蜡可改进胶乳的使用性能。

八、乳化蜡用于陶瓷工业

瓷器生产过程中，对质地较差的高岭土，往往需要加入乳化蜡弥补其塑性差或改善初制品的强度。同时使用乳化蜡也可以取代价格昂贵的醋酸乙烯酯。在陶瓷生产过程中，加入乳化蜡，既可改进初制瓷制品的强度，也可改进其润滑性。

九、乳化蜡用于汽车工业

乳化蜡作为汽车漆 表 面盖上的保 护层，可提高汽 车的外观质量，延长使用 期。汽车常年受到阳光、风沙、雨雪等外部环境的影响，涂面受到的侵蚀既复杂又严重，经过打蜡的车辆，都能不同程度改善漆面的光洁作用，使车恢复亮丽的颜色，同时还具有良好的防水、防静电、防尘、抗紫外线作用；蜡膜有一定的硬度，可减轻涂层表面的划伤程度，当车身漆面出现轻微划痕时，抛光和打蜡可一次完成。汽车不但内腔需要涂蜡进行防锈，同时为防止汽车底盘由雨水作用产生的锈蚀腐烂，都要进行涂蜡保护。防锈蜡是由蜡类物质、防锈剂、助剂等材料制成的乳液 ，能在金属表面形成一层具有一定硬度的均匀、连续、致密的保护膜，起防护作用，防止由水分、氧气及其他腐蚀性气体等引起的腐蚀或变色。汽车用保护蜡还具有抗高温、清洁、抗干燥等功能。随着汽车工业的迅速发展，汽车用上光蜡和防锈类等基础产品是今后的发展重点 。

十、乳化蜡用于石油工业

钻井液在石油钻采中起着举足轻重的作用，它的主要功用是： (1)清洗井底，携带岩屑；(2)冷却和润滑钻头及钻柱；(3)形成泥饼，保护井壁；(4)控制与平衡地层压力等。将高质量的乳化蜡添加到钻井液中可明显提高其抑止性和润滑性，防止井塌和提高钻速。

十一、乳化蜡用于纺织业

主要是用于纱线整理和纺织后整理剂。纱线整理是将乳化蜡用于成品线上，这种处理能产生高的光泽，更深更鲜明的颜色，以及较高的弹性和抗张强度。应用于后整理主要是作为纺织后整理剂的一个重要组分，目的是赋予这些纺织品优良的柔软手感，好的平滑度及光泽度等。

十二、乳化蜡用于脱模剂

做为脱模剂广泛应用在橡胶或塑料制品脱模、PU脱模、金属脱模等各个领域。

十三、乳化蜡用于水性涂料及水性油墨业

可起到提高涂膜的抗划伤性能、表面疏水性能以及抗粘防污性能，使涂膜更加爽滑。

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