乳化蠟

乳化蠟是包括石油蠟在內的各種蠟均勻地分散在水中，藉助乳化劑的定向吸附作用，在機械外力作用下製成的一種含蠟含水的均勻流體。石蠟是具有直鏈碳氫結構的長鏈化合物,分子中不含親水基團,油性極強。石蠟的乳化就是要使其分散於水中,藉助乳化劑的定向吸附作用,改變其表面張力,並在機械外力作用下成為高分散度、均勻、穩定的乳液。石蠟乳液的生產已是一個相當成熟的工藝,可用於造紙、皮革、木材、農業、炸藥、醫藥、陶瓷、化妝品和汽車防護等行業和領域。本論文主要研究以石蠟為原料的乳化現象、乳化效果等。研究乳化過程中的影響因素，乳化時間、乳化劑、攪拌速度等。以及在必要時所進行的石蠟改性研究，所得的乳化蠟的用途進行研究，在蠟的套用方面指導方向。

基本介紹

• 中文名：乳化蠟
• 外觀：灰白色均質半透明液體
• 固含量：50%
• PH值：7-9

乳化蠟

乳化蠟技術指標：

穩定性：用特殊中性非離子乳化劑乳化，避免以前用鹼性皂化不穩定、易分層的缺點，密封放置陰涼處可以存放兩年不分層、不破乳、不結塊。

乳化蠟的性質

是天然蠟和合成蠟等製得的水乳液。抗酸、抗鹼、耐硬水、水溶性強、乳液穩定，任意比例水稀釋不分層、不破乳、不結塊、保質期長、固含量高、分散性好。

乳化蠟穩定性影響因素

乳化劑種類對乳化蠟穩定性的影響

只有當乳化劑的HLB值與乳化蠟所需的HLB值相匹配時，才能製得穩定的石蠟微乳液。研究表明，當採用SP一80/OP一10或SP一60/OP一10復配乳化劑時，所得乳液不穩定。應選SP一80/TW一80或SP一60/TW一80復配乳化劑為宜。

乳化溫度對乳化蠟穩定性的影響

適宜的乳化溫度可使石蠟微粒在攪拌作用下，迅速而充分地分散在水中，提高乳狀液的穩定性。研究發現，乳化溫度低於65℃時，乳化蠟的各項性能指標較差，但是高於90℃時，乳化蠟長期放置的穩定性亦變差，乳化溫度應選65~90℃為宜。

乳化時間對乳化蠟穩定性的影響

適宜的乳化時間，不僅能保證產品質量，同時還能提高生產效率，降低能源消耗。乳化時間太短，不能形成穩定的乳液；而乳化時間過長，分散的顆粒則會重新凝聚而導致破乳。當乳化時間過短(20min)或過長(70min)時所製備的乳液不穩定。乳化時間應選30—60min為宜。

乳化劑的HLB值對乳化蠟穩定性的影響

乳化劑的親水親油性由其分子結構決定，可將HLB值看作結構因子的總和。複合乳化劑的HLB值具有加和性。石蠟乳化所需乳化劑的HLB值通常為9~13。當乳化劑HLB值為6時，所製備乳化蠟不穩定；乳化劑的HLB值為8~12時，所得乳液較穩定。乳化劑的HLB值應選8~12為宜。

乳化水用量對乳化蠟穩定性的影響

乳化液的穩定性與乳化水的用量及加入方式有關。乳化水用量過少，不易形成水包油(O/W)型乳化液；乳化水用量過多，乳化液濃度降低，乳液不穩定。一般認為乳化水的用量在65%~70%時才能得到穩定的O/W型乳化蠟。當乳化水用量過少(不超過65%)或過多(80%)時，所製備的乳液不穩定。乳化水用量應選70%~75%為宜。

乳化蠟的套用範圍

乳化蠟用於皮革業

1、乳化蠟可與加脂劑復配

在加脂劑中復配少量的乳化蠟改善和提高加脂劑的效果，通過試驗證明，向皮革加脂劑中復配1% ~ 5%的蠟乳液，可提高加脂劑的填充性能，提高加脂劑在皮纖維中的滲透性能，增加皮革的防水性能，使皮革手感滑爽、柔軟、豐滿。

2、乳化蠟用作皮革塗飾時的添加劑

在皮革塗飾劑中加入乳化蠟主要起填充塗層、改善塗層手感、耐磨、防粘及增加光澤等作用。早期主要以蜂蠟、棕櫚蠟、蟲蠟、白蠟、蒙旦蠟等為原料製備乳化蠟，這些蠟的產量有限，價格較高，近些年不斷有用石蠟作為主要原料製備皮革用蠟乳液的報導。以石蠟為主要原料可大大地降低蠟乳液的價格，而且使用效果並不比天然蠟差，是塗飾高檔皮革的主要助劑，能賦予皮革特別的光亮度和蠟感。從用途上可分為軟性蠟和硬性蠟，分別用於皮革的底層、中層和頂層塗飾；從乳液的離子性質可分為非離子型、陰離子型和陽離子型蠟乳液，可與不同離子性能的塗飾劑配伍使用；從劑型上可製成乳液型或固體乳化蠟。所有產品的水溶性很好，乳液穩定，長期存放不分層、無浮蠟。能夠適用於各種皮革的塗飾，塗飾後的皮革光澤柔和自然，手感豐滿滋潤，能提高皮革表面的耐摩擦能力。

3、乳化蠟用作皮革光亮劑、消光劑和手感劑等

目前人們對皮革製品的外觀有兩大類要求，一是增加皮革光澤， 如打光革、漆革、拋光效應革等；另一種是不要光澤感，使皮革呈現真皮感、自然美。前者需要用到光亮劑，後者需要用到消光劑。選用不同的蠟乳液用於皮革頂層塗飾時，有的可增加皮革光澤感或光亮度，有的可產生消光作用呈現真皮風韻。產生光亮作用的蠟乳液粒徑要求很小，組成比較單一，在皮革表層形成一層均相且連續的蠟的薄膜，微觀上薄膜很平滑，對光波產生較強烈的反射作用，從而具有光澤感；產生消光作用的蠟乳液粒徑較大，在皮革表面形成一種非均相且微觀上不平整的表面，對光波產生強烈的散射作用，散射作用是消光劑產生消光作用的根本原因。

乳化蠟用於建築業

作鋼筋混凝土固化劑。混凝土在固化過程中，如表面的水分蒸發過快，會使其凝固過程中一系列的化學反應無法完成，並且無法達到其表面的最大抗壓強度。因此在混凝土固化期間必須防止水分蒸發過快。為此工業界開發了一種以乳化蠟為基本原料的薄膜固化劑，採用這種固化劑後避免了不必要的表面水分蒸發，並且促進了水泥的水合作用。

乳化蠟用於農業

園藝實踐證明植物主要靠根部吸收水分，而水分的蒸發是從葉子表面散失掉的。植物本身耗水量並不很大，如在其葉子表面塗上防水蒸發的噴霧薄膜，可使葉子表面的水分蒸發大量減少。植物所需的水量還不到其總量的50 %。從20 世紀60 年代開始，美國等技術先進國家在農業領域中，為防止果樹、灌木等在冬季休眠或移栽裝運途中失水枯死，採用了噴布乳化蠟的方法，進入70 年代，出現了大量農用乳化蠟的專利。

乳化蠟液用於農業主要有以下方面：

1、樹苗的種植。在野外栽植松樹、桉樹類幼苗之前，先將其在乳化蠟內浸漬，經處理後，樹苗在忍受移植影響或在耐逆境氣候條件方面均得到顯著改善。由於其葉子表面水分蒸發減少，其成活率得到顯著提高。

2、 園林苗圃的種植。在剪枝或移植過程中，經過乳化蠟處理，其成活率可得到顯著改善。如在乾旱季節需移植大批灌木，預先噴上乳化蠟可確保全全移植。

3、抵禦乾旱和保鮮。樹苗和灌木經乳化蠟噴淋後，能良好地抵禦嚴峻的乾旱環境。花卉被採摘後，可預先將其在水中浸泡，然後再用乳化蠟處理，花卉的壽命可明顯延長。

乳化蠟用於造紙工業

選紙過程中絕大多數的紙張內部加有內膠料，可使紙張纖維固有的吸收網膜具有理想的抗水強度。傳統的充填劑普遍用樹脂，如採用乳化蠟，可取代傳統樹脂用量的20%~40%。添加石蠟微乳液可以降低紙張的吸濕性，促進膠質在紙張纖維結構中的均勻分布。添加乳化蠟的另一個好處是，它可以抵消樹脂粘合劑與各種顏料混合時的影響，因此可印性得以改善，使印刷效率得以提高。打漿機內經施膠的紙張，通常可通過其表面膠料或塗料達到進一步加工精製。目前正在開發新品種的乳化蠟作為生產高檔的印刷紙張的疏水劑。

乳化蠟用於人造板

人造板包括纖維板和刨花板兩種，這兩種板材都是木材行業木料綜合利用的產品，其成分除木纖維或木屑外，還需有一定配比的膠料，使木纖維或木屑經過熱壓處理膠合成型。一定數量乳化蠟與膠料一起摻入，使木板具有抗水性和提高表面光潔度。由於乳化蠟顆粒度小，在人造板製造過程中，通過有效地破乳，可使微小的蠟顆粒從水相中析出，均勻地吸附在木纖維上，在已開發國家，已找不到一塊不用乳化蠟生產的刨花板和纖維板。

乳化蠟用於木材防水

採用浸泡或噴塗法將乳化蠟均勻的塗布在需防水的木材表面，因乳化蠟粒徑細，可自然滲透到木材內部，烘乾即可達到防水的效果。

乳化蠟用於輕工、橡膠行業

在輕工、橡膠行業，乳化蠟可用作上光劑、塗料和助劑。在製造乳膠手套的預硫化過程，或在膠合調合罐內，可將乳化蠟按1.5~2.5量加入，即能改進鑄模的抗粘性，易於手套脫模。一些用途乳液的配方內，加入乳化蠟可改進膠乳的使用性能。

乳化蠟用於陶瓷工業

瓷器生產過程中，對質地較差的高嶺土，往往需要加入乳化蠟彌補其塑性差或改善初製品的強度。同時使用乳化蠟也可以取代價格昂貴的醋酸乙烯酯。在陶瓷生產過程中，加入乳化蠟，既可改進初制瓷製品的強度，也可改進其潤滑性。

乳化蠟用於汽車工業

乳化蠟作為汽車漆 表 面蓋上的保 護層，可提高汽 車的外觀質量，延長使用 期。汽車常年受到陽光、風沙、雨雪等外部環境的影響，塗面受到的侵蝕既複雜又嚴重，經過打蠟的車輛，都能不同程度改善漆面的光潔作用，使車恢復亮麗的顏色，同時還具有良好的防水、防靜電、防塵、抗紫外線作用；蠟膜有一定的硬度，可減輕塗層表面的劃傷程度，當車身漆面出現輕微劃痕時，拋光和打蠟可一次完成。汽車不但內腔需要塗蠟進行防鏽，同時為防止汽車底盤由雨水作用產生的鏽蝕腐爛，都要進行塗蠟保護。防鏽蠟是由蠟類物質、防鏽劑、助劑等材料製成的乳液 ，能在金屬表面形成一層具有一定硬度的均勻、連續、緻密的保護膜，起防護作用，防止由水分、氧氣及其他腐蝕性氣體等引起的腐蝕或變色。汽車用保護蠟還具有抗高溫、清潔、抗乾燥等功能。隨著汽車工業的迅速發展，汽車用上光蠟和防鏽類等基礎產品是今後的發展重點 。

乳化蠟用於石油工業

鑽井液在石油鑽采中起著舉足輕重的作用，它的主要功用是： (1)清洗井底，攜帶岩屑；(2)冷卻和潤滑鑽頭及鑽柱；(3)形成泥餅，保護井壁；(4)控制與平衡地層壓力等。將高質量的乳化蠟添加到鑽井液中可明顯提高其抑止性和潤滑性，防止井塌和提高鑽速。

乳化蠟用於紡織業

主要是用於紗線整理和紡織後整理劑。紗線整理是將乳化蠟用於成品線上，這種處理能產生高的光澤，更深更鮮明的顏色，以及較高的彈性和抗張強度。套用於後整理主要是作為紡織後整理劑的一個重要組分，目的是賦予這些紡織品優良的柔軟手感，好的平滑度及光澤度等。

乳化蠟用於脫模劑

做為脫模劑廣泛套用在橡膠或塑膠製品脫模、PU脫模、金屬脫模等各個領域。

乳化蠟用於水性塗料及水性油墨業

可起到提高塗膜的抗劃傷性能、表面疏水性能以及抗粘防污性能，使塗膜更加爽滑。

乳化蠟的製備

基本條件

乳化蠟是以不溶於水的天然蠟或合成蠟為原料，藉助乳化劑的定向吸附作用，在機械外力的作用下形成的乳液。外觀、熔點、pH、穩定性、水溶性是評價乳化蠟的通用指標。為獲得穩定的乳化蠟，須考慮親水親油平衡值(HLB)、乳化溫度、乳化時間和顆粒度等主要影響因素，同時也要考慮乳化劑用量、乳化劑加入方式、冷卻速度與攪拌速度、乳化設備、乳化水和氣泡等相關影響因素。一般地說，製備乳化蠟的工藝條件為：HLB值為9~12，乳化溫度為80~90℃，乳化時間為20~30min，穩定顆粒度為0.1~0.5um。乳化蠟的原料蠟來源豐富，從目前國內各行業所採用的原料蠟來看，大致有石油蠟(包括石蠟、微晶蠟、皂蠟、蠟膏)、改性石油蠟(氧化蠟)、合成蠟(費托合成蠟)、蟲蠟、卡拿巴蠟、巴西棕櫚蠟和米糠蠟(DR蠟)等。

乳化方式

在製備乳化蠟時，乳化劑的添加順序也能影響乳化蠟的穩定性。乳化劑的添加方法有如下幾種：

1)劑在水相法：將乳化劑直接溶於水中，在激烈攪拌下將油加人。

2)劑在油相法：將乳化劑加入油相，再加入水，直接製得W/O型乳狀液，如欲得到O/W型，則繼續加水，直到發生變型，由內相轉至外相，使親水性一親油性達到適當平衡轉相後再乳化，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乳化劑加到油中，製成溶液，在使用時，把溶液直接投入一定比例的水中，稍加攪拌就形成了O/W乳狀液。

4)輪流加劑法：將水和油輪流加入乳化劑中，每次只加少量。

5)初生皂法：將脂肪溶於蠟中，將鹼溶於水中，兩相接觸在界面上即有皂生成。

6)O—D乳化法：乳化劑溶於醇水溶液形成均勻透明的中間相D，加油增溶形成層狀液晶，繼續加油形成O一D乳液，加水形成凝膠狀乳液，繼續加水逐漸翻轉形成O/W型微小乳狀液。因為乳化劑在油中溶解度有限，較其他方法，選擇O一D乳化法有助於乳化劑間協同效應及乳化作用的發揮。