硬脂酸胶
出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制浆造纸手册：第八分册纸料的准备》第371页（7390字）
硬脂酸胶包括硬脂酸铵胶、硬脂酸钠胶、硬脂酸石蜡胶等。几种胶料的情况如表10—2—95所示。
表10—2—95
硬脂酸学名十八烷酸，或简称十八酸。一般生产硬脂酸的原料是牛油、羊油、兽骨油，有时也用植物的固体油脂或硬化的植物油。
商业上的硬脂酸的规格，通常都用生产时最后阶段压榨的次数来表示，如单压、二压和三压等。三压硬脂酸的品质最好，洁白纯净。
造纸厂使用硬脂酸生产高级纸一般多选用三压硬脂酸(不低于二压)。
1．硬脂酸铵胶
一般造纸厂熬制硬脂酸铵胶多选用25%含量的工业氨水。
(1)氨水用量的计算
硬脂酸铵是由硬脂酸和氨水起反应，其反应式如下：
氨水用量的计算可按分子式计算或按酸值计算：
①按分子式计算氨水用量：根据上式，按照正比例关系，设皂化100kg硬脂酸需用的氢氧化钠量为x：
则
(全部皂化时)，这是指氨水中含NH348．57%的100%纯度的氨水需要量。
实际上工业氨水浓度只有25%左右，则全部皂化100kg硬脂酸需25%浓度的氨水
②按酸值计算氨水用量
式中 x——所求的氢氧化铵量
O——酸值(以碱与硬脂酸的百分比表示)
M1——测定酸值的碱的分子量
M2——熬制硬脂酸的碱的当量
P——熬制硬脂酸的碱的化学纯度的百分比
C——胶料中应含游离硬脂酸的百分比
例：皂化100kg硬脂酸，用氢氧化钾测定的酸值为198，即19．8%。NH4OH密度0．91g／cm3，含NH325%。全部皂化时则所需NH4OH量为：
x=24%，即需要24kg
注．25%的氨水其纯度百分比为
熬制不同酸值的硬脂酸100kg所需NH4OH(0．91g／cm3NH3含量25%)的公斤数如表10—2—96所示。
表10—2—96
在熬制硬脂酸铵胶时，由于氨在反应时的易挥发性，氨水实际加入量比理论量要多。
此外，由于生产上熬制工艺的差别，例如加料方式、搅拌速度、反应浓度及反应温度的差别，熬制100kg硬脂酸铵胶，各生产厂的实际氨水加入量是在25～50kg之间。
(2)熬制方法和设备
①硬脂酸铵胶的熬制可在熬制普通松香胶的夹套熬胶锅中进行，搅拌速度为40～120r／min。
②向熬胶锅内投料的方法有两种：一是先加硬脂酸加热至溶化后，再加入稀氨水(参考实例一)；二是先加清水通汽加热，再加硬脂酸使之溶化，随后添加氨水(参考实例二)。
③控制在一定温度连续搅拌，进行皂化。
④待硬脂酸全部皂化后，用乳化普通松香胶的喷射乳化器喷射至乳化槽内备用。
(3)硬脂酸铵胶的熬制实例
1)实例一：一种硬脂酸铵胶制备流程如图10—2—40所示。
图10—2—40 一种硬脂酸铵胶制备流程示意图
1—氨水槽 2—熬胶锅 3—搅拌器 4—热水槽 5—喷射器 6—乳化槽
熬制过程：
①将8kg硬脂酸碎成约5cm大小，加入容积较小的夹套熬胶锅中，间接加热至溶化，温度控制在60～70℃。
②在氨水槽1中首先存有55～65℃的热水72L，在其中加入密度为0．91g／cm3的氨水4．24L，混合均匀。
③随后将这种稀氨水徐徐加入熬胶锅中，保持温度在60～70℃，连续搅拌1．5h。
④待硬脂酸全部皂化，即可进行喷射乳化。
⑤乳化稀释后的硬脂酸乳液的浓度保持在3%。
2)实例二：一种硬脂酸铵胶制备流程如图10—2—41所示。
图10—2—41 一种硬脂酸铵胶制备流程示意图
1—熬胶锅 2—搅拌器 3—热水槽 4—过滤器 5—喷射器 6—乳化槽
熬制过程：
①向夹套熬胶锅中加入500～600kg水通汽加热。
②将60kg硬脂酸碎成5～8cm的小块投入锅中，保持70℃左右的温度使之溶化。
③将密度0．91～0．915g／cm3的氨水15～17kg倒入熬胶锅中，控制温度在70～75℃之间连续搅拌2～3h。
④待硬脂酸全部皂化，胶液呈现稀雪花膏状时，即达到熬制终点。
⑤随后将熬好的胶料通过喷射乳化器喷放至乳化槽。喷放用热水温度为50～60℃，喷放蒸汽压力为392kPa(4kg／cm2)。
⑥乳化后的乳液的稀释浓度为2%，贮存温度为42～45℃。
(4)硬脂酸铵胶的质量
硬脂酸铵胶的质量要求如表10—2—97所示。
表10—2—97
(5)影响硬脂酸铵胶质量和施胶的因素
①在熬制工艺上，氨水用量少，搅拌速度慢，液比低，熬制时间短，都会使胶料颗粒变大，质量下降。
②水质的影响：水质硬度大，熬得的胶料颗粒大。另外硬水也会使施胶效果下降。
③胶温的影响：由于硬脂酸铵胶的温度低于40℃就会产生针状结晶使颗粒变大，为此在乳液贮存时，其温度应控制在42～45℃。
④pH值的影响：对防油纸用硬脂酸胶的施胶，最好的施胶效果是在网前箱内pH值保持在4．5～5．2。
(6)硬脂酸铵胶的应用
硬胶酸铵胶主要用于防油纸和描图纸的施胶，也可用于防水纸的施胶。
用于防油纸施胶实例：
①打浆机打浆：于打浆终点抬起刀辊，随后将硬脂酸胶乳液添加至打浆机中循环10～15min，此后再加硫酸铝溶液循环10min后放浆。
②连续打浆：如用圆柱磨浆机进行打浆，在最后一台圆柱磨浆机的出口处使用转子流量计向纸料连续添加硬脂酸铵胶乳液，随后使纸料通过连续施胶器的隔板再连续添加硫酸铝溶液。
另一种方法是在最后一台圆柱磨浆机的入口处连续添加硬脂酸铵胶乳液，其流量以节门的开启度来控制，待纸料流入贮浆池时连续添加硫酸铝溶液。
(7)硬脂酸铵胶的施胶效果
硬脂酸铵胶用于防油纸的用量和施胶效果如表10—2—98所
示。
表10—2—98
2．硬脂酸石蜡胶
(1)制备
硬脂酸石蜡胶是在熬制硬脂酸铵胶时加入石蜡，熬成的硬脂酸铵作为石蜡的乳化剂，使石蜡颗粒悬浮在其中。由于石蜡极易凝聚，所以在制造和使用蜡乳液时，对熬胶设备、乳化剂、保护胶料和工艺操作都有严格要求。
目前国内一些造纸厂已有使用多年的经验，一些生产实际数据如表10—2—99所示。
表10—2—99
(2)制备实例
①实例一：含20%石蜡的硬脂酸石蜡胶的制备：氨水用量为对硬脂酸重的30%，石蜡与硬脂酸同时加入，其熬制设备和流程与图10—2—3相似。
熬制操作如表10—2—100所示。
表10—2—100
②实例二：含50%石蜡的硬脂酸石蜡胶的制备：氨水用量为对硬脂酸重的50%，熬好的胶料用泵加冷水经超声波喷头喷至乳化槽备用，其制备流程如图10—2—42所示。
图10—2—42 含50%石蜡的硬脂酸石蜡胶的制备示意图
1—熬胶锅 2—搅拌器 3—氨水槽 4—冷水槽 5—泵 6—超声波喷头 7—乳化槽
超声波喷头是由254mm(1英寸)钢管制成，喷口约2mm。应用时是将液流喷向2×3mm的一块金属薄片(薄片固定在冲击液流的节点上)而使金属薄片以超声波频率振动。
熬制的操作类似于实例一。
③实例三：含50%石蜡的硬脂酸石蜡胶的制备：氨水用量为对硬脂酸重的50%，也不加乳化剂，熬制好的胶料待降温稀释后直接放入贮存槽备用，这一实例的制备流程如图10—2—43所示。
图10—2—43 含50%石蜡的硬脂酸石蜡胶的制备流程示意图
1—氨水槽 2—熬胶锅 3—搅拌器 4—蒸汽夹套 5—贮存槽 6—泵
④实例四：含50%石蜡的硬脂酸石蜡胶的制备：氨水用量和添加的表面活性剂用量等详见表10—2—99中编号4。在熬制过程中添加表面活性剂等，其目的是促进石蜡颗粒的稳定。这一实例的制备流程如图10—2—44所示。
图10—2—44 含50%石蜡的硬脂酸石蜡胶的制备流程示意图
1—药液槽 2—熬胶锅 3—搅拌器 4—过滤器 5—喷射乳化器 6—冷水槽 7—乳化槽 8—泵
熬制操作如表10—2—101所示。
表10—2—101
(3)硬脂酸石蜡胶的使用
硬脂酸石蜡胶一般用作浆内施胶剂，主要用于防油纸，可以提高防油纸抗水性和手感平滑性。硬脂酸石蜡胶也可用于包针纸，或与松香胶混合应用于打字纸的施胶，这样可使纸质柔软，纸面光滑。
硬脂酸石蜡胶应用于防油纸的用量和施胶效果如表10—2—102所示。
表10—2—102
硬脂酸石蜡胶应用于打字纸的用量和施胶效果如表10—2—103所示。
表10—2—103
(4)使用硬脂酸石蜡胶的优缺点
优点：
①硬脂酸石蜡胶与硬脂酸铵胶相比较，在相同使用量时，前者施胶度高，手感平滑性好，可降低胶料用量。
②由于石蜡比硬脂酸的成本低，这样尽管硬脂酸石蜡胶加入其他表面活性剂和保护胶体等，但单位成本仍低于硬脂酸铵胶。
③由于硫酸铝的消耗主要是对应硬脂酸胶或松香胶，所以采用硬脂酸石蜡胶的硫酸铝用量减少，且硬脂酸石蜡胶适用pH值范围较大，例如，在防油纸抄造过程中，网前箱酸值达pH6．2也仍有良好的施胶效果。
④网前箱泡沫大量减少。
缺点：
①硬脂酸石蜡胶的熬制较复杂，需严格控制工艺技术条件。
②在使用时，如果温度高于石蜡熔点，则纸机压榨辊面可能出现大量蜡点，甚至可能堵塞毛毯、成形网等，直接影响正常生产。而硬脂酸胶则不受使用温度的影响(40℃以上时)。
3．硬脂酸钠胶
硬脂酸钠胶多用于防渗透照相原纸的施胶，也见用于石棉纸、模压纸制品的施胶。用于防渗透照相原纸的主要目的是提高抗水性能和防渗透性能。
硬脂酸钠胶的施胶作用与松香胶近似，但其化学反应性能极不活泼。硬脂酸钠的溶解度较低，在贮存和使用时均应保持一定的温度。
(1)熬制实例
①设备：与熬制松香的设备大体相同，熬胶锅的容积为1．5m3，带有蒸汽夹套加热装置，搅拌器转数为25r／min，装有喷射乳化器。
②原料配用量：原料配用量如表10—2—104所示。
表10—2—104
③熬制操作：熬制操作如表10—2—105所示。
表10—2—105
(2)使用情况
硬脂酸钠胶的溶解度较低，使用时应经常保持贮存槽内温度不得低丁60℃，否则胶料凝结无法使用。而待胶料添加至纸料中混合分散后，温度高低的影响不大。
输送管道无法保温，停用时间稍长时，胶料也会在管道中凝结。解决的措施是，采用连续缓慢地向纸料内添加胶料，而在特殊情况停用时，放料节门不要关死，少许开启一些，将胶液用泵送回贮存槽，以保持管道中胶液不间断地流动，避免凝结。
(3)使用量
生产防渗透照相原纸的硬脂酸钠用量一般为2～3%(对风干浆量)，硫酸铝用量约为4%。一种生产防渗透照相原纸的辅助用量示例如表10—2—106所示。
表10—2—106
