一种提高水包油乳液稳定性的方法技术

本发明专利技术针对水包油乳液因粘度变化导致的不稳定问题，通过两种指定结构的助剂，及特殊的乳化工艺，使两种助剂发挥协同作用，达到乳液中水相与油相结合更为紧密的目的，提高乳液的共沸点，在高温及暴露在空气中时防止乳液水相成分变化，解决了乳液长期储存中由于乳液分层导致的粘度梯度变化，保证乳液粘度的纵向一致，进而提高乳液稳定性，特别是延长在高温环境下的储存周期。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术针对水包油乳液因粘度变化导致的不稳定问题，通过两种指定结构的助剂，及特殊的乳化工艺，使两种助剂发挥协同作用，达到乳液中水相与油相结合更为紧密的目的，提高乳液的共沸点，在高温及暴露在空气中时防止乳液水相成分变化，解决了乳液长期储存中由于乳液分层导致的粘度梯度变化，保证乳液粘度的纵向一致，进而提高乳液稳定性，特别是延长在高温环境下的储存周期。【专利说明】
本专利技术涉及。由于乳液属于精细化学品，因此 本专利技术属于精细化学品

技术介绍
随着社会的发展，人类对生存环境的保护意识也不断提高，当今世界环保问题已 越来越受到重视。在此情况下，水包油乳液产品的消费量已经呈现逐年上升趋势，在某些行 业正逐步取代油性产品，但由于水包油乳液属于亚稳定体系，随着环境变化尤其在温度升 高时，自身会出现如分层、结块等不稳定问题，严重影响了水包油乳液产品特别是长时间储 存后的应用和市场占有率。 通常情况下，水包油乳液可分为油相和水相，通过特殊的工艺辅以乳化剂、分散剂 等助剂使油相液滴以互不相连的形态分散在水相中，产品在储存过程中由于范德华力和布 朗运动的作用，两相液滴进行无规则的分子热运动，粒子间的相互碰撞导致聚集、聚并，高 温下粒子运动更为剧烈，因此，水包油乳液持续处于不稳定状态。目前出现了以下提高水包 油乳液稳定性的方法，CN101003008B从乳化工艺自身入手，将作为乳化剂的含有羟基的聚 醚分子进行化学改性处理，生成新的封端聚醚，提高乳化效率，改变油相粒子乳化后的粒径 及被覆率，但此乳液在高温下储存稳定性表现较差;AU2012333911向乳液体系中加入带电 离子助剂，同时以分步后续加入的工艺使电荷吸附在油相微粒的表面，通过离子相斥的作 用，以此提高乳液稳定性，但由于电荷作用本身分散、强度较低且受pH影响较大，此方法制 备的乳液储存稳定性可以得到改善，但需要大量的带电离子助剂，增加成本;US4664844通 过加入0.05-0.5%大分子聚合物，如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺等聚合物增加乳液粘度， 控制粒子的运动幅度及范围，从而增加乳液稳定性，此种方法在一定范围内起到了提高乳 液稳定性的作用，但通过增加粘度来提高乳液稳定性的方法使用较为局限，尤其是应用在 对乳液粘度有要求的行业;TW201236733A采用多元醇及小分子醇，同时改变冷却搅拌速度 阻止乳液初始油相凝聚，但此方法对乳液在高温下储存稳定性没有帮助;CN104946134A通 过停止搅拌的特殊工艺，以及后处理中加入稳定剂，一定程度上提高了高固含量乳液的稳 定性，但此方法主要是针对固含量大于50%的乳液，其应用范围受到了一定的限制。 同时，乳液稳定性问题与其内部助剂的副作用有很大关系。例如在涂料及油墨行 业，为了达到即用速干的目的，需添加如环烷酸钴及环烷酸稀土等催干剂，因而此类产品存 在储存稳定性较差的问题;CN103691956A利用加入还原性物质，在保证粘度的基础上，一定 程度上提高了水性涂料的储存周期，但此方法仅在有特定催干剂存在时才会发挥作用； CN103108675选择甘油、山梨醇等小分子醇及其混合物作为化妆品乳液保湿剂以增加其使 用后的持续时间，但对增加储存稳定性作用较小。 随着纳米技术的发展，人们尝试通过pickering乳液来解决乳液的稳定性问题。 US4303549保护加入一种化合价大于1的金属离子，包括铝、铁、镁、钙，其可与15-25%脂肪酸 反应，从而增加油相粒子的疏水表面，进而提高乳液稳定性;US5866041通过加入疏水粒子 如气相改性二氧化硅、金属氢氧化物等提高高温下稳定性，同时将如格尔伯特醇等可溶于 水的小分子物质作为水相载体提高稳定性;CN101180117A使油相成分的微粒被亲水性无机 微粒如碳酸钙覆盖，通过两步加水及停止搅拌等工艺分散油相微粒，达到提高稳定性的目 的。虽然Pickering乳液在改善乳液稳定性上取得了一定的进展，但由于纳米级别的疏水粒 子本身价格昂贵，且需改性处理，在制备乳液过程中对工艺要求也更为严格，更重要的是， 其应用时对后续产品会产生诸如遗留硅斑、固体杂质等问题，严重影响了其应用价值。
技术实现思路
本专利技术针对水包油乳液因粘度变化导致的不稳定问题，通过两种指定结构的助 剂，及特殊的乳化工艺，使两种助剂发挥协同作用，达到乳液中水相与油相结合更为紧密的 目的，提高乳液的共沸点，在高温及暴露在空气中时防止乳液水相成分变化，解决了乳液长 期储存中由于乳液分层导致的粘度梯度变化，保证乳液粘度的纵向一致，进而提高乳液稳 定性，特别是延长在高温环境下的储存周期。 本专利技术所述的水包油乳液包括以下组分： 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-Π 及其含氧衍生物A-III，可 以单独使用或混合使用，用量占乳液总质量的10-45%。 固体烃类A-I，室温下为固体，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、氯化石油蜡、硝化石油蜡、磺化石油蜡、防锈蜡。 液体烃类A-π为原油中的250-415 °C的馏分进行氢化而得到的物质，室温下为液 体，选自煤油、柴油、机油、白油、液蜡、烷基苯、凡士林、环烷油。 含氧衍生物A-ΠΙ为高级脂肪族化合物，包括高级脂肪醇、高级脂肪酸、高级脂肪 酸酯。高级脂肪醇为C8-30的一元饱和脂肪醇，包括天然脂肪醇和合成脂肪醇，选自单一碳 原子数的C8醇、C10醇、C12醇、C14醇、C16醇、C18醇、C20醇、C22醇、C24醇、C26醇、 C28醇和C30醇;也可使用具有不同碳原子数的混合脂肪醇，如C8-C10醇、C8-C14醇、C8- C18醇、C12-C14醇、C12-C18醇、C14-C16醇、C16-C18醇。高级脂肪酸为C12-22的饱和 或不饱和的一元羧酸，选自月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、山嵛酸、珠光脂酸、 油酸、亚油酸、亚麻酸。高级脂肪酸酯为一元醇脂肪酸酯和多元醇脂肪酸酯，选自硬脂酸十 四醇酯、硬脂酸异十六醇酯、硬脂酸十八醇酯、十八烷酸十八烷基酯、硬脂酸二十烷醇酯、癸 基十四醇鲸蜡硬脂酸酯、油酸十四醇酯、油酸油醇酯、辛基十二醇肉豆蔻酸酯、2-辛基十二 醇硬脂酸酯、棕榈酸十六酯、十二醇油酸酯。 B.乳化剂 所述乳化剂包括乳化剂B-I及乳化剂B-II。 乳化剂B-I为亲油类乳化剂，选自失水山梨醇单硬脂酸酯、失水山梨醇单油酸酯、 失水山梨醇三硬脂酸酯、失水山梨醇三油酸酯、乙二醇硬脂酸酯、乙二醇月桂酸酯、丙二醇 油酸酯、丙二醇硬脂酸酯、甘油单硬脂酸酯、甘油单月桂酸酯、二乙二醇单月桂酸酯、季戊四 醇硬脂酸酯、硬脂酸异辛酯。所述乳化剂B-I用量为乳液总质量的的0.1~5%。乳化剂B-II为亲水类乳化剂，选自聚氧乙稀（20)失水山梨醇单硬脂酸酯、聚氧乙 烯(20)失水山梨醇单油酸酯、聚氧乙烯(20)失水山梨醇三硬脂酸酯、聚乙二醇2000、聚乙二 醇4000、硬脂酸聚氧乙烯（20)醚、油酸聚氧乙烯(20)醚、硬脂醇聚氧乙烯（20)醚、蓖麻油聚 氧乙烯（20)醚、三乙醇胺油酸钠、聚乙二醇4000单油酸酯、聚乙二醇2000单月桂酸酯、聚乙 二醇2000单硬脂酸酯。所述乳化剂B-II用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高水包油乳液稳定性的方法，其特征在于，所述水包油乳液由以下组分组成：A.烃类及其含氧衍生物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，用量占乳液总质量的10‑45%；固体烃类A‑I，室温下为固体，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、氯化石油蜡、硝化石油蜡、磺化石油蜡、防锈蜡；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，室温下为液体，选自煤油、柴油、机油、白油、液蜡、烷基苯、凡士林、环烷油；含氧衍生物A‑III为高级脂肪族化合物，包括高级脂肪醇、高级脂肪酸、高级脂肪酸酯；高级脂肪醇为C8‑30的一元饱和脂肪醇，包括天然脂肪醇和合成脂肪醇，选自单一碳原子数的C8 醇、C10 醇、C12 醇、C14 醇、C16 醇、C18 醇、C20 醇、C22 醇、C24 醇、C26 醇、C28 醇和C30 醇；也可使用具有不同碳原子数的混合脂肪醇，如C8‑C10 醇、C8‑C14 醇、C8‑C18 醇、C12‑C14 醇、C12‑C18 醇、C14‑C16 醇、C16‑C18 醇；高级脂肪酸为C12‑22 的饱和或不饱和的一元羧酸，选自月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、山嵛酸、珠光脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸；高级脂肪酸酯为一元醇脂肪酸酯和多元醇脂肪酸酯，选自硬脂酸十四醇酯、硬脂酸异十六醇酯、硬脂酸十八醇酯、十八烷酸十八烷基酯、硬脂酸二十烷醇酯、癸基十四醇鲸蜡硬脂酸酯、油酸十四醇酯、油酸油醇酯、辛基十二醇肉豆蔻酸酯、2‑辛基十二醇硬脂酸酯、棕榈酸十六酯、十二醇油酸酯；B.乳化剂乳化剂包括乳化剂B‑I及乳化剂B‑II；乳化剂B‑I为亲油类乳化剂，选自失水山梨醇单硬脂酸酯、失水山梨醇单油酸酯、失水山梨醇三硬脂酸酯、失水山梨醇三油酸酯、乙二醇硬脂酸酯、乙二醇月桂酸酯、丙二醇油酸酯、丙二醇硬脂酸酯、甘油单硬脂酸酯、甘油单月桂酸酯、二乙二醇单月桂酸酯、季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸异辛酯，用量为乳液总质量的的0.1~5%；乳化剂B‑II为亲水类乳化剂，选自聚氧乙烯(20)失水山梨醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯(20)失水山梨醇单油酸酯、聚氧乙烯(20)失水山梨醇三硬脂酸酯、聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、硬脂酸聚氧乙烯(20)醚、油酸聚氧乙烯(20)醚、硬脂醇聚氧乙烯(20)醚、蓖麻油聚氧乙烯(20)醚、三乙醇胺油酸钠、聚乙二醇4000单油酸酯、聚乙二醇2000单月桂酸酯，用量为乳液总质量的0.1~5%；C.水水为去离子水，用量为乳液总质量的49~79%；D.缓冲液缓冲液为无机弱酸及其盐的混合物或无机弱碱及其盐的混合物，浓度为0.01~0.1 mol/L，选自磷酸氢二钠–柠檬酸缓冲液、邻苯二甲酸‑盐酸缓冲液、柠檬酸‑氢氧化钠‑盐酸缓冲液、柠檬酸‑柠檬酸钠缓冲液、乙酸‑乙酸钠缓冲液、磷酸氢二钠‑磷酸二氢钠缓冲液、磷酸氢二钠‑磷酸二氢钾缓冲液、磷酸二氢钾‑氢氧化钠缓冲液、硼酸‑硼砂缓冲液、硼砂‑氢氧化钠缓冲液、碳酸钠‑碳酸氢钠缓冲液、氨－氯化铵缓冲液，用量为乳液总质量的0.1~5%；E.分散剂分散剂为烷基芳基磺酸盐，结构式如下：式中R为碳原子数6‑20的饱和烷基，包括直链烷基和支链烷基；下标p为聚合度，取值为0或1；烷基芳基磺酸盐选自己基苯磺酸钠、癸基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十四烷基苯磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、辛基二苯醚二磺酸钠、癸基二苯醚二磺酸钠、十四烷基二苯醚二磺酸钠、十六烷基二苯醚二磺酸钠；所述分散剂用量为乳液总质量的0.1~5%；F.杀菌剂杀菌剂选自十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵、十四烷基二甲基苄基氯化铵、聚季铵盐、二氯异氰尿酸钠（优氯净）、三氯异氰尿酸钠、异噻唑啉酮、苯并异噻唑啉酮，用量为乳液总质量的 0.01~0.1%；G.增稠剂增稠剂包括天然增稠剂和合成增稠剂，选自汉生胶、瓜尔胶、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、甲基纤维素、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸类、聚丙烯酸盐类，优选聚丙烯酸类，用量为乳液总质量的0.1~5%；H.助剂I助剂I结构如下：其中Y为原子可提供4个空轨道的金属或非金属物质，选自C、Si、Ge、Sn；R1、R2为氢或碳原子数为1‑3的烷基，二者可以相同也可以不同，且R1与R2链末端可相连形成环状物，或者R1为氧基时R2不存在，R2为氧基时R1不存在；R3存在时与N‑R4基团相同，不存在时Y与N间形成双键；R4为氢或羟基；所述助剂I用量为乳液总质量的0.1~5%；I.助剂II助剂II结构如下：其中X为原子可提供4个空轨道的金属或非金属物质，选自C、Si、Ge、Sn；R5、R6、R7为饱和烷基或氢，为饱和烷基时任意碳上的一个氢原子可被羟基取代，末端碳可被甲氧基或乙氧基取代，三者总碳...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方放，刘杨，单珍，吴飞，曹添，
申请(专利权)人：江苏四新科技应用研究所股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32