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造纸涂料化学品简介和反应机理
2020年09月10日         新闻来源:涂料在线 coatingol.com  |  投稿

造纸涂料由颜料、胶粘剂、助剂和水组成,通过涂布机喷涂覆盖在纸张表面,改善纸页表面性能的化学品。


一、颜料

颜料作用:填充纸幅空隙,覆盖纤维,平整纸张表面,并改进成纸外观和印刷性能(平滑度、不透明度、亮度、油墨吸收性、光泽度等)。

颜料性能对纸张涂布的品质起决定性作用,主要包括白度、颗粒粒径和粒径分布、颗粒形状、筛余物,胶粘剂用量等涂料在线coatingol.com

涂布颜料经常由多种颜料混合达到涂布质量要求。

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常用颜料分两大类:

A、矿物颜料:天然沉积而成的矿物颜料,有高岭土(瓷土)、煅烧高岭土、碳酸钙(轻质和重质)、硫酸钡、缎白等。

B、有机颜料:塑性颜料。


二、胶粘剂

胶粘剂主要作用:

A、将颜料颗粒相互胶粘并粘在原纸上;

B、作为颜料的载运体,在决定涂料的粘度、流变性保水性、固化时间等方面,起着重要作用;

C、涂层中胶粘剂的量及其分布也影响到最后涂层的光学性质及印刷性能。

胶粘剂种类和用量影响涂料性能主要有:流变性、涂料固含量、抗水性、压光性能、胶粘性、抗油性、耐折性、适印性等。

对胶粘剂要求:

A、对颜料粘结力要强;

B、对颜料及其他助剂相溶性要好;

C、要有适当的粘度和保水性;

D、要有一定的成膜性,并且要有微孔结构和具有可塑性,对油墨有一定的吸附作用。

常用的胶粘剂有两类:

A、天然胶粘剂(淀粉、干酪素、蛋白);

B、合成胶粘剂(胶乳),主要有丁苯、醋酸乙烯酯、乙烯丙烯酸、丙烯酸、聚乙烯醇等。

胶粘剂添加用量影响:胶粘剂用量太多会造成纸面涂层封闭,影响油墨吸收和光泽度,太少又会造成涂料粘结强度低,表面强度低,出现爆粉或掉粉问题。


三、涂布助剂

常用的涂布助剂主要有:分散剂、粘度改良剂、抗水剂、润滑剂、增白剂、染料、杀菌剂、消泡剂、PH控制剂等。

1、分散剂

分散剂作用:分散剂是在颜料的分散过程中帮助润湿,降低浆料粘度使分散容易,并且使分散后的颗粒稳定地悬浮在液体中的助剂,故选择合适的分散剂,对涂料的展色性、体系稳定性、相容性等性能的提高有很大帮助。


分散包括三个过程

1. 润湿:液体对固体表面的良好润湿。

2. 解絮凝:颜填料粒子在贮存的过程中,会因为范德华力相互聚集成为聚集体,需要分散剂的作用使粒子均匀分布形成悬浮体而不再絮凝。

3. 稳定:颜填料分散之后,使其在无外力影响的情况下能处于稳定均匀的悬浮状态。

分散剂的主要类型有:阴离子聚合物(聚丙烯酸钠等),多磷酸盐等。

2、粘度改良剂

又叫流变改良剂或增稠剂,用于控制涂料的粘度和保水性。

常用的粘度改良剂有:羧甲基纤维素(CMC)、羟乙基纤维素(HEC)、聚丙烯酸盐、交联增稠剂等。

3、润滑剂

润滑剂的作用:减少涂料与机器之间摩擦,减少原纸与涂布装置之间的摩擦,提高湿涂料的流动性能,提高涂布刮刀使用寿命;改变纸张的表面,减少纸张之间及其他表面之间的摩擦,在压光时,润滑剂从热压光辊上的涂层中迁移出来,并在辊上形成一个膜层,从而阻止涂料粘附在辊上;在切纸和印刷时防止掉粉问题产生。

常用的润滑剂有:硬脂酸钙、蜡乳液等。

最常用的润滑剂为硬脂酸钙,由硬脂酸和氢氧化钙反应制成。在抗掉粉性能上,粒子规格和形状很重要,最佳规格是5-10um,形状应该是扁平型,扁平型可使硬脂酸钙汇集在颜料上,增加干涂层表面的塑性,并在通过压光机和印刷时减少掉粉。

4、抗水剂(交联剂)

抗水剂主要功能是增加涂层的抗水性。涂层的防水性可以通过测量湿耐磨和湿粘附性来判断。

抗水剂反应机理:抗水剂与涂料胶粘剂中的羧基和羟基反应,与胶粘剂相互交联,在胶粘剂周围形成一个不溶性网络,减少对水的敏感性,防止胶粘剂与水或溶液接触丧失粘结力。

抗水剂的选择主要依据:所需抗水程度、胶粘剂的类型、涂料粘度、PH限制等。

涂料中胶粘剂的用量和类型决定了胶粘剂的加入量,通常抗水剂为胶粘剂总量的5-10%。抗水剂用量过大会造成开裂问题。抗水剂应该是涂料的最后一个组分。

抗水剂种类有:乙二醛及其衍生物、蜜胺甲醛和脲甲醛树脂、锆基交联剂(氨基碳酸锆、碳酸锆铵、碳酸锆钾等)。目前常用的是锆基交联剂。

5、杀菌剂

杀菌剂作用:涂料中的有机成分为细菌和真菌的生长提供了一个完美的环境,加入杀菌剂可以抑制细菌生长。

细菌会影响涂料的流变性、降低粘结强度、改变涂料PH值、变色、产生异味等。

常用的杀菌剂有:有机硫化物、氯酚类、异噻唑啉酮、季铵盐类等。

6、PH控制剂

PH值控制剂作用:用与调节PH值,提供制备所需PH值环境。

常用PH值控制剂有:氢氧化钠、氢氧化铵(不稳定,有刺激性)等。

7、光学增白剂、染料

光学增白剂又叫OBA  主要作用是用于提高成纸白度。涂料中常用的为四磺酸OBA,有较好的亲和力和可溶性,比二磺酸OBA可溶性高。

OBA作用机理:OBA在波长300-360nm波长时,吸收紫外辐射能,并且在可见光范围内(主要蓝光波长区)内再辐射出来。增加了光辐射量,使得有较高的白度,因反射光带蓝色,抵消了纸张的黄色色调,使纸张看起来较白。

染料作用:调整纸张所需的色相。涂料中常用有紫色颜料和蓝色颜料。

8、消泡剂

消泡剂作用:消除涂料中所含气泡和抑制涂料中泡沫的产生。

涂料中含有泡沫会导致涂料粘度增加,影响涂料的流动,在纸面会出现针眼等纸病。

常用的消泡剂有:油性产品(乳化脂肪酸、硅乳液、碳氢化合物等)、水性产品(乙醇和甲醇)、聚合类。油性产品最常用,作用持续时间长,水性产品作用时间短,聚合类有效性介于两者之间。


标签:工业涂料辅料与设备涂装应用技术中心涂装
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