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涂料相关知识学习资料第一部分 造纸涂料的组成及其指标一 涂料的组成部分1白色颜料2、 胶黏剂3、助剂 4、 水 二涂料的指标及相关性能1固含量：涂料中固形物的含量，以百分比为单位。即涂料的绝干量/涂料的总湿量*100%。高的涂料固含量干燥速度快，保水性好，具有高的光泽度。2 粘度：涂料流动的难易程度，用cps或mpas表示。低剪切粘度（检测仪器：NDJ-1型旋转型粘度计或数显粘度计）反映涂料的流变性性能，高剪切粘度反映涂料抗剪切的性能。3 PH值：涂料酸碱度的一种表示方法，涂料在碱性条件下控制其流动性好，系统稳定。成纸表面PH值控制在9.0-9.5范围内油墨的干燥速度快（油墨吸收性好）。4 涂料的温度：涂料的温度恒定，涂料的粘度稳定性好，利于涂布操作。5 涂料的保水性：保持涂料中的水分不被原纸吸收的能力。保水性好的涂料，可以减少涂料中胶黏剂的迁移，改善涂布适性，胶黏剂向原纸内部迁移少，还有利于提高涂布成纸的表面强度等。注：.涂料检测的几大指标有粘度、固含量、PH值、温度、保水性。检测仪器：粘度：NDJ-1型旋转型粘度计或数显粘度计，单位：用cps或mpas表示，成品涂料粘度指标：一般为1000-1300mpas（25）。其粘度指标根据不同的造纸车速、不同的涂布方式（刮刀涂布、气刀涂布、计量棒涂布）有较大的差别。PH值：数显酸度计或试纸固含量：涂料的总绝干量涂料总湿量100%，所用仪器为：干燥圆瓷皿、干燥箱、电子称。方法：将圆瓷皿烘干至恒重，称其重量，并作好记录；取适量湿涂料均匀地放在圆瓷皿内，并称其总重量，算出湿涂料的重量，并做好记录(湿涂料的质量一般为1-2g)；将盛有湿涂料的圆瓷皿放入干燥箱内烘干至恒重，用钳子将圆瓷皿取出，迅速称其重量，计算出涂料的绝干量。注：干燥箱的温度一般设置在105.烘干每种化工时间有所区别。杭州部分厂家在做涂料的固含量时，有些不规范，他们不使用圆瓷皿，而为了方便或节约成本使用人工叠成的小纸盒，因为圆瓷皿是易损件而且不容易清洗，使用一次性纸盒可以比较方便，但其检测结果相对不同的化工其准确度较差。温度：常规的温度计。保水性：简易方法可使用试纸，将PH值试纸平铺在涂料液的表面（必须除去表面的气泡），并计时，待试纸完全变色后，所用总时间即为该涂料的保水值，以S计算；渗透法检测：使用渗透仪。.现在涂料的发展趋势为低粘度高固含量。第二部分 涂布颜料一 涂布的目的1 改善纸或纸板的印刷性能2 赋予纸张良好的光学性能（白度、光泽度、不透明度等）。3 提高产品的附加值。二 颜料的种类：高岭土、重质碳酸钙、轻钙、有机颜料、钛白粉、缎白、滑石粉、氢氧化铝、硫酸钡等。三 白色颜料的作用及其性能1 白色颜料的作用：填充纸幅空隙和覆盖纤维，平整纸张表面，使之变成匀整和吸收均匀的印刷表面，并改进纸板的外观。2 高岭土的结构及性能高岭土：俗称白土，也叫瓷土。其结构为水合硅酸铝，化学结构式为：AL2O3.2SiO2.2H2O。六面体片状结构分类：A.非含水土煅烧土 B.含水土：a、标准土 b剥片土物化性质：外观为白色或微黄色，粉末状或膏状。白度在85%以上，白度的影响因素为铁的含量。比重2.58g/cm3左右，折射率1.57左右。3 高岭土的使用原则(1)、常规土：获得光泽度、遮盖率及平滑度；(2)、剥片土：优异的光泽度及良好的遮盖性；(3)、煅烧土：优异的遮盖性及良好的油墨接受性。各种高岭土其流变性能比较：标准土剥片土煅烧土4 煅烧土的分类煅烧瓷土是由片状瓷土高温煅烧而成。可分为(1)、 部分煅烧土，650800脱除结晶水，形成小孔。(2)、 完全煅烧土，10001050。高温煅烧后，结晶水脱除，形成许多不透的小孔，增加表面积，故对油墨接受性好。5 煅烧瓷土的作用a. 在较低的涂料固含量时，可提高涂料的不流动性，一般涂料涂布后渗入纤维夹层，干燥后形成凹坑，而煅烧土干燥后不会收缩，可避免形成凹坑。b. 可改变印刷适性。c. 油墨的吸收性好，印刷网点失落少。6 纸张对油墨吸收性的影响因素a 涂料胶粘剂的种类和用量b. 颜料的种类，具有高的颜料容积的涂布颜料，会具有高的K&N值。c.定向性好和填充密度高的颜料会降低油墨吸收性。7 碳酸钙的分类及其使用特点 碳酸钙可分为轻钙（PCC）和重钙(GCC).其优点为：(1)、 白度高，晶形好，粒径细，-2um能达到95%，(2)、 有利于提高固含量（一般为70%左右）。(3)、 油墨的吸收性好。(4)、 胶黏剂的用量少，涂布拉毛强度高。(5)、 对涂布纸光泽度影响较大，-2um比例95%时对光泽度没有影响。碳酸钙容易沉淀，但-2um粒径比例95%时，不易沉淀。8 碳酸钙的作用(1)、提高白度（白度高于高岭土）(2)、提高不透明度（即遮盖性）。(3)、稳定纸面的值。()、改善印刷干燥性。()、相对较高的拉毛强度，但粒径粗时会影响光泽度。重质碳酸钙与轻钙的区别：种类性能重质碳酸钙轻质碳酸钙流变性低的粘度，流动性好流变性较差保水性低高值稳定稳定光学性能提高白度，降低不透明度提高白度，提高不透明度胶黏剂用量低稍高10.有机颜料（亦称塑性颜料）：乳白色泛绿光液体，其主要成分为聚苯乙烯、苯乙烯、丙烯酸酯共聚物，其主要优点为具有优质的光泽度、印刷适性好。缺点为固含量低，而且价格比较昂贵，使用成本高。目前生产塑性颜料的厂家和型号有：陶氏 DPP-756；台湾 SG-88；罗门哈斯 HP-438（空心球）。11缎白：其是一种现用现制备的白色颜料，具有高的光泽度、高的白度。缎白的制备过程对配制专用设备、反应时间、温度及配比有严格的要求。(1)、缎白的制备过程a.无铁AL2（SO4）3的溶解b.Ca(OH)2的分散c.混合反应d.分散(2).物理性质外观：白色浆液 结构形状：针状（反应过程成菜花状）白度： 94%以上 粒径：-2um，平均粒径0.5um左右横截面：0.1-0.2um PH值：11-13.5比表面积：18-30m2/g.(3).缎白的优点：a.SW具有大量的空隙体积，可提高涂层的遮盖，改善印刷适性。b.具有高的白度及光泽度，与瓷土配合使用可获得较好的光泽度与遮盖、平滑度及白度。c与大多数涂料组份的相容性好。(4).缎白的缺点：a固含量低，一般配比为10-20%，不易多用，不适应高速涂布。b因其比表面积相对其他颜料较大，固其需要消耗较多数量的胶黏剂，是高岭土用量的3倍。 四.影响颜料分散效果的因素： 分散强度：高速分散机的转速，叶片类型及直径大小。分散强度不足时，难以用延长时间来弥补。 分散时间和温度，分散强度足够时，若要达到良好的分散目的，必须保证足够的分散时间，通常用分散液的温度来衡量。 分散液的浓度，分散液必须具有适当的浓度，太高浓度或太低浓度都不易分散，不能达到良好的分散。浓度太高时，设备运转困难，容易损伤设备。浓度太低时，颜料颗粒间的碰撞几率小，受到设备的剪切力小，分散效果差，不能满足分散的要求。 分散剂的种类及其用量 颜料的种类及其在涂料分散液中的配比。 分散液的值的大小，一般为8.5-9.5分散效果最佳。第三部分 胶黏剂一 胶黏剂的作用 粘结颜料粒子与粒子之间，颜料粒子与原纸之间，提供涂层足够的强度。 作为颜料的载体。 控制印刷油墨的吸收性。二涂料对胶黏剂的要求理想的胶黏剂，其应具备如下特征 良好的粘结能力； 良好的保水性能； 易溶于水； 与涂料中其它组份有良好的兼容性； 易于装卸； 对涂料的粘度有较小或所希望的影响； 机械稳定性和化学稳定性好； 良好的光学性能； 良好的物理性能； 无毒性气味性小，且无害于人体健康； 起泡性小； 抗细菌能力强； 价格较便宜，容易获得。三胶黏剂的分类涂料胶黏剂可分为天然胶黏剂（淀粉、大豆蛋白、干酪素等）与合成胶黏剂（PVA、胶乳、辅助胶黏剂CMC、液体保水剂等）。 淀粉：(1)、原淀粉喷雾淀粉(2)、变性淀粉：A.阳离子淀粉 B. 两性淀粉 C.多元淀粉 D.阴离子淀粉：a.氧化淀粉（加氧化剂）b.磷酸酯淀粉 c羧甲基淀粉CMS2 丁苯胶乳：该产品为丁二烯与苯乙烯的聚合物。丁二烯为软单体，粘结强度高；苯乙烯为硬单体，清澈透明刚性好，具有较好的光泽。一般厂家生产的丁苯胶乳的机械稳定性和化学稳定性较差，必须进行羧基化。一般软硬单体的配比为1：1.25，经过羧基化的胶乳，其稳定性好，亲水性强。平均粒径：0.13-0.20um,特征：泛蓝光色，粒径偏小；泛红黄色，其粒径偏大。丁苯胶乳检验标准及结果检验项目技术标准检 验 结 果外 观乳白色带蓝光液体固 含 量502%粘 度300mpsPH 值6.5-8.5机械稳定性0.03%化学稳定性0.003%以上为丁苯胶乳的检测项目及技术标准，以供参考。目前大型的生产厂家与型号有：上海巴斯夫胶乳 3708、516等；陶氏胶乳 DL-930 ； 宁波LG胶乳 LG-783 ，LG-780等。第四部分 涂料助剂涂料助剂是涂料中非常重要的组成部分，优质的涂料助剂与合理的应用工艺能大大改善涂料的流变性、抗剪切性能、涂布适应性、涂布成品纸的印刷适性等。按其功能其可分为分散剂、润滑剂、抗水剂（耐水化剂）、保水剂、流变改进剂、增白剂、消泡剂、杀菌剂、调色剂等。 分散剂：(1)、分散剂的种类：分散剂可分为无机分散剂和有机分散剂。无机分散剂有焦磷酸钠、偏磷酸钠等，其具有瞬间分散效果好，但分散液经较长时间的储存后其粘度的稳定性不好，容易增稠或分层，不利于涂布质量的稳定性；有机分散剂有聚丙烯酸类、聚羧酸类等，该分散剂也称长效分散剂，分散液的粘度稳定性好，涂布适性好，而且用量小，使用成本低等特点。(2)、分散剂的作用与功能：化学分散剂用于增湿颜料粒子，调节颜料粒子表面的电荷，使颜料颗粒表面带相同的电荷，达到颗粒间的排斥作用，防止颜料颗粒的絮凝，降低粘度，有利于颜料液的分散。(3)、分散剂的分散原理： a. 分散剂是一种高分子电解质，在溶液中电离成正负离子。 b.其阴离子强烈地吸附在颜料粒子的表面，使颜料溶液中存有过量的阳离子，形成双电层。2保水剂：（C6H10O5）n 型号有-5G，-10，-20等。保水剂的作用与功能：(1)、 减少胶黏剂向原纸及涂层表面的迁移；(2)、 改善涂料的流变性；(3)、 纯胶乳配方中增白剂的载体。目前的生产厂家和型号有：江阴CMC-10；苏州CMC-10；湖北达雅CMC；张家港CMC-5G，-10，-20；弘博化工CMC-10，-20；江门CMC-10；九洲化工 ：液体保水剂NCC-HASE1022等。3. 抗水剂（也称耐水化剂）(1)、抗水剂的种类a. 三聚氰胺甲醛树脂（MF）b. 脲醛树脂（UF）c. 乙二醛d. 碳酸锆盐类（熟化速度快）e. 聚酰胺聚脲树脂（PAPU）(2)、 抗水剂的主要作用减少颜料、胶黏剂干燥成膜后对水的敏感性，改善印刷适性，提高涂布纸的抗湿摩擦性能，提高拉毛强度，在胶版印刷中的压力迁引或再湿水作用下，防止涂层掉毛掉粉。无甲醛抗水剂：固化迅速，不需要熟化期，涂布成纸下机后就具有抗湿摩擦效果，其使用效果是氨基树脂抗水剂的两倍。4. 润滑剂润滑剂的作用：(1)、 提高涂料的流变性，改善涂布适性；(2)、使颜料颗粒相对有序一致性地排列，相应提高涂布纸的平滑度；(3)、延长涂布刮刀的使用寿命，节约涂布成本。(4)、提高涂布纸在印刷时的抗粉尘现象，改善印刷适性，减少掉毛掉粉。(5)、防止涂布纸在超级压光、施水压榨处的粘辊现象。润滑剂的种类：(1)、硬脂酸钙乳液粒径不均匀时易沉淀，产生涂布条痕；(2)、石蜡乳液不常用 (3)、改性硅酮高分子类新型润滑剂，性价比合理，相对用量小，使用效果好。5. 增白剂：使具有相当白度的涂布纸提高白度。原理：能将紫外光转变为紫色的或蓝色的可见光反射出来，产生光学的增白作用。VBL：胺基氏黄酸 FBP-L：胺基二苯乙烯类6. 杀菌剂（防腐剂）功能：防止或阻止因微生物细菌引起的涂料变质现象。种类：异噻唑啉酮类；三氟化氰类；CIT/MIT、BNP复合物。7. 消泡剂（泡沫控制剂）泡沫：分散在液体中的气体（指空气）。(1)泡沫形成的原因：A、 涂料成分中很多组分易形成气泡，如淀粉、胶乳、硬脂酸钙润滑剂等。B、 快速强烈搅拌，易将表面气泡带到涂料液体内，尤其在涂料振动筛处。C、 在液相、气相界面的表面活性剂，倾向