颜料涂布纸原料—颜料.ppt

2020/6/3,1,2.2颜料涂布纸原料,2020/6/3,2,人生犹如化学,人一定要足够优秀或足够强大，如果你只是弱酸或弱碱，那即使是滥情如Al(OH)3者也不会要你！多少强酸的追求，二氧化硅不为所动，因为他（她）只想与HF远走高飞Tobecontinued,2020/6/3,2,2020/6/3,3,一、颜料二、胶黏剂三、涂布纸助剂,2020/6/3,4,一、颜料,2020/6/3,5,涂布加工纸所用的颜料指的是不溶于水介质，分散良好的固体有机或无机颗粒。颜料的作用通过遮盖原纸表面以改善印刷涂布纸的外观等；通过涂覆填平纸面以提高印刷涂布纸的平滑度；改善对油墨的吸收性，以适应高质量印刷的需要；提高印刷涂布纸的白度、不透明度及光泽度以改善印刷适性。,2020/6/3,6,理想颜料的性能化学稳定性和在水中的低溶解度在所有波长有良好的反射率，或者说良好的白度（亮度）没有杂质合适的粒子规格和粒子规格分布高折射率，或者说良好的不透明度很少的胶黏剂需用量水悬浮液有良好的流动性与水极易混合（分散性）很好的光泽性能（愉悦的涂布光泽度和很高的印刷光泽度）与其他组分的良好兼容性低密度非磨损性低吸水性廉价,2020/6/3,7,涂布用颜料应具备的基本要求（1）颜料的白度要高且不透明性好，具有较强的覆盖遮蔽能力，涂布后能提高涂布纸的白度和不透明度。（2）颜料颗粒的形状、粒径及分布要适当，粒子的形状要有利于涂布纸白度和不透明度的提高。不同颜料的粒子形状各不相同，它们会使制得的涂料性质和涂布纸的表面特性各不相同。,2020/6/3,8,形状：六角形片状的高岭土涂料可使涂布纸得到平滑度和光泽度高的涂布面；六角形片状和球状颜料制得的涂料流动性较好，而针状体颜料的流动性不好；尺寸：涂布用的颜料其粒度要符合要求。一般说来，小粒度的颜料可以提高白度，改善涂层的平滑性和光泽度。但太小的粒度也不好，它除使纸层涂料面经超压后易发黑外，还会使涂料黏度增大，流动性变差。颜料粒度适当，胶黏剂的用量也少。,2020/6/3,9,（3）颜料的分散性要好。要容易分散于水中，所需的化学分散剂要少，以便能制得固含量高、黏度低、流动性和稳定性好的涂料。（4）颜料有较低的胶黏剂需要量。（5）颜料的化学稳定性和相容性好。（6）颜料的磨损性要低。颜料颗粒的硬度低，其耐磨性也就低，这样就可以减少对涂布设备（如涂布机的辊子和刮刀、刮棒等）和印刷版的磨损。（7）颜料资源丰富，价格低廉。,2020/6/3,10,1白度和亮度涂布的主要目的之一就是要获得高白度，因此颜料的白度是最基本的要求。颜料的亮度对涂布纸的亮度有重大的影响，高亮度的颜料是生产高亮度印刷涂布纸的基础。颜料的白度除了高岭土在80%以上，其余的颜料大都在90%以上，二氧化钛的白度甚至高达99%。（p25，表2-2）,颜料的基本物性,2020/6/3,11,2折射率颜料的折射率是指在一定温度、压力、光波下，光线在空气中的传播速度与在颜料中传播速度之比。颜料折射率(n)Ca/Cx式中Ca光线在空气中的传播速度；Cx光线在颜料中的传播速度。颜料的折射率可以反映出颜料的光遮盖能力，直接影响涂料纸的白度和不透明度。选择折射率高的颜料制成涂料，其遮盖力强，涂布后涂料的白度高且不透明度好。,2020/6/3,12,涂料纸一般常用的白色颜料如高岭土、碳酸钙、滑石粉等的折射率都在1.51.6左右，而二氧化钛的折射率则高达2.52.7，其次是氧化锌、锌钡白和硫化锌等。因此，采用二氧化钛作为涂布颜料其遮盖能力极好，很适合在轻量涂布纸和高光泽涂布纸中配用。但由于二氧化钛价格贵而限制它的大量使用。,2020/6/3,13,3相对密度相对密度是颜料质量与同体积水的质量的比值，可以粗略反映颜料的堆积密度。对涂料的混合或沉降稳定性、涂布量和胶黏剂耗用量有一定影响。相对密度较大，则易沉淀，混合稳定性差，但胶黏剂的耗用量相对较少。,2020/6/3,14,4晶体结构普通涂布用的颜料的晶体结构大体可以分为五种基本晶系：正方晶系、六方晶系、菱形晶系、菱形六方晶系和单斜晶系。颜料粒子的外形结构可以是单一晶体或晶体集合体所组成。不同晶形的颜料对涂料的白度、黏度、流动性、分散性、表面覆盖性和油墨吸收性等有不同的影响。对印刷涂料纸来说，片状或鳞片状(均属层状体)结构的颜料有利于提高涂料的分散性和流动性，并有利于印刷涂料纸的白度、遮盖性和油墨接受性。,2020/6/3,15,5粒径及其分布颜料粒径通常指的是颗粒的等效直径。等效直径指的是将聚集状态的颜料粒子分散成单个粒子或粒子群（小集合体）后相当于球状体的直径尺寸之平均值。颜料颗粒大小分布是不均一的，其各种粒径所占比例构成了颜料颗粒的粒径分布情况。颜料粒径及其分布决定着涂料的沉降稳定性、黏度与流变性、胶黏剂耗用量、涂布机的运行适性以及印刷涂布纸的外观和印刷适性。涂布用的颜料粒度不能太大，一般在0.55m左右，其中小于2m的粒径应占85以上，且主要集中在0.52.0m范围内，不能有10m以上的组分。,2020/6/3,16,评估颜料细度或粒子规格时，通常以粒子规格小于2m的那些粒子的百分含量表示：“标准”颜料：80%“细”颜料：90%“粗”颜料：70%,2020/6/3,17,6比表面积比表面积是指单位质量颜料颗粒表面积之和。它与颗粒粒径大小直接有关，粒径越小，比表面积就越大。颜料粒子比表面积对涂料的黏度、流动性、保水性和胶黏剂耗用量以及涂布后对涂料纸的平滑度、光泽度、遮盖性和油墨吸收性等有明显影响。一般涂料用颜料的比表面积以922m2/g为好。,2020/6/3,18,7硬度颜料粒子硬度大，涂布过程中对刮刀、刮棒、涂布辊和导纸辊磨耗大，也会影响压光后平滑度和光泽度。一般来说，作为涂布颜料，希望颜料粒子有相对较低的硬度和磨损性。,2020/6/3,19,8沉降体积颜料的沉降体积是颜料粒子相互堆积在一起所占的体积，与颜料本身及分散程度有关。若颜料颗粒较大，粒子间有较大空隙，使单位质量的沉降体积增大；若粒子分散得好，沉降时相互堆积密度也大，沉降体积下降。,A,B,C,D,E,A：颜料分散体积B：上层清夜C：沉降体积D：空隙体积E：固体体积,2020/6/3,20,颜料沉降体积低，则：(1)在较高固含量时有较低的黏度，可制得高浓涂料；(2)空隙体积也降低，达到一定涂层表面强度所需要的胶黏剂量少；(3)颜料有较高的比表面积，能赋予涂料纸较好的光学性能。,2020/6/3,21,测试举例：根据国家建材局部标JC323-82，测定方法是将10克高岭土按规定加水至100毫升，充分摇动使试样均匀静置三小时，读取试样沉降毫升数，以试样量除之即为沉降体积。单位为ml/g。,2020/6/3,22,涂布性能与颜料性能的对应关系（当保持涂料其他组分不变时）,2020/6/3,23,常用颜料,2020/6/3,24,根据来源，颜料通常可分为3类：矿物颜料：高岭土、天然CaCO3、二氧化钛、滑石粉等人造颜料：Al(OH)3、Mg(OH)2、BaSO4、沉淀CaCO3、缎白等合成树脂颜料：聚苯乙烯颜料、尿素树脂颜料等,2020/6/3,25,根据相对用量来划分（实用）主体颜料高岭土研磨碳酸钙（GCC）滑石粉特种颜料石膏（硫酸钙）硫酸钡辅助颜料沉淀碳酸钙（PCC）煅烧高岭土塑胶颜料三水合铝二氧化钛,2020/6/3,26,1.高岭土,用于纸张涂布可能始于19世纪70年代；是造纸用颜料中第一个使用的涂布颜料。高岭土由于其扁平的粒子形状、良好的色泽（白或近白色），以及可相对容易地加工成很细的粒子规格，是一种极有价值的涂布颜料。被美国FDA列入“普遍视为安全”的一种材料美国食品药品监督管理局（英语：U.S.FoodandDrugAdministration，FDA）为直属美国健康及人类服务部管辖的联邦政府机构，在国际上，FDA被公认为是世界上最大的食品与药物管理机构之一。,2020/6/3,27,高岭土(kaolin)，又称瓷土、黏土(clay)、白土，是涂布颜料中使用最多的白色颜料。它最早来源于中国江西省景德镇市东郊的高岭山，因而得名。高岭土的形成分为两种类型：一种是残余矿或称一次高岭土，这种高岭土保留在原来形成的地方，伴生砂粒、云母等杂质较多。另一种是沉积矿或称二次高岭土，这种高岭土经风化沉积于另外地方，含砂粒和云母等杂质较少。（大自然的筛选和净化）,2020/6/3,28,高岭土是一种天然的含水硅酸铝，其化学组成为Al2O32SiO22H2O。高岭土是弱酸（硅酸）和弱碱（氢氧化铝）生成的盐，两者比例不同，即氧化铝和氧化硅会以各种比例相结合(但总是接近于2个SiO2对1个Al2O3之比)，因而高岭土水悬浮液的pH值也不同，一般在5.09.0之间，这是高岭土的重要特性。酸度高会使干酪素和豆酪素等蛋白类胶黏剂增稠而降低流动性，一般来说，高岭土的Al2O3含量高比较有利。,2020/6/3,29,从结构形态上看，涂布用高岭土似六角的片状结构，大小为0.34m，厚度为0.052m。六角形片状高岭土涂布于原纸后，再经超级压光，使之平行地排列在纸面上，这样对光有较高的反射率，因而能达到非常高的平滑度和光泽度，也易于使涂料具有触变性。制备涂料用的高岭土，一般相对密度为2.572.67g/cm3，折射率为1.551.56，白度约8090（ISO），呈纯白色。,2020/6/3,30,英国瓷土,北美瓷土,2020/6/3,31,巴西瓷土,2020/6/3,32,层叠状瓷土,2020/6/3,33,2020/6/3,34,高岭土颗粒常以宽厚比和等效直径来描述：宽厚比：颗粒直径对厚度的比。高岭土的宽厚比一般在5:115:1之间，较高的宽厚比有利于形成更高的光泽度。（P28，表2-3）粒径对涂布纸生产是十分重要的数据。一般来说，粒径小于2m颗粒所占比例越大，涂布纸的平滑度、白度、光泽度和不透明度越好。小于2m颗粒应超过85%。但粒径太小，如0.1m一下的颗粒的存在虽然光泽度好，但会大大降低涂布纸的不透明度和白度。,2020/6/3,35,另一方面，较细的粒子(小于0.25m)容易在压光时被压黑，虽光泽性好，但白度损失太大；就不透光性来说，高岭土最适宜的粒度是0.10.5m，在这个范围内，粒子有最大的遮盖能力；就油墨吸收力来讲，较粗的粒子比细者要高。另外，较细的粒子会引起涂料黏度增加，并增加胶黏剂用量，因为细粒子总的表面积较大，需用较多胶料去覆盖。高岭土粒度和白度的关系如表2-4所示。高岭土粒度与涂布纸不透明度的关系如图2-3所示。高岭土粒度同涂布纸光泽度的关系如图2-4所示。,2020/6/3,36,2020/6/3,37,2020/6/3,38,2020/6/3,39,高岭土的悬浮水溶液在低pH（pH4）时凝集，而在碱性条件（pH9）下分散，为什么？（图2-6）高岭土粒子的边缘和表面可以有不同的电荷：表面往往是负电荷，而边缘则为可变的电荷。表面：表面负电荷在整个pH范围内不变，并认为是由于少数八面体Al3+原子被Mg2+和四面体Si4+被Al3+替代所造成。边缘：边缘显露出的氧化铝和硅醇基对pH敏感。酸性条件下（pH4），铝元素带正电荷，硅醇基保持不变；提高pH，硅醇基去质子化而形成负电荷。纯高岭土边缘的零电荷点在pH7.3附近。在酸性pH时纯高岭土薄片边缘是正电荷，表面是负电荷，粒子以边（缘）对（表）面的形式凝聚；pH高于9左右时，粒子整个表面都带负电荷，导致互相排斥而呈一定程度的分散状态。,2020/6/3,40,为什么还要外加分散剂？由于自然分散状态不够充分，常常要加入一定量的阴离子聚合物（如聚丙烯酸钠），吸附到薄片上，形成大量负电荷，从而稳定分散状态。实际操作中，通常以最佳分散剂用量（通常为0.1-0.3%左右）与NaOH一起使pH达到77.5。分散状态的标志是灰浆的低剪切黏度。颜料灰浆过一定时间可能会胶凝化，通常采取略微多加一些分散剂以抵偿这种效应。,2020/6/3,41,煅烧高岭土及其应用,目的：管状结晶变为片状结晶提高白度等,2020/6/3,42,煅烧工艺流程高岭土矿洗矿一次粉碎干磨配浆池剥片机超细粉碎湿磨喷雾干燥煅烧分级包装半烧高岭土（脱水高岭土）：650-700全烧高岭土：1000-1050,2020/6/3,43,半烧高岭土（低定量涂布纸有利）：增加涂层的松厚状况、不透明度增加油墨接受性和改进透印性黏度太高，配用量不高于总颜料量30%粒子的蓬松性使它的填充性较差，多孔性的结构会包含水分而减小水的润滑作用，这些都容易使煅烧高岭土涂料在高剪切速率下表现出胀流型。,2020/6/3,44,全烧高岭土：比重、黏度、胶黏剂需要量与普通高岭土相近亮度高、光散射能力强配用10-15%全烧高岭土可很好改进印刷不透明性（可部分替代二氧化钛）磨损性大（烧结工艺）,2020/6/3,45,改性进展：化学处理法，即加入微阳电荷的聚合物或凝集剂，使之适当凝集产生多孔性的结构物，用以代替煅烧法处理。白度与普通高岭土相同，结构物具有较高的折光系数，因此不透明度较高；机械磨耗值较煅烧高岭土低；虽然生成的结构物在涂布作业时的高剪切作用下可以被破坏，但高剪切速率下的黏度还是较普通高岭土高。,2020/6/3,46,2.研磨碳酸钙（GCC）碳酸钙，化学分子式是CaCO3，也是常用的一种白色涂布颜料。可分为研磨碳酸钙（重质碳酸钙、天然碳酸钙）和沉淀碳酸钙（轻质碳酸钙）两个品种。天然碳酸钙主要在白垩、石灰石和大理石等不同岩石中以方解石矿物形式存在。方解石是地球外壳中蕴藏最丰富的矿物。,2020/6/3,47,GCC是将优质石灰石用锤式粉碎机等粗碎后，再用超微研磨机进行细粉碎和研磨，利用风选（干法）或水选（湿法）分级，有时还需将碳酸钙颗粒的表面进行不同的改性处理，最后制得超细研磨碳酸钙。平均粒径0.52m，其中小于2m组分可达95以上，甚至99（湿法）。,2020/6/3,48,造纸工业的天然碳酸钙多以灰浆形式交货：节能、无粉尘、可用泵送、贮存容积小、环境压力小、可直接应用。例：灰浆：CaCO3含量每m3灰浆中CaCO3的质量（t）65%1.1075%1.4280%1.61干粉：“粗”CaCO3（30%2m）：1.0tCaCO3/m3“细”CaCO3（98%2m）：0.5tCaCO3/m3,2020/6/3,49,PigmentsHaveDifferentShapesandSizes,Plasticpigments,2020/6/3,50,使用GCC作为涂布颜料的主要原因：卓越的流变学行为高涂料固含量较好的运行性能（指涂布机）节能（指涂布机）低胶黏剂需要高白度光学增白剂更高的效率良好的印刷质量,2020/6/3,51,GCC在各种涂料配方中的百分用量举例：LWC（转轮凹印）：20%LWC（胶印）：50%MWC（不含机械木浆单层涂布）：60%面涂：80%预涂：100%,2020/6/3,52,流变学行为：GCC具有非常卓越的流变学行为，涂料中增加GCC比例，黏度明显下降。纸厂可在高固含量下制取涂料，且在高速运行而无任何问题。举例：灰浆固含量73%，黏度测定速率100r/min（Brookfield黏度）100%美国2#高岭土，黏度600mPa.s35%GCC（90%2m），65%美国2#高岭土，黏度380mPa.s65%GCC（90%2m），35%美国2#高岭土，黏度170mPa.s100%GCC（90%2m），黏度90mPa.s,2020/6/3,53,胶黏剂需要：与常用的涂布高岭土比较时，GCC由于堆积密实，胶黏剂用量较少，即使是极细的GCC也是这样。拉毛实验：,胶印用涂料的胶黏剂需要比较,2020/6/3,54,涂料固含量：分散剂用量低，有机分散剂最佳用量为0.2；与高岭土可配制固含量高达6568的涂料；预涂中采用100%GCC时，固含量65%-72%并不罕见，且无刮刀刮痕。,2020/6/3,55,3.滑石粉,英文名：talcpowder理论化学式：3MgO4SiO2H2O，分子量379.259。物化性质：滑石是一种重要的含水镁硅酸盐矿物。理论组成为MgO：31.89%，SiO2：66.36%，H2O：4.75%。滑石属单斜晶系，成六方形或菱形板状结晶，并常成叶片状、鳞片状、纤维状集合体或致密块状。颜色为白色，随杂质含量增多颜色变深，常为淡绿色和浅灰色。,2020/6/3,56,滑石是自然界中硬度最小的矿物之一，莫氏硬度为1，有玻璃或脂肪光泽，有滑腻感。磨细的滑石粉颗粒呈细小片状，柔软、滑腻，给人以丝绸般的感觉。滑石粉的亮度为8090，最高可达96，折射率1.541.59，相对密度2.62.8g/cm3，粒度0.255.0m。,FriedrichMohs提出摩氏硬度。按照他们的软硬程度分为十级：1）滑石2）石膏3）方解石4）萤石5）磷灰石6）正长石7）石英8）黄玉9）刚玉10）金刚石简单记忆方法：滑石方、萤磷长、石英黄玉刚金刚。普通钢铁：4-5，普通玻璃5.5,2020/6/3,57,滑石粉化学性质不活泼，耐热性和化学稳定性好，与强酸、强碱都不起作用，只溶于热磷酸中。滑石粉在水分散液中成碱性，pH值为99.5。其他滑石粉吸油性和遮盖力强，润滑性和机械加工性能好，易磨粉，熔点高，比热大，导热率和导电率低，收缩率小。,2020/6/3,58,制法与来源,滑石矿分类碳酸镁衍生物矿体（A）：占全世界产量70%，白色，中国、远东、欧洲大陆蛇纹石衍生物矿体（B）：占全世界产量20%，灰色，欧洲、北美硅铝岩衍生物矿体（C）：占全世界产量10%，灰色、浅绿色，与A矿共生含镁沉积衍生物矿体（D）：与石英的混合矿，杂质多，尚未开发利用,2020/6/3,59,造纸填料用滑石粉生产方有干法和湿法两种。干法适合质量较好的滑石矿石。干法：干法就是对质量较好的滑石矿石进行逐渐粉碎操作。粗碎在颚式或圆锥式破碎机中进行，使矿石颗粒粉碎至40160m；中碎在反击式破碎机或锤式破碎机中进行，使矿石进一步粉碎至1025m；细碎在雷蒙磨中进行，可使细度达200300目；超细粉碎是采用气流式粉碎机。,2020/6/3,60,湿法：亦称为选矿法，主要用于对品位较低的滑石矿粉进行浮选。首先将天然滑石矿石进行粗碎和中碎，得到粒度为200目的原料粉，然后进行配浆，利用滑石的疏水性、与滑石伴生的杂质矿物亲水性特点，加入浮选药剂，如煤油之类的捕收剂，以扩大滑石的疏水性。加入起泡剂（如2号浮选油），使滑石能附着在气泡上，成为泡沫产品上浮。另外尚需加入硫酸作活化剂、石灰抑制剂以及调整剂等助剂。产品以浆液形式供应市场，或者增稠、过滤、干燥得到粉末产品。,2020/6/3,61,滑石粉的应用,在造纸中的应用历史20世纪初，法国、意大利、西班牙、芬兰、日本，填料1982年，芬兰、法国，涂布颜料滑石在造纸涂布中的应用在欧洲应用普遍,2020/6/3,62,滑石粉是最常用的造纸填料，较少用于涂布颜料，可以一定的比例与其它颜料配用。涂布颜料中配加滑石粉可改善亮度、平滑度、光泽度和油墨吸收性，但不透明度不如碳酸钙和二氧化钛。滑石粉与瓷土混合使用，可改变涂料流变性，呈剪切稀化的假塑性流动，有狭长的触变区。涂料有触变性，符合高速涂布的要求。单独使用：触变性-牛顿型-胀流型,2020/6/3,63,滑石粉的硬度低，磨耗较小，有利于刮刀涂布。滑石粉具有特殊的润滑性，其表面能比瓷土低得多，具有滑腻的本性，使用超细粒子滑石粉的涂布纸，在超级压光时，较低的操作压力就能获得较好光泽的产品。滑石粉的价格便宜，资源丰富，具有很好的经济性。,2020/6/3,64,滑石粉的缺点,滑石粉在水中难以分散，主要是因为表面没有裸露的OH原子团，因此具有很强的疏水性，需要使用润湿剂。已经发现聚氧乙烯和聚氧丙烯类的非离子型表面活性剂可用作润湿剂。资料介绍，加入1.3的磷酸盐和2.5的非离子型润湿剂可达到满意的效果。滑石粉与其它颜料配用，对涂层强度有不利影响，会使拉毛强度下降，使用时应注意。,2020/6/3,65,滑石粉应用的纸种举例,在LWC、ULWC凹印纸中具有卓越的纤维覆盖能力，很好的印刷质量在特种涂布纸中：纸板：利用其疏水性和形状，作为隔离性涂料以替代聚乙烯层压板壁纸：改进壁纸的可洗性特种预涂中，滑石产生对水或水性添加剂的隔离效应。,2020/6/3,66,4.硫酸钡,硫酸钡英文名bariumsulfate化学式BaSO4分子量233.391物化性质天然硫酸钡称为重晶石，很少直接用于涂布颜料。常用的硫酸钡是重晶石或碳酸钡经过再沉淀制备的沉淀硫酸钡。沉淀硫酸钡的平均粒度为0.52.0m，其中0.11.0m的粒子含量高于95。具有较高的亮度，一般可达95%98。折射率为1.64。硫酸钡具有较高的相对密度，一般为4.34.6。突出特点是化学稳定性极好，不溶于水，耐酸耐碱，对各种化学助剂稳定。,2020/6/3,67,制法与来源,以重晶石为原料制备沉淀硫酸钡的过程为：将重晶石磨碎后和煤粉或焦碳拌匀后燃烧，使重晶石还原成为硫化钡，用水萃取，经过滤除去杂质后得到硫化钡的水溶液，然后与硫酸钠作用生成硫酸钡沉淀和硫化钠溶液。经过滤得到的沉淀再经过洗涤、脱水后即为沉淀硫酸钡。滤液浓缩结晶后得到副产品固体硫化钠。9801000OCBaSO4+2CBaS+2CO2BaS+Na2SO4BaSO4+Na2S,2020/6/3,68,如果以碳酸钡为原料，则先用热盐酸处理碳酸钡矿石，制成氯化钡溶液，经过滤除去杂质，再用硫酸或硫酸钠处理，制成沉淀硫酸钡。BaCO3+2HClBaCl2+H2O+CO2BaCl2+Na2SO4BaSO4+2NaCl在沉淀硫酸钡生产过程中加入表面处理剂或加入分散剂可以制成超细改性硫酸钡。该产品具有高分散性，更适用于涂布颜料。,2020/6/3,69,硫酸钡的优点,它能耐酸耐碱，对光和其他化学药剂稳定性好，与涂料中其他成分的适应性好。白度比瓷土高，能产生很高的整饰度，即平滑、柔软及光亮等性状。它的胶黏剂用量比高岭土、碳酸钙和缎白都少。它的价格与高岭土差不多，但除照相纸用其制钡地层外，通常不单独使用。,2020/6/3,70,硫酸钡的缺点,与其它颜料相比较在同样涂布量时，涂层较薄，较紧密，油墨吸收量少，遮盖能力较差，不能大量用于低定量涂布纸。由于密度大，容易发生沉淀。通常，生产涂布印刷纸在涂料中加入硫酸钡主要是为了提高亮度和改善流动性。目前在国内涂料中使用硫酸钡并不是很普遍。如果使用，其用量为20%30%，否则会使印刷适性变差，产生透印，降低油墨的干燥速度。,2020/6/3,71,硫酸钡的用途,硫酸钡的典型用途是作为生产钡地纸(barytapaper)的原料。钡地纸是生产印相纸的中间产品，其生产工艺是在优质原纸上涂布一层由纯度高、粒度小、质量均匀的硫酸钡颜料和极纯的明胶黏合剂制备的涂料。再经过超级压光机整饰，以提高亮度、平滑度、吸收性，以及尺寸稳定性。由于硫酸钡具有很好的化学惰性，在与卤化银感光乳液涂料以及其它处理所用化学药品接触时不会发生不需要的化学反应。硫酸钡还可用于邮票纸的生产。在蜡光纸的生产中，硫酸钡常用作沉淀色质的载体。,2020/6/3,72,5钛白粉,二氧化钛：英文名titaniumdioxide别名：钛白化学式：TiO2分子量：79.865物化性质二氧化钛有三种结晶形态，锐钛矿、板钛矿和金红石。板钛矿属斜方晶系，锐钛矿和金红石属正方晶系。三种形态都已在自然界发现并在实验室制成，但作为涂布颜料只有锐钛矿和金红石有工业意义。锐钛矿是不稳定的形态，加热至700900会转化为金红石。锐钛矿的密度为3.9g/3，金红石密度更大，为4.2g/3。,2020/6/3,73,2020/6/3,74,制法与来源,二氧化钛的制备主要是采用硫酸盐法从钛铁矿提取。制造过程：将钛铁矿(钛酸铁FeTiO3或FeTiO2)粉碎和浓硫酸混合并缓慢地加热，引起放热反应，得到硫酸铁和硫酸钛的混合物溶液。用水稀释并还原所有的硫酸铁为亚铁状态，不溶的杂质经过澄清和过滤除去。,2020/6/3,75,制法与来源,铁和钛的硫酸溶液蒸发浓缩，然后冷却使硫酸亚铁结晶析出，通过离心分离得到俗称绿矾的硫酸亚铁。进一步真空浓缩溶液，硫酸钛成为一种钛的水化物（氢氧化钛）被沉淀出来。然后经过滤、清洗除去更多的铁，再经煅烧后转变为二氧化钛。控制煅烧的温度可以得到锐钛矿或金红石型的二氧化钛。,2020/6/3,76,二氧化钛的特点及应用,二氧化钛的高折射率是其突出的特点，一般的颜料折射率大约在1.6左右，而二氧化钛高达2.7，使其具有很高的不透明度和很强的遮盖力。具有很好的流变性。它对胶黏剂的适应性很广，胶黏剂的用量也较少，而且容易分散。特别适合作为要求高亮度、高不透明度、低定量涂布纸的涂布颜料。,2020/6/3,77,二氧化钛的缺点,二氧化钛亮度很高，但是极微量的杂质就会引起严重的变色。由于二氧化钛对紫外线有很强的吸收性，与荧光增白剂共同使用时会使荧光增白剂的作用急剧减弱，金红石型更为突出，使用时应注意。价格贵，除特种涂布纸(如钛白粉纸)外，一般只作为配用颜料，配用量为所用颜料的10左右。,2020/6/3,78,PCC，（轻质碳酸钙）是将石灰石煅烧成生石灰，溶于水后生成灰乳再通入二氧化碳气体经反应沉淀过滤后制得碳酸钙，颗粒形状可分为粒状、针状、纺锤状和无定形状等。平均粒径0.11.0m，按粒径大小比例可分为各种等级。轻质碳酸钙的主要成分和物理性能如表2-6所示。,6沉淀碳酸钙（PCC）,2020/6/3,79,2020/6/3,80,制法与来源沉淀碳酸钙的生产方法有以下三种。较普遍使用的是第一种和第二种方法。三种生产方法的化学反应分别为：(1)Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O(2)Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3+2NaOH(3)CaCl2+Na2CO3CaCO3+2NaCl沉淀碳酸钙成品的质量取决于原料种类的选择和处理的方法与条件。制备沉淀碳酸钙时的浓度、温度、pH值、通气速度、搅拌等条件不同，沉淀碳酸钙粒子的形状和粒度也不同，具有一定的选择性。,2020/6/3,81,应用性能与高岭土比较，白度高，油墨接受性好。常用来与高岭土混合涂布，改善印刷效果。由于轻质碳酸钙粒子结构是极小的晶状体互相连锁，结晶面又彼此接触，呈内松外粗的状态。粒子的特殊形状，使其具有很大的表面积(1050m2/g)，这种疏松性犹如油灯灯芯一样，使它易于吸收油墨和吸收水分，但水分也易被干燥。,2020/6/3,82,轻质碳酸钙的粒度要求比高岭土高些，一般要求大部分为0.5m左右为佳。碳酸钙用作涂料，光泽度没有高岭土好，黏度也较大，不透光性则差不多，虽然价格比高岭土便宜一点，但它并不单独使用，而总是与高岭土及其他颜料一起使用，其配用量在2060。一般碳酸钙的配比增加时，对胶黏剂需要量增加，白度提高，不透明度及油墨接受性有所改善，但光泽度下降。,2020/6/3,83,缺点：PCC较难分散。为了充分润湿和分散可能存在的粒子的聚集体，需要在高固含量和高剪切力下混合。无机磷酸盐是碳酸钙有效的分散剂。干酪素和大豆蛋白也是碳酸钙很好的分散剂。如果沉淀碳酸钙泥浆需要较长时间或在高温下保存，应加入聚丙烯酸盐以保持其分散性。沉淀碳酸钙制备的涂料黏度较大，耗用的胶黏剂较多也是其不足之处，因此其配用量受到限制。,2020/6/3,84,碳酸钙的光泽度较低，不适于生产高光泽的涂布纸。但是近年来无光泽涂布纸的需求量不断增加，可以利用碳酸钙的这一特性，合理利用其晶型和粒度分布，生产高质量的无光泽涂布纸。（P32，表2-5，GCC、PCC性能比较）,2020/6/3,85,7缎白,英文名Stainwhite别名硫酸钙铝缎光白化学式：硫酸铝钙复盐，化学组成为3CaOAl2O33CaSO432H2O物化性质缎白为白色针状晶体，长1-2m，横断面直径：0.1-0.2m，平均粒度：0.5m，相对密度：1.5-1.6g/cm3，比表面积：18-30/g，亮度：94%-98%，pH值：10-12.5。商品缎白多为30-35固含量的膏体，外观为白色略带珠色。,2020/6/3,86,制法与来源,缎白是由硫酸铝和氢氧化钙反应制成的人工无机颜料化学反应如下：6Ca(OH)2+A12(SO4)326H2O3CaOAl2O33CaSO432H2O,2020/6/3,87,制备过程：将粉碎筛分好的消石灰投入石灰乳制备槽中加入2倍量的水搅拌成石灰乳。将一次投料量的硫酸铝加入混合反应釜中，加入2倍量的水搅拌溶解。待硫酸铝完全溶解后加入配好的石灰乳，充分搅拌均匀后，将混合物移入捏合机中，捏合反应2小时。将捏合好的反应混合物转入分散釜中，加入约为反应混合物14量的水，再加入适量的聚丙烯酸钠分散剂，搅拌2小时，待黏度、分散性等指标合格后出料即为产品。,2020/6/3,88,缎白的优点,白度高、涂层光泽度和平滑度特别好，并且能增强涂布纸的适印性，能给涂布带来绸缎般的光泽，这是由于缎白具有平行的纤维状晶体，光线在其间相互反射干扰的结果。它的不透光性和碳酸钙差不多，比高岭土好。缎白的针状结晶使其在涂布后，能使涂层比容积提高而疏松、多孔，因此能改善涂层的吸油墨性从而提高涂布纸的印刷性能。,2020/6/3,89,缎白的缺点,在水中分散困难，需谨慎选择分散剂。干酪素常作为缎白的分散剂，聚丙烯酸钠也可用作缎白的分散剂。缎白制备的涂料黏度高，难以制备高固含量的涂料，有资料介绍当温度超过30时，黏度还会逐渐增高。缎白制备涂料需要消耗较多的胶黏剂，例如，在表面强度与高岭土相同的情况下，胶黏剂量对高岭土用量为10%-15%，如果改用缎白，则胶黏剂量需增加3倍以上，即3550。鉴于以上的原因，缎白在涂料中的配用量为5%40，通常是在25以下。,2020/6/3,90,8氢氧化铝,氢氧化铝：英文名aluminumhydroxide化学式：Al(OH)3分子量78.004化学