生物胶乳在铜版纸面涂涂料中的应用研究油杯

生物胶乳在铜版纸面涂涂料中的应用研究

【中国牛涂网，NTW360.com新闻资讯】

张 伟 黄建林 ( 山东晨鸣纸业集团股份有限公司，山东 寿光 262700)

摘 要：研究了生物胶乳取代一定比例的丁苯胶乳在铜版纸面涂涂料中的应用。分析了其对涂料指标及涂布铜版纸成纸指标的影响。结果显示：生物胶乳能部分替代丁苯胶乳在铜版纸面涂涂料中使用，且生物胶的使用能改善涂料保水性能；但随着生物胶乳替代丁苯胶乳比例的增大，涂料的黏度有所升高，当生物胶乳替代40% 丁苯胶乳时，涂料黏度较高，不适合上机使用；同时随着生物胶乳替代丁苯胶乳比例的增大，涂布铜版纸成纸的IGT 表面强度、RI 湿拉毛强度、印刷花斑性能等主要指标基本上呈逐渐下降的趋势okmart.com。在保证涂布纸主要指标的前提下， 生物胶乳最多能替代30% 的丁苯胶乳。

关键词：生物胶乳 涂布铜版纸 面涂涂料

0 前 言

近期造纸涂布用羧基丁苯胶乳因原料价格上涨，市场售价上升较快，因为丁苯胶乳在涂布配方里所占成本较高，这一趋势让涂布加工纸企业的涂料成本大大提高，因此，寻找丁苯胶乳的替代品成为各造纸企业关注的热点[1]。

生物胶乳是一种以淀粉为主要原料，通过改性而成的一种新型胶黏剂。它主要来源于再生资源，不包含挥发性有机物，是一种环境友好的新产品[2]。在造纸中使用生物胶乳部分取代丁苯胶乳能保证成纸的强度性能，且可提高涂料的保水性能及成纸的透气性能，同时对环保有一定的帮助[3]。我国对生物胶乳的研究起步较晚，但由于近期羧基丁苯胶乳价格上涨，对生物胶乳的研究越来越受到人们的重视。生物胶乳是专门针对底涂、中涂开发的一种涂料胶黏剂，可以提高涂层与纤维之间的结合力，而其在面涂涂料中的应用尚未得到广泛地推广。

本文主要讨论了在铜版纸面涂涂料配方中生物胶乳替代部分丁苯胶乳对涂料指标以及涂布铜版纸指标的影响。

1 试 验

1.1 试验原料

生物胶乳，丁苯胶乳，火碱，95 级浆钙，99级浆钙，CMC，润滑剂，抗水剂，105 g/m2 铜版原纸等（均取自山东某造纸厂）。

1.2 试验方法

（1）生物胶乳和丁苯胶乳的基本性能分析。对生物胶乳和丁苯胶乳的pH 值、固含量、黏度等指标按相关国家标准进行检测。

（2） 涂料的制备。涂料按表1 的配方进行制备。

（3）纸页的涂布及涂布纸性能的检测。用试验室涂布机对105 g/m2 铜版原纸进行刮棒涂布，涂布量12 g/m2，按照相关国家标准测定涂布纸的光泽度、油墨吸收性、表面强度、印刷发花等指标。

2 结果与讨论

2.1 胶乳指标

生物胶乳和丁苯胶乳常规指标见表2。

由表2 可以看出，在生物胶乳和丁苯胶乳固含量相差不大的情况下，生物胶乳和丁苯胶乳黏度相当，而生物胶乳略显酸性，丁苯胶乳略显碱性。

2.2 涂料指标

（1）涂料黏度指标见图1。

由图1 可以看出随着生物胶乳替代丁苯胶乳比例的增大，涂料的黏度呈逐渐上升的趋势。黏度是涂料最重要的指标之一，直接影响涂布机的运行情况：黏度太低，涂料流动性太好，会造成涂料迁移现象严重，涂布量低，影响纸页匀度；而黏度太高，涂料流动性差，容易造成涂布不均出现刮痕等纸病，所以对涂料黏度必须严格控制[4-5]。铜版纸面涂涂料的黏度在1 200~1 400 mPa/s 的范围内比较适合上机涂布，当生物胶用量超过30% 以后，涂料黏度较高，影响涂布机运行，要通过流变改良剂调整黏度，才能保证涂料正常上机。

（2）涂料失水值指标见图2。

图2 是不同生物胶乳替代丁苯胶乳比例下涂料的失水值指标，失水值越低，游离水的逃逸就越少，其保水性能越好，则纤维素聚合物链上的活性基团可以通过氢键与未结合水缔合，增加涂料和纤维的结合力[6]。由图2 可以看出随着生物胶乳替代丁苯胶乳比例的增大，涂料的失水值呈逐渐下降的趋势，说明使用生物胶替代部分丁苯胶乳后，涂料保水效果好。

2.3 涂布纸成纸指标

（1）涂布纸的印刷光泽度见图3。

由图3 可以看出随着生物胶用量的增加，成纸印刷光泽度呈逐渐下降的趋势，当生物胶乳替代40% 丁苯胶乳时，相对于未用生物胶乳的纸张，涂布纸印刷光泽度降低了约12%，对成纸指标影响较大。

（2）涂布纸的油墨吸收性见图4。

由图4 可以看出，随着生物胶乳替代丁苯胶乳比例的增大，涂布纸的油墨吸收性基本上呈逐渐上升的趋势，但是整体变化幅度不大，说明生物胶乳部分替代丁苯胶乳对成纸的油墨吸收性能影响不大。

（3）涂布纸的IGT 表面强度指标见图5。

由图5 可以看出，随着生物胶乳替代丁苯胶乳比例的增大，涂布纸的表面强度呈逐渐下降的趋势，说明涂料中生物胶乳部分替代丁苯胶乳后对成纸的表面强度有不利影响。当生物胶乳替代比例较低时对成纸表面强度影响不大，而当生物胶替代40% 的丁苯胶乳后，对成纸表面强度的不利影响就较为明显了，其表面强度下降了约16%。

（4）涂布纸RI 见表3。

由表3 可以看出，当生物胶替代少量丁苯胶乳时，涂布纸RI 湿拉毛强度变化不大，但是当生物胶替代40% 丁苯胶乳后，涂布纸RI 湿拉毛强度较差。

（5）涂布纸的印刷发花现象见表4。

由表4 可以看出，当生物胶替代少量丁苯胶乳时，涂布纸印刷花斑情况变化不大，但是当生物胶替代40% 丁苯胶乳后，成纸印刷发花情况严重，对涂布纸成纸的印刷性能影响较大。

3 结束语

（1）随着生物胶乳替代丁苯胶乳比例的增大，涂料保水效果变好，而涂料黏度逐渐上升，当生物胶替代40% 丁苯胶乳后，涂料黏度太大，不适合上机使用。

（2）随着生物胶乳替代丁苯胶乳比例的增大，成纸印刷光泽度逐渐降低，当生物胶替代40% 丁苯胶乳时，涂布纸印刷光泽度降低了约12%，对成纸指标影响较大。生物胶的添加对成纸油墨吸收性影响不大。

（3）生物胶乳的加入对涂布纸IGT 表面强度、RI 湿拉毛强度、印刷花斑情况均有不利影响，但是当生物胶乳替代丁苯胶乳比例小于30% 时，成纸强度指标变化不大；而当生物胶乳替代丁苯胶乳比例超过40% 时，成纸IGT 表面强度、RI 湿拉毛强度均较差，印刷花斑情况严重，不利成纸印刷。

参考文献：

[1] 王保, 张彩虹, 王倩, 等. 生物胶乳在铜版纸涂料中的应用研究[J]. 江苏造纸, 2011(4):38-41.

[2] 吴溪, 侯昭升, 阚成友. 化学改性淀粉胶黏剂研究进展[J]. 化学与粘合,2009,31(5):45-49.

[3] 仇如全, 张东生, 杨丽, 等. 生物胶乳在涂布白卡纸中的应用[J]. 造纸科学与技术,2011,30(6):105-107.

[4] 王成海, 刘金刚. 纸张涂料流变性的检测及影响因素[J]. 黑龙江造纸,2007(3): 19-23.2009,38(6):28-29.

[5] LANGMAIER F, MLADEK M, MOKREJS P, et al.Biodegradablepacking materials based on waste collagenhydrolysatecured with dialdehyde starch[J]. Therm AnalCalorim,2009,93(5):47-52.

[6] LIU H, RAMSDEN L, CORKE H. Physical Propertiesof Cross-linked and Acetylated Normal and Waxy RiceStarch[J].Starch, 1999, 51(7): 249-252.

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