生物胶乳在铜版纸涂料中的应用研究

王　保１　张彩虹１　王　倩１　柴俊明１　龙　柱２
（１．华泰集团，山东东营市，２５７３３５；２．江南大学，江苏无锡市，２１４１２２）

近期造纸涂布所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约占二分之一以上，这一趋势让涂布加工纸企业的涂料成本大大提高，使得涂布纸主要产品铜版纸本来在市场上面临的残酷竞争（欧美“双反”和国内新增加产能）无疑更是雪上加霜。为此，我们对现在在市场上比较活跃的新的涂布化学品生物胶乳（与丁苯胶乳比，市场售价可降低约５０％）做了一些应用方面的研究。
生物胶乳是专门针对造纸涂布底涂、中涂开发的一种专用涂料胶粘剂，由于其具有两亲性官能团，可以在无机物与有机物之间形成界面层，界面层通过传递应力，增强了填料与树脂之间的结合强度，同时还可以防止其它介质向界面渗透，界面状态的改善增强了涂料配方中丁苯胶乳与无机填充颜料间的“分子桥”作用，从而通过提高交联程度改善涂层机械强度，通过润湿作用，改变涂布原纸表面张力，提高涂层与原纸的结合力。生物胶乳是以淀粉为主要原料，主要来源于再生资源，它们不包含挥发性有机化合物，不使用有机溶剂，是通过环境友好的挤压方法生产，生物胶乳产品是低碳生产，利用生物及化学改性而成，用于纸张的涂布以代替合成胶乳。生物胶乳，在开放式涂布中有很好的印刷性能。本论文采用了市场应用较成熟的北京某公司的产品进行了涂料制备性能实验和涂布纸相关物性和印刷适性方面的实验。

１　实验部分
１．１　涂料配方主要原料
碳酸钙：华泰铜版纸自制Ｃ６５、Ｃ９８；涂布淀粉：通用ＧＳＬ；丁苯胶乳：斯泰隆底涂胶乳；生物胶乳：某公司提供（供方提供）。
１．２　主要实验设备
Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度计，ＡＣＡＶ　Ａ２超高剪切粘度计；ＡＡ－ＧＷＲ保水仪，小型高速实验室涂布机，ＤＴ实验室压光机，ＩＧＴ印刷适性仪等。
１．３　实验方法
１．３．１　涂料制备
按铜版纸涂料配方设计方案，依次将浆状重钙（ＧＣＣ６５、ＧＣＣ９８）、分散剂、涂布淀粉、羧甲基纤维素（ＣＭＣ）、涂布胶乳、生物胶乳、润滑剂、抗水剂等按顺序边搅拌边加入容器中，后调整固含量到预定目标要求，备用。
１．３．２　涂布
小型高速实验涂布机，利用计量棒和刮刀计量控制涂布量。总涂布量控制在２２～２４ｇ／ｍ２ 左右（单面涂布）；干燥方式：热风干燥和红外线干燥。
１．３．３　压光
涂布纸在恒温恒湿室放置２４小时后，进行压光。压光两次。
１．３．４　涂布纸物性和印刷性能测试
涂布纸在恒温恒湿室放置２４小时后，检测成纸的白度、ＣＩＥ白度、粗糙度、压后光泽度、印刷光泽度、ＩＧＴ干拉毛、油墨吸收性、墨斑（发花）等。

２　结果与讨论
２．１　生物胶乳物性指标
生物胶乳物性指标见表１。

２．２　生物胶乳的涂料制备性能
为了保证铜版纸生产中产品质量，在铜版纸底涂配方中进行生物胶乳的应用实验。并且采取由低到高的比例逐步代替丁苯胶乳。实验结果如表２。

２．２．１　低剪切粘度

图１　生物胶乳用量对低剪切粘度的影响
　　由图１可以看出，随着生物胶乳用量的增多，低剪切粘度有降低的趋势。低剪切粘度的降低有利于涂料的运输，在涂布过程中便于涂料能靠重力过滤和脱水１。
２．２．２　超高剪切粘度