YH一05羧基丁苯胶乳粘合剂在铜版纸中的应用

                                                            张  杰

                         (中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司研究院，北京102500)

      摘要：讨论了羧基丁苯胶乳物化性能对铜版纸涂布性能的影响，对比了YH一05、Dow一675、SD一656三种羧基丁苯胶乳的成纸性能。结果表明，燕化公司研究院研制生产的YH—o5羧基丁苯胶乳各项性能指标与Dow一675、SD一656相当。

     关键词：羧基丁苯胶乳；铜版纸；粘合剂；涂布

     中图分类号：727．3文献标识码：A文章编号：1007—2225(20o4)02—0034—04

     随着造纸工业的发展，涂布纸产量逐年增长，涂布用粘合剂—合成胶乳的需求量越来越大。目前，普遍使用的涂布纸用合成胶乳有三种：羧基丁苯胶乳、丙烯酸系列胶乳和聚醋酸乙烯胶乳，其中羧基丁苯胶乳以其性能优良，价格低廉，占有很大市场。

     合成胶乳在涂布纸上应用时要求具备以下性能l1J：(1)与涂料中其它组分有良好的相容性，其配料有良好的化学稳定性、机械稳定性和流变性能；(2)成纸生产中不粘结、不破孔；(3)成纸要有较高的拉毛强度，优良的抗水性能，适宜的油墨吸收性，好的光泽度、印刷光泽度和白度。

     本文讨论了羧基丁苯胶乳物化性能对涂布纸涂布性能的影响，比较了YH一05、Dow一675、SD一656三种羧基丁苯胶乳的成纸性能。

1实验部分

1．1主要原材料

      涂布颜料：高岭土，河北沙河瓷土厂；重质碳酸钙，密云碳酸钙厂。

      涂布粘合剂：羧基丁苯胶乳YH一05，北京燕化公司研究院产品；羧基丁苯胶乳Dow一675，美国道化学公司产品；羧基丁苯胶乳SD一656，上海高桥一巴斯夫分散体公司产品；变性淀粉SSS一85，上海淀粉厂产品；干酪素，海拉尔乳品厂产品；聚乙烯醇1798，山西化工厂产品。

      涂布原纸：65g／m国产原纸。

1．2实验设备及分析仪器

     GFJ一04高速分散机，国产；Brookfield粘度计，进口；Hell—COATER涂布机，进口；H一800透射电镜，进口；KlaxonB11．2HB胶乳机稳测试仪，进口；Hercules高切变粘度仪，进口；WS／SD白度仪，国产；ZPD一10B平滑度仪，国产；ZGD一1光泽度仪，国产；ATC2—5IGT测试仪，进口；QH3Y002KN油墨吸收仪，国产。

1．3涂布实验

      小试涂布实验在英国产HELl—COATER试验涂布机上进行，车速300m／min，干燥温度200~C。工业涂布实验在北京造纸一厂进行，涂布设备是从瑞典KMW公司引进的刮刀一次涂布机。

2结果与讨论

2．1 YH～05的物理化学性能

       表1为YH一05、Dow一675、SD一656三种羧基丁苯胶乳的物化性能比较。从表1可以看出，三种胶乳的性能指标相近。

         

2．2 YH一05的化学稳定性和机械稳定性

2．2．1羧基化胶乳稳定机理

       羧基化胶乳的稳定机理2 J是当体系中共聚了不饱和羧酸时，乳胶粒表面的羧基伸向水相，这些羧基被一定量的碱中和后离子化，离子化的羧基由于其亲水性使乳胶粒吸收水分在其周围形成水保护层，该情况类似于非离子表面活性剂的作用。另外，离子化的表面羧基带有负电荷，使胶乳成为阴离子型，而涂料组成中大部分颗粒也是阴离子型，乳胶粒之间、乳胶粒和涂料颗粒之间由于静电斥力而使涂料稳定性得以提高，而且羧基聚合在胶乳聚合物主链上，不会因为受到剪切力或其它组分的加入而被吸附。因此，羧基化胶乳比非羧基化胶乳有较高的机械稳定性和化学稳定性。

2．2．2 YH一05的化学稳定性和机械稳定性

      胶乳的化学稳定性主要是指对Ca2离子的稳定性以及与涂料中其它组分的相容性。实验是在50mL，W(CaC12)=10％的水溶液中加入5mL胶乳，通过4h后产生的絮凝物体积来表征胶乳的Ca2离子稳定性。

      胶乳的机械稳定性一般通过高速搅拌后胶乳的残渣含量和起泡倍数来评价。实验采用英国KlaxonB11．2HB胶乳机稳测试仪在14000r／min下对50mL胶乳高速搅拌30min，经325目不锈钢网过滤，用所得残渣量对绝干胶乳聚合物的千分

比和起泡倍数来表征胶乳的机械稳定性.

           

       从表2可以看出，YH一05具有优异的机械稳定性和化学稳定性。

2．3 YH一05的涂布应用实验

      目前，虽然涂布配方变化很多，但主要是各种不同颜料和粘合剂的搭配。早期的非羧基化胶乳在与含有淀粉的涂料混合之前，必须加入少量干酪素溶液进行预稳定，而羧基化胶乳则不必预稳定，其稳定性是靠聚合物本身达到的，不会因为涂料混合器和刮刀涂布器的剪切力使其机械稳定性下降，也不会因为涂料配方中淀粉和其它组分的加入造成的胶乳中表面活性剂被吸附而使其化学稳定性下降。

2．3．1小试涂布实验

      根据国内造纸厂实际情况，实验设计了三种涂料配方，评价了YH一05胶乳的操作性能和成纸性能，并与Dow～675、SD一656进行了对比。

      从表4、表5的物理性能和成纸性能可以看出，采用YH一05配制的三种涂料的高低剪切粘度特征与D0、v一675、SD一656相近，配料具有良好的流变性能，能够满足涂布过程的使用要求。从三种胶乳的成纸性能来看，YH一05的成纸具有较高的光泽度，其它性能与Dow一675、SD656相当。在进行超级压光时，三种胶乳的成纸均无粘辊破孔现象。

     

2．3．2 YH一05在涂布生产线上的应用

       生产实验涂料配方与小试配方A相同，采用62 m2铜版原纸，生产80 m2单面铜版纸。涂布设备是从瑞典KWM公司引进的刮刀一次涂布机，整饰设备为12辊超级压光机，线压75kg／cm经过11个压区，涂布整饰后成纸性能见表6。

       表6结果表明，YH一05的涂料适用性和相容性好，可配制高固含量的刮刀涂料。其成纸性能如光泽度、印刷光泽度优于SD一656，其它指标与SD一656相当(IGT指标由于采用不同粘度油墨测定，所以该项指标不可比)。

3结论

        燕化公司研究院研制生产的YH～05羧基丁苯胶乳具有优异的化学稳定性、机械稳定性以及流变性能，与涂料中其它组分有良好的相容性，涂布过程无粘辊破孔现象，成纸性能与Dow一675、SD一656相当，尤其具有较高的光泽度和印刷光泽度，能够满足涂布加工纸的操作要求和性能要求。

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