CN102505562A

CN102505562A - 一种真空镀铝纸原纸表面处理用水溶性涂料

Info

Publication number: CN102505562A
Application number: CN2011103705246A
Authority: CN
Inventors: 杨仁党; 王建华; 陈国伟; 陈华; 陈献忠; 黄良辉; 寇顺利; 罗灵芝
Original assignee: YONGTAI PAPER BUSINESS GROUP CO Ltd; South China University of Technology SCUT
Current assignee: YONGTAI PAPER BUSINESS GROUP CO Ltd; South China University of Technology SCUT
Priority date: 2011-11-18
Filing date: 2011-11-18
Publication date: 2012-06-20

Abstract

本发明提供了一种水溶性涂料及其制备方法和应用。本发明所说的真空镀铝纸表面处理用原纸表面处理用水溶性涂料，包括颜料、胶乳、分散剂、流变助剂、抗水剂、消泡剂和水，所说的颜料为高岭土和/或碳酸钙。本发明的真空镀铝纸原纸表面处理用水溶性涂料能应用于香烟内衬纸的表面处理。本发明的真空镀铝纸原纸表面处理用涂料主要的特点是：①水溶性、高固含量涂料，涂布后干燥负荷小；②克服了传统真空镀铝纸表面处理用涂料中使用有机溶剂的缺陷，满足了涂料环保、节能减排的要求；③不使用耐磨剂而具有较好耐磨性，降低成本；④涂料中添加了适量的纳米碳酸钙，提高了纸张表面平滑度和光泽度。

Description

一种真空镀铝纸原纸表面处理用水溶性涂料

技术领域

本发明涉及一种真空镀铝纸原纸表面处理用水溶性涂料，具体涉及香烟内衬真空镀铝纸用的底涂涂料。

背景技术

香烟内衬纸的主要作用是防潮和保持香味，包括两种：压延铝箔复合内衬纸和真空镀铝内衬纸。目前国内烟草行业广泛应用的是压延铝箔复合内衬纸，其工艺简单、可塑性强，但铝箔层较厚(7～9μm)，铝消耗量大，且在内衬纸复合加工过程中，需要使用含有苯类、醇类、酮类等挥发性有机溶剂的复合胶黏。与之相比，真空镀铝内衬纸可加工性好、亮度高、铝层薄(0.025～0.035μm)、易降解，且使用水溶性涂料的真空镀铝内衬纸易重复回收、节约资源，是今后卷烟包装行业内衬纸的主要发展趋势。

由于真空镀铝对使用的镀铝原纸表面平滑度和光泽度要求较高，因此在镀铝前需要对真空镀铝原纸表面进行涂布处理，进而解决纸张表面凹凸不平问题、提高表面光泽度和平滑度，便于后续真空镀铝工艺。

目前真空镀铝原纸表面处理用涂料采用的主要是有机溶剂型涂料，其中基料为二甲苯、松香、二丁酯、聚乙烯缩丁醛等，毒性气味大、不利于安全生产和改善工作环境，既浪费资源，又污染环境。相关研究工作者研究出了用于真空镀铝原纸表面处理用水溶性涂料，其涂层具有良好耐水性、光泽度高和附着力好等性能，但耐磨性、耐碱性较差。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术中有机溶剂型涂料、水溶性涂料存在的耐摩擦性差等方面的缺陷，提供一种新的真空镀铝纸原纸表面处理用水溶性涂料，可应用于香烟内衬真空镀铝纸用的底涂涂料。

为达上述目的，本发明采取的技术方案如下：

真空镀铝纸原纸表面处理用水溶性涂料，包括颜料、胶乳、分散剂、流变助剂、抗水剂、消泡剂和水，所说的颜料为高岭土和/或碳酸钙。

上述真空镀铝纸原纸表面处理用水溶性涂料，以颜料的重量为100计量单位，优选的方案是，胶乳的含量为7～15％，分散剂的含量为0.5～1.5％，流变助剂的含量为0.2～0.8％，抗水剂的含量为0.1～1.0％、消泡剂的含量为0.1～1.5％，水的含量为34～82％。均以绝干质量计算。

上述真空镀铝纸原纸表面处理用水溶性涂料，还可以添加增稠辅助胶乳，含量为颜料总重量的0～5.0％。所说的增稠辅助胶乳指在涂料中用于调节涂料粘度(增稠)、保水性、流变性并起辅助粘接作用的一类物质，如羧甲基纤维素(CMC)、氧化淀粉、聚乙烯醇(PVA)或干酪素中的任意一种，可采用市售产品。

上述真空镀铝纸原纸表面处理用水溶性涂料，所说的颜料为高岭土和碳酸钙中的一种或是两种的混合物，采用高岭土和碳酸钙的混合物时，两者的重量比为20∶80～20∶80。进一步的，高岭土选取平均粒径为1～5μm，白度≥90％的高岭土；碳酸钙分为两种即纳米碳酸钙和普通碳酸钙，纳米碳酸钙的平均粒径为60～90nm，白度≥98％，普通碳酸钙的平均粒径为0.6～5μm，白度≥90％。优选纳米碳酸钙。

所述的胶乳起到粘结颜料粒子及颜料与纸基的作用，同时使涂料具有良好的稳定性、流变性和适当的固化时间，主要是合成聚合物类胶乳；如丁苯胶乳、羧基丁苯胶乳和丙烯酸胶乳中的任意一种，pH值6～9，粘度≥50mPa.s(25℃)。

所述的分散剂为多聚磷酸钠或聚丙烯酸钠，可采用市售产品。

所述的流变助剂为有机膨润土或硬脂酸钙乳，可采用市售产品，如河间市天河助剂有限公司的市售产品。

所述的消泡剂为非硅消泡剂ZCX或季戊四醇，可采用市售产品，如佛山市南海区罗村芦塘骏能造纸材料厂市售产品。

所述的抗水剂为碳酸锆胺或脲醛树脂，可采用市售产品，如佛山市南海区罗村芦塘骏能造纸材料厂的市售产品。

本发明提供的真空镀铝纸原纸表面处理用水溶性涂料的制备方法，其步骤如下：

1)将分散剂加入水中分散溶解，然后加入高岭土和/或碳酸钙，搅拌分散成颜料悬浮液；

2)将步骤1)制备的颜料悬浮液、胶乳、增稠辅助胶乳、流变助剂、消泡剂、抗水剂和余量的水在搅拌下进行混合，制得真空镀铝纸原纸表面处理用水溶性涂料。其固含量为55～75％，其粘度控制在500～5000cps。

本发明的有益效果：

本申请人的发明人发现，涂料中使用颜料高岭土、普通碳酸钙和纳米碳酸钙，能明显改善涂膜的耐摩擦性；同时添加纳米碳酸钙，则能降低涂层的粗糙度、提高其平滑度，光泽度也有一定程度的提高。总的来说，本发明的真空镀铝纸原纸表面处理用水溶性涂料的成膜性能优异；此涂料配方中没有使用有机溶剂和耐摩擦剂，涂料成膜的耐磨性好，既节约资源、降低成本，又利于环保，很好地解决了传统真空镀铝原纸表面处理使用有机溶剂的缺陷。本发明的真空镀铝纸原纸表面处理用水溶性涂料的主要特点是：①水溶性涂料，安全环保；②添加了普通碳酸钙和纳米碳酸钙，耐摩擦性好，平滑度高；③固含量高，降低后续干燥负荷。

具体实施方式

1)将分散剂加入含有总重量80～90％水的高颈烧杯中，在200～300rpm的转速下分散溶解，向烧杯中添加平均粒径为1～5μm，白度≥90％的高岭土，提高转速至1500～2000rpm，同时调节pH值至7～9以保持颜料分散液的物理性能稳定，分散5～10min，然后向烧杯中添加普通碳酸钙，转速保持不变，分散5～10min，最后向烧杯中添加纳米碳酸钙，提高转速至2000～3000rpm，分散时间为10～20min。

2)将步骤1)制备的颜料悬浮液、胶乳、增稠辅助胶乳、流变助剂、消泡剂、抗水剂和余量的水在相对低速搅拌下进行混合，制得真空镀铝纸原纸表面处理用水溶性涂料，其固含量为55～75％，其粘度控制在500～5000cps。

实施例1

1)将聚丙烯酸钠分散剂1.5g加入含有总重量50g蒸馏水的高颈烧杯中，在300rpm的转速下分散溶解，向烧杯中添加80g高岭土，提高转速至1500rpm，调节pH值至7～9，分散10min，然后向烧杯中添加15g普通碳酸钙，转速保持不变，分散10min，最后向烧杯中添加5g纳米碳酸钙，提高转速至2500rpm，分散时间为15min。

2)将步骤1)制备的颜料悬浮液、8g胶乳(羧基丁苯胶乳)、2g增稠辅助胶乳(CMC)、0.5g流变助剂(有机膨润土)、1g消泡剂(非硅消泡剂ZCX-02)、0.5g抗水剂(ZR-1碳酸锆胺)和17g蒸馏水在相对低速搅拌下进行混合，制得真空镀铝纸原纸表面处理用水溶性涂料，其固含量为60％左右，其粘度为3000～4000cps。

实施例2

1)将聚丙烯酸钠分散剂1g加入含有总重量40g蒸馏水的高颈烧杯中，在300rpm的转速下分散溶解，向烧杯中添加60g高岭土，提高转速至1500rpm，调节pH值至7～9，分散10min，然后向烧杯中添加30g普通碳酸钙，转速保持不变，分散10min，最后向烧杯中添加10g纳米碳酸钙，提高转速至2500rpm，分散时间为15min。

2)将步骤1)制备的颜料悬浮液、7.5g胶乳(丁苯胶乳)、3g增稠辅助胶乳(CMC)、0.75g流变助剂(有机膨润土)、1g消泡剂(非硅消泡剂ZCX-02)、0.5g抗水剂(ZR-1碳酸锆胺)和14g蒸馏水在相对低速搅拌下进行混合，制得真空镀铝纸原纸表面处理用水溶性涂料，其固含量为65％左右，其粘度为2000～3000cps。

实施例3

1)将多聚磷酸钠分散剂0.5g加入含有总重量55g蒸馏水的高颈烧杯中，在200rpm的转速下分散溶解，向烧杯中添加40g高岭土，提高转速至1500rpm，调节pH值至7～9，分散10min，然后向烧杯中添加55g普通碳酸钙，转速保持不变，分散10min，最后向烧杯中添加5g纳米碳酸钙，提高转速至2500rpm，分散时间为15min。

2)将步骤1)制备的颜料悬浮液、10g胶乳(羧基丁苯胶乳)、2g增稠辅助胶乳(干酪素)、0.5g流变助剂(有机膨润土)、0.8g消泡剂(季戊四醇)、0.5g抗水剂(DW脲醛树脂)和12g蒸馏水在相对低速搅拌下进行混合，制得真空镀铝纸原纸表面处理用水溶性涂料，其固含量为60％左右，其粘度为1000～3000cps。

实施例4

1)将聚丙烯酸钠分散剂1g加入含有总重量70g蒸馏水的高颈烧杯中，在300rpm的转速下分散溶解，向烧杯中添加50g高岭土，提高转速至1500rpm，调节pH值至7～9，分散10min，然后向烧杯中添加40g普通碳酸钙，转速保持不变，分散10min，最后向烧杯中添加10g纳米碳酸钙，提高转速至3000rpm，分散时间为15min。

2)将步骤1)制备的颜料悬浮液、10g胶乳(丁苯胶乳)、2g增稠辅助胶乳(CMC)、0.75g流变助剂(有机膨润土)、0.8g消泡剂(非硅消泡剂ZCX-03)、0.5g抗水剂(碳酸锆胺)和12g蒸馏水在相对低速搅拌下进行混合，制得真空镀铝纸原纸表面处理用水溶性涂料，其固含量为55％左右，其粘度为1000～2000cps。

实施例5

1)将多聚磷酸钠分散剂1g加入含有总重量70g蒸馏水的高颈烧杯中，在300rpm的转速下分散溶解，向烧杯中添加50g高岭土，提高转速至1500rpm，调节pH值至7～9，分散10min，然后向烧杯中添加40g普通碳酸钙，转速保持不变，分散10min，最后向烧杯中添加10g纳米碳酸钙，提高转速至3000rpm，分散时间为15min。

2)将步骤1)制备的颜料悬浮液、12g胶乳(丁苯胶乳)、0.75g流变助剂(有机膨润土)、0.8g消泡剂(非硅消泡剂ZCX-03)、0.5g抗水剂(碳酸锆胺)和12g蒸馏水在相对低速搅拌下进行混合，制得真空镀铝纸原纸表面处理用水溶性涂料，其固含量为55％左右，其粘度为1000～2000cps。

Claims

1.原纸表面处理用水溶性涂料，包括颜料、胶乳、分散剂、流变助剂、抗水剂、消泡剂和蒸馏水，所说的颜料为高岭土和/或碳酸钙。

2.如权利要求1所述的原纸表面处理用水溶性涂料，其特征在于：胶乳的用量为颜料总重量的7～15％，分散剂的含量为颜料总重量的0.5～1.5％，流变助剂的含量为颜料总重量的0.2～0.8％，抗水剂的含量为颜料总重量的0.1～1.0％、消泡剂的含量为颜料总重量的0.1～1.5％，水的含量为颜料总重量的为34～82％，均以绝干质量计算。

3.如权利要求1所述的原纸表面处理用水溶性涂料，其特征在于：所说的颜料为高岭土和碳酸钙的混合物时，两者的重量比为20∶80～20∶80。

4.如权利要求1所述的原纸表面处理用水溶性涂料，其特征在于：所说的碳酸钙为普通碳酸钙和纳米碳酸钙的混合物。

5.如权利要求1所述的原纸表面处理用水溶性涂料，其特征在于：所说的高岭土平均粒径为1～5μm，白度≥90％。

6.如权利要求1所述的原纸表面处理用水溶性涂料，其特征在于：所说的胶乳为丁苯胶乳、羧基丁苯胶乳和丙烯酸胶乳中的任意一种，pH值6～9，粘度≥50mPa.s(25℃)。

7.如权利要求1所述的原纸表面处理用水溶性涂料，其特征在于：所说的分散剂为多聚磷酸钠或聚丙烯酸钠。

8.如权利要求1所述的原纸表面处理用水溶性涂料，其特征在于：所说的流变助剂为有机膨润土或硬脂酸钙乳。

9.如权利要求1所述的原纸表面处理用水溶性涂料，其特征在于：所说的消泡剂为非硅消泡剂ZCX系列或季戊四醇。

10.如权利要求1所述的原纸表面处理用水溶性涂料，其特征在于：所说的抗水剂为碳酸锆胺或脲醛树脂。

11.如权利要求1-10所述的任一原纸表面处理用水溶性涂料，其特征在于：还添加有增稠辅助胶乳，其含量为颜料总重量5.0％或5.0％以下。

12.如权利要求11所述的原纸表面处理用水溶性涂料，其特征在于：所说的增稠辅助胶乳为羧甲基纤维素、氧化淀粉、聚乙烯醇或干酪素中的任意一种或两种。

13.如权利要求1-12所述的任一原纸表面处理用水溶性涂料，其特征在于：该涂料的固含量为55～75％，其粘度在500～5000cps。

14.权利要求1-12所述的任一原纸表面处理用水溶性涂料的制备方法，其步骤如下：1)将分散剂加入水中分散溶解，然后加入高岭土和/或碳酸钙，搅拌分散成颜料悬浮液；2)将步骤1)制备的颜料悬浮液、胶乳、增稠辅助胶乳、流变助剂、消泡剂、抗水剂和余量的水在搅拌下进行混合，制得真空镀铝纸原纸表面处理用水溶性涂料。

15.权利要求1-12所述的任一原纸表面处理用水溶性涂料在香烟内衬真空镀铝原纸的表面处理中的应用。