CN104404821A - 一种颜料浆液的制备方法、涂料及涂布纸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种颜料浆液的制备方法、涂料及涂布纸；所述方法包括取第一预定量的预润液对颜料粉体进行预润湿，获得预润湿的颜料混合物，其中，所述预润液用于使所述颜料粉体预先润湿，提高所述颜料粉体表面与分散介质的结合能力；将所述预润湿的颜料混合物、第二预定量的分散剂加入到分散介质中进行分散，形成颜料浆液。通过上述方式，本发明能够缩短颜料分散时间，提高分散效率和涂料固含量。

Description

一种颜料浆液的制备方法、涂料及涂布纸

技术领域

本发明涉及造纸技术领域，特别是涉及一种颜料浆液的制备方法、涂料及涂布纸。

背景技术

纸张涂料是一种涂覆于纸张表面的亲水性涂料，一般来说，纸张涂料都含有一种或多种颜料，在大多数情况下，涂料生产者通过购买干粉的颜料，再将其均匀的分散在涂料的基料(水)中，才能正常使用。颜料在分散液中的分散一般要经过三个过程：湿润、解聚(分散)和稳定化。生产涂料用的颜料表面一般都吸附着一层空气，颗粒间的空隙被空气所填充，或者颜料表面本身存在部分疏分散液(水)基团。颜料的湿润过程是用分散液(水)取代空气并与颜料表面的亲分散液(水)基团结合，在颜料表面形成包覆膜的过程。

传统的分散方法是：直接将颜料粉体加入分散液(水)中，在粉体重力作用和外力搅拌作用下，粉体慢慢被润湿，逐渐被溶解分散，分散液上的粉体也随重力作用往下移动，与分散剂接触，最后被分散开来。但是传统分散方法耗时长，对于表面本身存在部分疏分散液基团的颜料，其表面不容易被分散剂取代，需要时间更长，且分散效率不高，分散后得到的涂料固含量低。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种颜料浆液的制备方法、涂料及涂布纸，能够缩短颜料分散时间，提高分散效率和涂料固含量。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种颜料浆液的制备方法，所述方法包括：

取第一预定量的预润液对颜料粉体进行预润湿，获得预润湿的颜料混合物，其中，所述预润液用于使所述颜料粉体预先润湿，提高所述颜料粉体表面与分散介质的结合能力；

将所述预润湿的颜料混合物、第二预定量的分散剂加入到分散介质中进行分散，形成颜料浆液。

其中，所述第一预定量为所述颜料粉体质量的10％至30％。

其中，所述第二预定量为所述颜料粉体质量的0.5％。

其中，所述预润液为聚乙二醇水溶液、硬脂酸钙乳液、二甲基甲酰胺水溶液、聚乙烯醇水溶液、羧甲基纤维素水溶液、羧甲基淀粉钠水溶液、水中的一种或者多种组合。

其中，所述颜料粉体包括沉淀碳酸钙、研磨碳酸钙、高岭土、钛白粉、滑石粉、二氧化硅中的至少一种。

其中，所述分散剂为聚丙烯酸钠水溶液、六偏磷酸钠水溶液、丙烯酸-马来酸二元共聚物、聚丙烯酸中的至少一种。

其中，所述分散介质为水。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种涂料，所述涂料包括：由上述方法所制备的颜料浆液、胶乳以及辅助添加剂。

其中，所述辅助添加剂包含消泡剂、润滑剂、耐水化剂、荧光增白剂、染料中的至少一种。

其中，所述涂料的固含量为62％至71％。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种涂布纸，所述涂布纸包括基层和涂层，所述涂层涂布于所述基层上，所述涂层的涂料为上述的涂料。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明在将颜料粉体分散到分散介质中前，通过预润液对颜料粉体进行预润湿，提高颜料粉体表面与分散介质的结合能力，预润湿完后再将颜料加入到分散介质中进行分散的三个过程：湿润、解聚(分散)和稳定化，这样能缩短颜料在分散介质中的分散时间，提高分散效率和分散后得到的涂料的固含量。

附图说明

图1是本发明一种颜料浆液的制备方法一实施方式的流程图。

具体实施方式

参阅图1，本发明实施方式提供一种颜料浆液的制备方法，包括：

步骤101：取第一预定量的预润液对颜料粉体进行预润湿，获得预润湿的颜料混合物，其中，预润液用于使颜料粉体预先润湿，提高颜料粉体表面与分散介质的结合能力；

预润液主要起到初步润湿的作用，排除颜料表面空气，提高颜料粉体表面与分散介质的结合能力，使絮聚的颜料在后续分散步骤中容易解聚分离；选择预润液需要根据颜料的类型以及亲水亲油性的不同，选择不同极性的预润液，如颜料亲油性较强，则在预润液中加入少量非极性或弱极性溶液，这样预润液更加容易与颜料粉体表面结合，可提高与颜料表面润湿面积，提高表面空气排除效果；若颜料亲水性强，则预润液应该选用极性较强的溶液。本发明实施方式的预润湿可以是使全部的颜料粉体润湿，也可以是部分颜料粉体润湿。

预润湿过程采用预润机进行，预润机包括喂料系统、混合搅拌系统、压制系统和斜槽系统(出粒口)四个主要部分组成。其中喂料系统包括有两部分，一部分进料颜料粉体，一部分进料预润液；混合搅拌系统是使进入的粉体和预润液充分接触，均匀混合；压制系统是通过螺杆挤压，使颜料粉体与预润液接触更加均匀，充分完成预润湿，并且同时使预润液和颜料粉体压制成型；斜槽系统为出料口。

步骤102：将预润湿的颜料混合物、第二预定量的分散剂加入到分散介质中进行分散，形成颜料浆液。

将预润湿完的颜料混合物加入到分散介质中，并加入一定量的分散剂，加入分散剂能促进颜料在分散介质中的分散，使颜料在分散介质中迅速分散均匀，缩短分散时间。

区别于现有技术，本发明实施方式在将颜料粉体分散到分散介质中前，通过预润液对颜料粉体进行预润湿，提高颜料粉体表面与分散介质的结合能力，预润湿完后再将颜料加入到分散介质中进行分散的三个过程：湿润、解聚(分散)和稳定化，这样能缩短颜料在分散介质中的分散时间，提高分散效率和分散后得到的涂料的固含量。

其中，第一预定量为颜料粉体质量的10％至30％，例如10％、20％或30％等，本发明实施方式中的预润液的质量为颜料粉体质量的10％至30％，在保证颜料粉体充分预润湿的基础上，控制生产成本，减少浪费。

其中，第二预定量为颜料粉体质量的0.5％，即加入的分散剂的质量为颜料粉体质量的0.5％。

其中，预润液为聚乙二醇水溶液、硬脂酸钙乳液、二甲基甲酰胺水溶液、聚乙烯醇水溶液、羧甲基纤维素水溶液、羧甲基淀粉钠水溶液、水中的一种或者多种组合。聚乙二醇水溶液为极性溶液，聚乙二醇具有良好的润滑性和保湿性，能提高颜料粉体的吸湿性；硬脂酸钙乳液是指硬脂酸钙水性化，也称水性硬脂酸钙、硬脂酸钙分散液体。在本发明其它实施方式中，二甲基甲酰胺也可直接作为预润液对颜料粉体进行预润湿。

其中，颜料粉体包括沉淀碳酸钙、研磨碳酸钙、高岭土、钛白粉、滑石粉、二氧化硅中的至少一种；在本发明其它实施方式中，颜料粉体也可采用造纸涂料常用的其它颜料。

其中，分散剂为聚丙烯酸钠水溶液、六偏磷酸钠水溶液、丙烯酸-马来酸二元共聚物、聚丙烯酸中的至少一种，这些分散剂具有亲水和疏水基团，能在溶液中起到良好的分散作用。

其中，分散介质为水。

本发明另一个实施方式提供一种涂料，该涂料包括上述方法所制备的颜料浆液、胶乳以及辅助添加剂。其中胶乳起到胶黏剂的作用，用于将粘合颜料颗粒以及将颜料粘着到需要涂布的纸面上；辅助添加剂可以赋予涂料特定的性能。

本发明实施方式中的涂料所用的颜料浆液，是将颜料预润湿后加入到分散介质中分散形成的，颜料分散效率高，分散时间短，所得到的涂料固含量较高。

其中，辅助添加剂包含消泡剂、润滑剂、耐水化剂、荧光增白剂、染料中的至少一种；消泡剂可以消除涂料中的泡沫，提高其表面平滑度，本实施方式中的消泡剂可以采用有机硅氧烷等，润滑剂可以提高涂料的流动性，利于涂布，本实施方式中的润滑剂可以为硬脂酸钙等，耐水化剂可以增强涂料的耐水性能，本实施方式中的耐水化剂可以采用聚酰胺聚尿素、碳酸锆钾等，本实施方式中的荧光增白剂可以为二苯乙烯型荧光增白剂等，染料可以赋予涂料一些特殊颜色，采用本领域常规染料即可。

其中，涂料的固含量为62％至71％，例如62％、67％或71％等。

本发明另一个实施方式提供一种涂布纸，涂布纸包括基层和涂层，涂层涂布于基层上，涂层的涂料采用上述涂料。本发明实施方式中涂布方式采用本领域常规涂布方式即可。

本发明实施方式的涂布纸所采用的涂料所用的颜料浆液是将颜料预润湿后加入到分散介质中分散形成的，颜料分散效率高，分散时间短，所得到的涂料固含量较高，纸张的光泽度、表面强度得到提高，纸张表面粗糙度得到降低。

下面通过具体实施方式对本发明做进一步说明：

实施方式1

将水和聚乙二醇按照92:8比例混合，搅拌均匀，得到预润液。将研磨碳酸钙粉体与预润液按照1:0.1加入预润机中，混合均匀，出料，通过预润湿后形成研磨碳酸钙圆形颗粒，粒径直径在1mm-20mm(毫米)之间。将一定量的水加入分散机中，搅拌，将预润湿后的研磨碳酸钙颗粒倒入分散机中，加入0.5份聚丙烯酸钠分散剂，充分搅拌，10min(分钟)后分散均匀，80目筛网过滤，形成固含量77.1％、粘度176cps(厘帕斯卡秒)(采用布鲁克菲尔德粘度计测量)的研磨碳酸钙浆液—A浆液。

对比例1

将一定量的水加入分散机中，再将研磨碳酸钙粉体投入分散剂中，搅拌，加入0.5份聚丙烯酸钠分散剂，充分搅拌，15min后分散均匀，80目筛网过滤，形成固含量75.4％、粘度为181cps的研磨碳酸钙浆液—B浆液。

实施方式2

将水、二甲基甲酰胺和50％固含量的硬脂酸钙乳液按照90:7:3比例混合，搅拌均匀，得到预润液。将二氧化硅粉体与预润液按照1:0.3加入预润机中，混合均匀，出料，通过预润湿后形成二氧化硅颗粒，颗粒体积约0.1mm³-2cm³。将一定量的水加入分散机中，搅拌，将预润湿后的碳酸钙颗粒倒入分散机中，加入0.5份聚丙烯酸钠分散剂，充分搅拌，15min后分散均匀，80目筛网过滤，形成固含量30.7％、粘度为253cps的二氧化硅浆液—C浆液。

对比例2

将一定量的水加入分散机中，再将二氧化硅粉体投入分散剂中，搅拌，加入0.5份聚丙烯酸钠分散剂，充分搅拌，25min后分散均匀，过滤，形成固含量29.5％、粘度为181cps的二氧化硅浆液—D浆液。

实施方式3

将水、质量分数为9％羧甲基纤维素溶液和质量分数为12％羧甲基淀粉钠溶液按照95:2:3比例混合，搅拌均匀，得到预润液。将沉淀碳酸钙粉体与预润液按照1:0.2加入预润机中，混合均匀，出料，通过预润湿后形成沉淀碳酸钙圆形颗粒，粒径直径约在1mm-20mm之间。将一定量的水加入分散机中，搅拌，将预润湿后的沉淀颗粒倒入分散机中，加入0.5份聚丙烯酸钠分散剂，充分搅拌，10min后，形成固含量72.4％、粘度145cps的沉淀碳酸钙浆液—E浆液。

对比例3

将一定量的水加入分散机中，再将足够量的沉淀碳酸钙粉体投入分散剂中，搅拌，加入0.5份聚丙烯酸钠分散剂，充分搅拌，15min后，过滤，形成固含量71.5％、粘度157cps的沉淀碳酸钙浆液—F浆液。

实施方式4

将水和12％浓度的聚乙烯醇溶液、聚乙二醇、50％固含量的硬脂酸钙乳液按照90:2:5:3比例混合，搅拌均匀，得到预润液。滑石粉粉体与预润液按照1:0.2加入自制预润机中，混合均匀，出料，通过预润湿后形成滑石粉圆柱形颗粒，粒径直径约在1mm-20mm之间。将一定量的水加入分散机中，搅拌，将预润湿后的滑石粉粉体颗粒倒入分散机中，加入0.5份聚丙烯酸钠分散剂，充分搅拌，15min后，形成固含量为60.4％、粘度217cps的滑石粉浆液—G浆液。

对比例4

将一定量的水加入分散机中，再将足够量的滑石粉粉体投入分散剂中，搅拌，加入0.5份聚丙烯酸钠分散剂，充分搅拌，25min后，过滤，形成固含量为58.6％、粘度为231cps的滑石粉浆液—H浆液。

将上述各实施方式和对比例制备出来的颜料浆液配置成涂料，配置中各组分含量如表1(其余少量添加剂不计入总含量，添加量均相同)，然后将各组涂料在相同原纸上涂布，涂布纸张物性结果如表1。

表1

从表1中可以看出，采用本发明实施方式所制备的A浆液所得到的涂料1与未经过预润湿所制备的B浆液得到的涂料2相比，涂料1所涂布的涂布纸的表面强度和光泽度均有提高，粗糙度也有所降低；由涂料3和涂料4对比也可以看出，涂料3中的涂布液加入了10％的由本发明实施方式所制备的C浆液，而涂料4中没有加入预先润湿的颜料浆液，涂料3所涂布的涂布纸较涂料4所涂布的涂布纸的表面强度和光泽度均有提高，粗糙度也有所降低；同样的，采用本发明实施方式所制备的浆液所得到的涂料5和涂料7分别相对于涂料6和涂料8，其所涂布的涂布纸的表面强度和光泽度均有提高，粗糙度也有所降低。

以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种颜料浆液的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

取第一预定量的预润液对颜料粉体进行预润湿，获得预润湿的颜料混合物，其中，所述预润液用于使所述颜料粉体预先润湿，提高所述颜料粉体表面与分散介质的结合能力；

将所述预润湿的颜料混合物、第二预定量的分散剂加入到分散介质中进行分散，形成颜料浆液。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一预定量为所述颜料粉体质量的10％至30％。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二预定量为所述颜料粉体质量的0.5％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预润液为聚乙二醇水溶液、硬脂酸钙乳液、二甲基甲酰胺水溶液、聚乙烯醇水溶液、羧甲基纤维素水溶液、羧甲基淀粉钠水溶液、水中的一种或者多种组合。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述颜料粉体包括沉淀碳酸钙、研磨碳酸钙、高岭土、钛白粉、滑石粉、二氧化硅中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分散剂为聚丙烯酸钠水溶液、六偏磷酸钠水溶液、丙烯酸-马来酸二元共聚物、聚丙烯酸中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分散介质为水。

8.一种涂料，其特征在于，所述涂料包括：由权利要求1至7任一项所述方法所制备的颜料浆液、胶乳以及辅助添加剂。

9.根据权利要求8所述的涂料，其特征在于，所述辅助添加剂包含消泡剂、润滑剂、耐水化剂、荧光增白剂、染料中的至少一种。

10.根据权利要求8中所述的涂料，其特征在于，所述涂料的固含量为62％至71％。

11.一种涂布纸，其特征在于，所述涂布纸包括基层和涂层，所述涂层涂布于所述基层上，所述涂层的涂料为权利要求8至10任一项所述的涂料。