CN108342930A - 一种功能型造纸涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种功能型造纸涂料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：水性聚胺基甲酸酯树酯25‑36、甲基丙烯酸甲酯28‑43、乙烯‑乙酸乙烯酯17‑29、乙二胺四乙酸二钠18‑25、聚乙二醇12‑19、分散剂11‑19、增稠剂7‑13、消泡剂6‑13、pH调节剂8‑22、碳化硅空心微球45‑62、磷酸聚六亚甲基胍13‑24、蒸馏水51‑74、纳米二氧化硅颗粒22‑35、氧化铝陶瓷粉21‑38、纳米级MCM‑22分子筛34‑55。通过调控本发明中陶瓷粉与空心微球的配比，优化涂料配伍性，赋予纸张抗菌性能、阻燃性能、耐盐雾性能等功能；同时改善涂布纸的印刷适性。

Description

一种功能型造纸涂料
技术领域
本发明属于功能材料及造纸技术领域，具体涉及一种功能型造纸涂料。
背景技术
涂布纸是在原纸的至少一个表面上涂布以颜料为主要成分的涂料后进行干燥而形成的。涂布纸可经多色印刷或单色印刷后作为招贴、宣传册、广告画等商用印刷物，或作为书籍、杂志等出版物，在日常工作和生活中得到广泛的应用。
涂料的性质直接影响着涂布纸性能。现有的一种常见的涂料是以淀粉为主体，其应用于涂布纸生产时，涂布作业的操作性差、涂布量相对较低。较低的涂布量并不能提供良好的表面性能，所得涂布纸存在表面粗糙度较大、抗发花性能差等问题。同时涂布的涂料性能单一，不能赋予纸张新的功能，不利于涂布纸的发展。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种功能型造纸涂料，通过调控本发明中陶瓷粉与空心微球的配比，优化涂料配伍性，赋予纸张抗菌性能、阻燃性能、耐盐雾性能等功能；同时改善涂布纸的印刷适性。
本发明的技术方案为：一种功能型造纸涂料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：水性聚胺基甲酸酯树酯 25-36、甲基丙烯酸甲酯 28-43、乙烯-乙酸乙烯酯 17-29、乙二胺四乙酸二钠18-25、聚乙二醇 12-19、分散剂 11-19、增稠剂 7-13、消泡剂 6-13、pH调节剂 8-22、碳化硅空心微球 45-62、磷酸聚六亚甲基胍 13-24、蒸馏水 115-160、纳米二氧化硅颗粒 22-35、氧化铝陶瓷粉 21-38、纳米级MCM-22分子筛 34-55。
进一步的，所述碳化硅空心微球的颗粒粒径为200-400nm。
进一步的，所述纳米级MCM-22分子筛的颗粒粒径为100-200nm。
进一步的，所述分散剂为十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种。
进一步的，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素。
进一步的，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
进一步的，所述pH调节剂为氨甲基丙醇。
本发明中，通过碳化硅空心微球、磷酸聚六亚甲基胍、纳米二氧化硅颗粒、氧化铝陶瓷粉、纳米级MCM-22分子筛的协效复配作用，碳化硅空心微球与纳米级MCM-22分子筛内部具有独特的三维网状空间结构，能够吸附住磷酸聚六亚甲基胍、纳米二氧化硅颗粒，达到缓释的效果，显著提高本发明涂料的抗菌能力，同时添加的氧化铝陶瓷粉赋予本发明涂料其他的功能特性；通过本发明中乙二胺四乙酸二钠、聚乙二醇等辅助组分的作用，能够使本发明组分充分融合，并能够与纸张具有很好的吸附力。
本发明的有益效果：1.本发明抗菌纸涂料制备过程是在常温常压下进行的，不需要添加新的设备，工艺简单，生产成本低。2.本发明涂料在纸上进行涂布后，通过各组分协效作用，不仅能有效改善纸张的抗菌性能、阻燃性能、耐盐雾性能等功能，而且可赋予纸张良好的印刷适性。3.相比于浆内添加抗菌剂方式优势在于：保留率较好，不会造成生产过程中的抗菌剂的浪费，可节省原料；其添加的用量可根据所生产的纸张的要求在较大范围内变动。
优选的，本发明的制备方法为：依据以上配方取水性聚胺基甲酸酯树酯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯-乙酸乙烯酯、乙二胺四乙酸二钠、聚乙二醇、分散剂加入涂料分散桶的水中，分散速度保持在5000r/min，分散时间为15min后降低转速至2000r/min，加入消泡剂继续混合10min，再加入碳化硅空心微球、磷酸聚六亚甲基胍、纳米二氧化硅颗粒、氧化铝陶瓷粉、纳米级MCM-22分子筛，逐渐提高转速至8000r/min，持续分散25min后，再降低转速至2000r/min，加入增稠剂、pH调节剂，分散10min，制得固含量为30-45%的功能型造纸涂料。
本发明的使用方法为：将原纸按要求平整的放在涂布机上，压下张紧辑，再把涂布辑压在纸张前端，放下固定翼，取一定量的功能型造纸涂料，均匀分布在纸张前端，启动按钮，纸张涂布完成，涂布速度30m/min涂布后的纸张放入纸样快速干燥器，干燥温度105℃，干燥时间为45s，依据以上配方涂料及涂布工艺制得的纸张，经震荡烧瓶法定量检测，结果表明，涂料涂布纸张对金黄色葡萄球菌抗菌效率达到了97%以上；同时，经以上配方涂料涂布后，纸张的印刷适性得以明显改善。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
一种功能型造纸涂料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：水性聚胺基甲酸酯树酯27、甲基丙烯酸甲酯 32、乙烯-乙酸乙烯酯 21、乙二胺四乙酸二钠22、聚乙二醇 15、分散剂13、增稠剂 10、消泡剂 9、pH调节剂 14、碳化硅空心微球 53、磷酸聚六亚甲基胍 19、蒸馏水 130、纳米二氧化硅颗粒 26、氧化铝陶瓷粉 27、纳米级MCM-22分子筛 45。
进一步的，所述碳化硅空心微球的颗粒粒径为300nm。
进一步的，所述纳米级MCM-22分子筛的颗粒粒径为180nm。
进一步的，所述分散剂为十二烷基硫酸钠。
进一步的，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素。
进一步的，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
进一步的，所述pH调节剂为氨甲基丙醇。
本发明中，通过碳化硅空心微球、磷酸聚六亚甲基胍、纳米二氧化硅颗粒、氧化铝陶瓷粉、纳米级MCM-22分子筛的协效复配作用，碳化硅空心微球与纳米级MCM-22分子筛内部具有独特的三维网状空间结构，能够吸附住磷酸聚六亚甲基胍、纳米二氧化硅颗粒，达到缓释的效果，显著提高本发明涂料的抗菌能力，同时添加的氧化铝陶瓷粉赋予本发明涂料其他的功能特性；通过本发明中乙二胺四乙酸二钠、聚乙二醇等辅助组分的作用，能够使本发明组分充分融合，并能够与纸张具有很好的吸附力。
本发明的有益效果：1.本发明抗菌纸涂料制备过程是在常温常压下进行的，不需要添加新的设备，工艺简单，生产成本低。2.本发明涂料在纸上进行涂布后，通过各组分协效作用，不仅能有效改善纸张的抗菌性能、阻燃性能、耐盐雾性能等功能，而且可赋予纸张良好的印刷适性。3.相比于浆内添加抗菌剂方式优势在于：保留率较好，不会造成生产过程中的抗菌剂的浪费，可节省原料；其添加的用量可根据所生产的纸张的要求在较大范围内变动。
优选的，本发明的制备方法为：依据以上配方取水性聚胺基甲酸酯树酯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯-乙酸乙烯酯、乙二胺四乙酸二钠、聚乙二醇、分散剂加入涂料分散桶的水中，分散速度保持在5000r/min，分散时间为15min后降低转速至2000r/min，加入消泡剂继续混合10min，再加入碳化硅空心微球、磷酸聚六亚甲基胍、纳米二氧化硅颗粒、氧化铝陶瓷粉、纳米级MCM-22分子筛，逐渐提高转速至8000r/min，持续分散25min后，再降低转速至2000r/min，加入增稠剂、pH调节剂，分散10min，制得本发明的功能型造纸涂料。
实施例2
一种功能型造纸涂料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：水性聚胺基甲酸酯树酯25、甲基丙烯酸甲酯 28、乙烯-乙酸乙烯酯 17、乙二胺四乙酸二钠18、聚乙二醇 12、分散剂11、增稠剂 7、消泡剂 6、pH调节剂 8、碳化硅空心微球 45、磷酸聚六亚甲基胍 13、蒸馏水115、纳米二氧化硅颗粒 22、氧化铝陶瓷粉 21、纳米级MCM-22分子筛 34。
进一步的，所述碳化硅空心微球的颗粒粒径为200nm。
进一步的，所述纳米级MCM-22分子筛的颗粒粒径为100nm。
进一步的，所述分散剂为甲基戊醇。
进一步的，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素。
进一步的，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
进一步的，所述pH调节剂为氨甲基丙醇。
实施例3
一种功能型造纸涂料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：水性聚胺基甲酸酯树酯36、甲基丙烯酸甲酯 43、乙烯-乙酸乙烯酯 29、乙二胺四乙酸二钠25、聚乙二醇 19、分散剂19、增稠剂 13、消泡剂 13、pH调节剂 22、碳化硅空心微球 62、磷酸聚六亚甲基胍 24、蒸馏水 160、纳米二氧化硅颗粒 35、氧化铝陶瓷粉 38、纳米级MCM-22分子筛 55。
进一步的，所述碳化硅空心微球的颗粒粒径为400nm。
进一步的，所述纳米级MCM-22分子筛的颗粒粒径为200nm。
进一步的，所述分散剂为古尔胶。
进一步的，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素。
进一步的，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
进一步的，所述pH调节剂为氨甲基丙醇。
实施例4
一种功能型造纸涂料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：水性聚胺基甲酸酯树酯28、甲基丙烯酸甲酯 35、乙烯-乙酸乙烯酯 20、乙二胺四乙酸二钠22、聚乙二醇 14、分散剂13、增稠剂 10、消泡剂 9、pH调节剂 16、碳化硅空心微球 52、磷酸聚六亚甲基胍 18、蒸馏水 138、纳米二氧化硅颗粒 27、氧化铝陶瓷粉 26、纳米级MCM-22分子筛 41。
进一步的，所述碳化硅空心微球的颗粒粒径为250nm。
进一步的，所述纳米级MCM-22分子筛的颗粒粒径为150nm。
进一步的，所述分散剂为脂肪酸聚乙二醇酯。
进一步的，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素。
进一步的，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
进一步的，所述pH调节剂为氨甲基丙醇。
实施例5
一种功能型造纸涂料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：水性聚胺基甲酸酯树酯34、甲基丙烯酸甲酯 38、乙烯-乙酸乙烯酯 25、乙二胺四乙酸二钠23、聚乙二醇 17、分散剂16、增稠剂 11、消泡剂 10、pH调节剂 19、碳化硅空心微球 58、磷酸聚六亚甲基胍 22、蒸馏水 150、纳米二氧化硅颗粒 32、氧化铝陶瓷粉 35、纳米级MCM-22分子筛 53。
进一步的，所述碳化硅空心微球的颗粒粒径为350nm。
进一步的，所述纳米级MCM-22分子筛的颗粒粒径为130nm。
进一步的，所述分散剂为十二烷基硫酸钠。
进一步的，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素。
进一步的，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
进一步的，所述pH调节剂为氨甲基丙醇。
实施例6
一种功能型造纸涂料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：水性聚胺基甲酸酯树酯32、甲基丙烯酸甲酯 37、乙烯-乙酸乙烯酯 24、乙二胺四乙酸二钠21、聚乙二醇 16、分散剂17、增稠剂 9、消泡剂 11、pH调节剂 18、碳化硅空心微球 54、磷酸聚六亚甲基胍 17、蒸馏水 146、纳米二氧化硅颗粒 29、氧化铝陶瓷粉 27、纳米级MCM-22分子筛 39。
进一步的，所述碳化硅空心微球的颗粒粒径为250nm。
进一步的，所述纳米级MCM-22分子筛的颗粒粒径为160nm。
进一步的，所述分散剂为甲基戊醇。
进一步的，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素。
进一步的，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
进一步的，所述pH调节剂为氨甲基丙醇。
对比例1
一种功能型造纸涂料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：水性聚胺基甲酸酯树酯32、甲基丙烯酸甲酯 37、乙烯-乙酸乙烯酯 24、乙二胺四乙酸二钠21、聚乙二醇 16、分散剂17、增稠剂 9、消泡剂 11、pH调节剂 18、磷酸聚六亚甲基胍 17、蒸馏水 146、氧化铝陶瓷粉27、纳米级MCM-22分子筛 39。
进一步的，所述纳米级MCM-22分子筛的颗粒粒径为160nm。
进一步的，所述分散剂为甲基戊醇。
进一步的，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素。
进一步的，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
进一步的，所述pH调节剂为氨甲基丙醇。
对比例2
一种功能型造纸涂料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：水性聚胺基甲酸酯树酯32、甲基丙烯酸甲酯 37、乙烯-乙酸乙烯酯 24、分散剂 17、增稠剂 9、消泡剂 11、pH调节剂18、碳化硅空心微球 54、磷酸聚六亚甲基胍 17、蒸馏水 146、纳米二氧化硅颗粒 29、氧化铝陶瓷粉 27、纳米级MCM-22分子筛 39。
进一步的，所述碳化硅空心微球的颗粒粒径为250nm。
进一步的，所述纳米级MCM-22分子筛的颗粒粒径为160nm。
进一步的，所述分散剂为甲基戊醇。
进一步的，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素。
进一步的，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
进一步的，所述pH调节剂为氨甲基丙醇。
对比例3
一种功能型造纸涂料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：水性聚胺基甲酸酯树酯32、甲基丙烯酸甲酯 37、乙烯-乙酸乙烯酯 24、乙二胺四乙酸二钠21、聚乙二醇 16、分散剂17、增稠剂 9、消泡剂 11、pH调节剂 18、碳化硅空心微球 54、磷酸聚六亚甲基胍 17、蒸馏水 146、纳米二氧化硅颗粒 29。
进一步的，所述碳化硅空心微球的颗粒粒径为250nm。
进一步的，所述分散剂为甲基戊醇。
进一步的，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素。
进一步的，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
进一步的，所述pH调节剂为氨甲基丙醇。
涂料性能测试
耐盐雾性能
将实施例和对比例中的涂料涂装于木质试片。涂料涂装后，静置48小时待涂料完全固化成膜后进行测试。对上述涂层进行附着力测试、中性盐雾测试，测试方法按照《GB/T1720-1979漆膜附着力测定法》、《GB/T 10125-2012 人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》进行，测试结果如下表。
抗菌性能和阻燃性能
根据GB/T 21866-2008进行抗菌性能测试；根据 GB1244-2005采用小室燃烧法对上述实施例的涂料进行阻燃性能测试，结果如下表所示。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是，本发明中所未详细描述的技术特征，均可以通过本领域任一现有技术实现。

Claims (7)

1.一种功能型造纸涂料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：水性聚胺基甲酸酯树酯 25-36、甲基丙烯酸甲酯 28-43、乙烯-乙酸乙烯酯 17-29、乙二胺四乙酸二钠18-25、聚乙二醇 12-19、分散剂 11-19、增稠剂 7-13、消泡剂 6-13、pH调节剂 8-22、碳化硅空心微球 45-62、磷酸聚六亚甲基胍 13-24、蒸馏水 115-160、纳米二氧化硅颗粒 22-35、氧化铝陶瓷粉 21-38、纳米级MCM-22分子筛 34-55。
2.根据权利要求1所述的功能型造纸涂料，其特征在于，所述碳化硅空心微球的颗粒粒径为200-400nm。
3.根据权利要求1所述的功能型造纸涂料，其特征在于，所述纳米级MCM-22分子筛的颗粒粒径为100-200nm。
4.根据权利要求1所述的功能型造纸涂料，其特征在于，所述分散剂为十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种。
5.根据权利要求1所述的功能型造纸涂料，其特征在于，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素。
6.根据权利要求1所述的功能型造纸涂料，其特征在于，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
7.根据权利要求1所述的功能型造纸涂料，其特征在于，所述pH调节剂为氨甲基丙醇。
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