CN115717032B - 一种耐污性干燥网用涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及涂料技术领域，具体公开了一种耐污性干燥网用涂料及其制备方法。一种耐污性干燥网用涂料，包括以下质量份的原料：羟基改性氟硅树脂20～35份、聚酯树脂5～10份、辅助剂2～8份、填料5～10份、助剂1～5份、光引发剂1～5份、溶剂10～20份；其中辅助剂为甲基三甲氧基硅烷和聚二甲基硅氧烷按照质量比1：（1～3）组成的混合物。本申请制备得到一种耐污性能和附着力较为优异的涂料，并且该涂料应用至干燥网处理后，可以赋予干燥网优异且稳定的耐污性能，可以有效解决干燥网使用过程中污物积淀问题。

Description

一种耐污性干燥网用涂料及其制备方法

技术领域

本申请涉及涂料技术领域，更具体地说，它涉及一种耐污性干燥网用涂料及其制备方法。

背景技术

造纸用干燥网是造纸机干燥部重要的脱水材料，主要作用是脱去纸页中多余的水分，对于提高成纸质量具有显著意义，是造纸过程中极为重要的一环。

在废纸回收再利用和纸张品种多元化的趋势下，造纸使用的浆料中容易存在种类较多的污物，如油污、油墨、松香、乳胶、粘结剂等；并且造纸过程中产生的灰尘、纸毛等杂质容易粘附在干燥网上，随着长时间的积淀，严重影响干燥网的脱水效果，从而容易导致纸张水分横幅不均、造成生产缠缸断纸及纸病。

目前解决干燥网污物积淀问题的途径主要是停机清理或更换干燥网，耗时耗力，严重影响生产效率。因此通过涂料处理干燥网，赋予干燥网较为优异的耐污性能，是目前较为有效且便捷的解决方式。而涂料耐污性能的优劣直接影响干燥网的耐污性能，因此制备一种耐污性能优异的涂料是必要的。

发明内容

为了提高涂料的耐污性能和附着力，从而提高经涂料处理后干燥网的耐污性能，进而有效解决干燥网污物积淀问题，本申请提供一种耐污性干燥网用涂料及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种耐污性干燥网用涂料，采用如下的技术方案：

一种耐污性干燥网用涂料，包括以下质量份的原料：羟基改性氟硅树脂20～35份、聚酯树脂5～10份、辅助剂2～8份、填料5～10份、助剂1～5份、光引发剂1～5份、溶剂10～20份；其中所述辅助剂为甲基三甲氧基硅烷和聚二甲基硅氧烷按照质量比1：（1～3）组成的混合物。

通过采用上述技术方案，以羟基改性氟硅树脂和聚酯树脂作为涂料的树脂原料，其中羟基改性氟硅树脂具有较为优异的疏水疏油性、耐热性、耐化学腐蚀性、耐候性、低摩擦性和耐氧化性，其所具有的疏水疏油特性契合本申请中涂料的耐污性能需求，即以其为原料制备得到的涂料具有较为优异的耐污性能及其他综合性能。但是羟基改性氟硅树脂的机械性能较差，且自身附着力较差，不利于涂料在干燥网上的附着稳定性。而聚酯树脂具有较好的附着力和耐冲击性，但是耐污性能和耐水性能较差。当聚酯树脂与羟基改性氟硅树脂配合使用时，两者可以形成互补，有效克服彼此的缺陷，并最终得到更为优异的性能，进而使得制备得到的涂料在具有较好的耐污性能的同时，在干燥网上的附着稳定性更佳，对于解决干燥网污物积淀问题具有积极意义。

另外，羟基改性氟硅树脂在羟基的作用下，在涂料体系中可以与聚酯树脂发生一定程度的缩聚反应，使得羟基改性氟硅树脂与聚酯树脂的结合稳定性更佳，对于实现两者性能上的互补具有积极意义；并且有助于提高制备得到的涂料在干燥网上的涂覆效果。

同时，以甲基三甲氧基硅烷和聚二甲基硅氧烷按照上述质量比复配作为辅助剂，两者配合使用综合性能较为优异。由于甲基三甲氧基硅烷和聚二甲基硅氧烷均能够起到一定的偶联作用，有助于提高涂料体系中各原料之间的结合效果。另外，甲基三甲氧基硅烷和聚二甲基硅氧烷均具有较为优异的疏水性能，可以进一步改善制得涂料的耐污性能。并且甲基三甲氧基硅烷在体系中可以与填料构成三维网络结构，对于提高填料的分散性以及制得涂料的机械性能具有较好的改善效果。同时，聚二甲基硅氧烷在改善涂料防油尘性能的基础上，在体系中还可以起到消泡和流平的效果，从而可以有效减少涂料使用过程中，因涂料起泡而导致涂层表面不平整和机械性能下降的情况。

综上，在各原料的配合作用下，制备得到的涂料具有较为优异的耐污性能、机械性能、附着稳定性等，从而在利用制得的涂料处理干燥网后，在干燥网上形成综合性能较好耐污涂层，可以有效提高干燥网的耐污性能，进而有效解决干燥网污物积淀问题。

在一个具体的可实施方案中，所述羟基改性氟硅树脂的制备方法如下：

先将氯基硅烷在碱性条件下进行水解，中和后再加入氟硅树脂，充分混合后得到羟基改性氟硅树脂。

在一个具体的可实施方案中，所述氯基硅烷和氟硅树脂的质量比为1：（3.5～6.0）。

在一个具体的可实施方案中，所述填料为改性纳米二氧化钛和改性纳米氧化锌按照质量比（2～5）:1组成的混合物。

通过采用上述技术方案，以改性纳米二氧化钛和改性纳米氧化锌按照上述比例复配后作为填料，可以有效提高制得的涂料机械性能和耐磨性能。同时，由于改性纳米二氧化钛和改性纳米氧化锌均具有较为优异的光催化效果，对附着在涂层上的有机类污物具有一定程度的催化分解作用，即可以进一步减少污物积淀的情况，使得经涂料处理后的干燥网具有一定的自清洁效果，对于提高经涂料处理后的干燥网的耐污性能具有积极意义。另外，纳米氧化锌还兼具较好的抑菌效果，可以有效减少细菌滋生而导致的负面影响。

在一个具体的可实施方案中，所述改性纳米二氧化钛和改性纳米氧化锌的制备方法如下：

预先在超声环境下，用辅助剂分别浸渍纳米二氧化钛和纳米氧化锌，控制浸渍温度为40～50℃，浸渍结束后依次经过滤、干燥，得到改性纳米二氧化钛和改性纳米氧化锌，且浸渍后的辅助剂作为原料再利用。

通过采用上述技术方案，辅助剂浸渍纳米二氧化钛和纳米氧化锌后，得到的改性纳米二氧化钛和改性纳米氧化锌在体系中的分散性得到明显改善，有助于减少因填料团聚而导致的负面影响。

在一个具体的可实施方案中，所述助剂包括以下质量百分比的组分：附着促进剂50～70%、抗老化剂5～10%、余量为抗静电剂。

通过采用上述技术方案，以附着促进剂、抗静电剂和抗老化剂作为助剂，有助于提高涂料附着力、抗静电性和抗老化性，进而进一步改善涂料的综合性能，使得涂料的实际使用效果更佳。另外，涂料抗静电性的改善可以有效减少涂层对于灰尘等污物的静电吸附作用，从而进一步提高涂层的耐污性能。

在一个具体的可实施方案中，所述附着促进剂为液态硅酸钠和甲基硅酸钠按照质量比1：（2.2～3.7）组成的混合物。

通过采用上述技术方案，以液态硅酸钠和甲基硅酸钠按照上述比例复配作为附着促进剂，其中液态硅酸钠和甲基硅酸钠均具有一定程度的碱性，可以去除酸性污垢促进油脂的皂化和乳化；并且甲基硅酸钠与液态硅酸钠还存在一定的脱水交联作用，可以形成较为优异的憎水层，并提高涂料使用后涂层的密实度，即对于提高涂料体系的耐污性能和自清洁性能具有积极意义。另外，液态硅酸钠具有较好的粘结性，可以有效提高涂料在干燥网上的附着力；且在涂料形成涂层后，液态硅酸钠还可以形成单分子膜，对涂层具有一定的保护作用。而甲基硅酸钠具有良好的渗透结晶性，可以在涂料使用过程中有效促使涂料成分渗入干燥网中，从而以机械咬合的方式提高涂料在干燥网上的附着力。

综上，液态硅酸钠和甲基硅酸钠配合使用可以达到较为优异的综合效果，即通过不同的促进涂料附着机理，最终达到提高涂料附着力的效果。并且液态硅酸钠和甲基硅酸钠在体系中的相互作用，以及两者自身去除油污的特性，使得两者在体系中可以起到较大的积极作用，契合整个涂料体系以及涂料后续的应用环境，实用意义较强。

在一个具体的可实施方案中，所述抗静电剂为是十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐、聚环氧乙烷、乙氧基月桂酷胺中的至少一种。

第二方面，本申请提供一种耐污性干燥网用涂料的制备方法，采用如下的技术方案：

一种耐污性干燥网用涂料，包括以下步骤：

先充分混合羟基改性氟硅树脂、聚酯树脂和溶剂，然后再加入辅助剂和助剂，最后加入填料搅拌均匀，分散研磨后得到成品涂料。

在一个具体的可实施方案中，研磨后成品涂料的细度＜20μm。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、本申请以羟基改性氟硅树脂和聚酯树脂作为涂料的主要基材，羟基改性氟硅树脂和聚酯树脂形成互补，可以有效克服彼此的缺陷，并最终得到更为优异的性能，进而使得制备得到的涂料在具有较好的耐污性能的同时，在干燥网上的附着稳定性更佳，对于解决干燥网污物积淀问题具有积极意义。

2、本申请以甲基三甲氧基硅烷和聚二甲基硅氧烷复配作为辅助剂，在两者配合作用下，可以起到疏水、促进填料分散、提高涂料机械性能、流平以及消泡等积极作用，对于辅助提高涂料的综合性能具有积极意义。

3、本申请以改性纳米二氧化钛和改性纳米氧化锌作为填料，在改善涂料机械性能的同时，赋予涂料较好的光催化性能，在涂料使用过程中可以有效分解接触的油污等有机污物，从而使得涂层具有一定的自清洁性能，对于减少经涂料处理后的干燥网上的污物积淀问题。

4、本申请以液态硅酸钠和甲基硅酸钠复配作为附着促进剂，两者不同的促进涂料附着机理，可以有效提高涂料附着力，并且两者之间的相互作用以及自身的特性均有助于进一步改善涂料的综合性能，实用意义较强。

具体实施方式

以下结合实施例和对比例对本申请作进一步详细说明，本申请涉及的原料均可通过市售获得。

实施例1

一种耐污性干燥网用涂料，包括以下质量的原料：羟基改性氟硅树脂3kg、聚酯树脂0.8kg、辅助剂0.5kg、填料0.6kg、助剂0.4kg、光引发剂0.2kg、溶剂1.6kg；

其中辅助剂为甲基三甲氧基硅烷和聚二甲基硅氧烷按照质量比1：1.5组成的混合物；

聚酯树脂为三官能度聚酯丙烯酸树脂；

填料为改性纳米二氧化钛和改性纳米氧化锌按照质量比3:1组成的混合物，改性纳米二氧化钛和改性纳米氧化锌的制备方法如下：在超声环境下，用辅助剂分别浸渍纳米二氧化钛和纳米氧化锌，控制浸渍温度为40℃，浸渍3h后依次经过滤、干燥，得到改性纳米二氧化钛和改性纳米氧化锌，且浸渍后的辅助剂作为原料再利用；

助剂包括以下质量百分比的组分：附着促进剂60%、抗老化剂10%、余量为抗静电剂，且附着促进剂为液态硅酸钠和甲基硅酸钠按照质量比1：2.8组成的混合物，抗静电剂为乙氧基月桂酷胺，抗老化剂为抗氧剂1010；

光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦；

溶剂为丁酮；

羟基改性氟硅树脂的制备方法如下：在40℃条件下，氯基硅烷在碱性溶液中水解1h，中和后再加入氟硅树脂，充分混合后得到羟基改性氟硅树脂；其中氯基硅烷为HD-E5132硅烷偶联剂，氟硅树脂为KX-501氟硅树脂，且氯基硅烷和氟硅树脂的质量比为1：5。

上述耐污性干燥网用涂料的制备方法如下：

避光环境下，先充分混合羟基改性氟硅树脂、聚酯树脂和溶剂，然后再加入辅助剂和助剂充分搅拌，接着加入填料，高速分散后研磨至细度＜20μm，最后加入光引发剂，充分混合后，得到成品涂料。

实施例2～5与实施例1的区别之处在于原料配比不同，具体如下表所示。

表1 原料配比表

实施例6

本实施例与实施例1的区别之处在于，辅助剂为甲基三甲氧基硅烷和聚二甲基硅氧烷按照质量比1：1组成的混合物。

实施例7

本实施例与实施例1的区别之处在于，辅助剂为甲基三甲氧基硅烷和聚二甲基硅氧烷按照质量比1：3组成的混合物。

实施例8

本实施例与实施例1的区别之处在于，填料为改性纳米二氧化钛和改性纳米氧化锌按照质量比2:1组成的混合物。

实施例9

本实施例与实施例1的区别之处在于，填料为改性纳米二氧化钛和改性纳米氧化锌按照质量比5:1组成的混合物。

实施例10

本实施例与实施例1的区别之处在于，填料为改性纳米二氧化钛。

实施例11

本实施例与实施例1的区别之处在于，填料为改性纳米氧化锌。

实施例12

本实施例与实施例1的区别之处在于，填料为碳酸钙。

实施例13

本实施例与实施例1的区别之处在于，填料为未经改性处理的纳米二氧化钛和纳米氧化锌，且两者之间的质量比不变。

实施例14

本实施例与实施例1的区别之处在于，附着促进剂为液态硅酸钠和甲基硅酸钠按照质量比1：2.2组成的混合物。

实施例15

本实施例与实施例1的区别之处在于，附着促进剂为液态硅酸钠和甲基硅酸钠按照质量比1：3.7组成的混合物。

实施例16

本实施例与实施例1的区别之处在于，附着促进剂为液态硅酸钠和甲基硅酸钠按照质量比1：1组成的混合物。

实施例17

本实施例与实施例1的区别之处在于，附着促进剂为液态硅酸钠和甲基硅酸钠按照质量比1：5组成的混合物。

实施例18

本实施例与实施例1的区别之处在于，附着促进剂为液态硅酸钠。

实施例19

本实施例与实施例1的区别之处在于，附着促进剂为甲基硅酸钠。

实施例20

本实施例与实施例1的区别之处在于，附着促进剂为硅烷偶联剂KH-550。

实施例21

本实施例与实施例1的区别之处在于，不添加附着促进剂，余量用抗静电剂补足。

对比例1

本对比例与实施例1的区别之处在于，用等量的KX-501氟硅树脂替换羟基改性氟硅树脂。

对比例2

本对比例与实施例1的区别之处在于，不添加辅助剂。

对比例3

本对比例与实施例1的区别之处在于，辅助剂为甲基三甲氧基硅烷。

对比例4

本对比例与实施例1的区别之处在于，辅助剂为聚二甲基硅氧烷。

对比例5

本对比例与实施例1的区别之处在于，不添加羟基改性氟硅树脂，余量用聚酯树脂补足。

对比例6

本对比例与实施例1的区别之处在于，不添加聚酯树脂，余量用聚酯树脂补足。

应用例1

一种耐污性干燥网的制备方法，包括以下步骤：

将干燥网基体在涂料中浸渍1min，取出浸渍后的干燥网基体，沥干后60℃下热风1min，然后紫外灯照射至固化，照射能量为1000mJ/cm²，制得耐污性干燥网成品。

应用例2～21与应用例1的区别之处在于所用的涂料为不同实施例制备得到，且应用例2～21中的涂料分别为实施例2～21中制备得到的涂料，且应用例与实施例按照数字序号一一对应。

对比应用例1～6与应用例1的区别之处在于所用的涂料为对比例1～6制备得到，且对比应用例与对比例按照数字序号一一对应。

性能检测试验方法

附着力测试：采用划格法测试实施例1～21和对比例1～6中制得的涂料的附着力。

耐污性测试：1）在1L水中加入30ml油墨、20ml润滑油、10ml植物油、30ml黏土与水按照1:4的比例混合得到的泥浆，充分混合后得到污物混合液备用，根据上述配制方法配制27组污物混合液；

2）每个应用例和对比应用例中的耐污性干燥网均裁剪出10cm×10cm规格的样品，然后分别将各样品呈立式置于对应的30℃的污物混合液中，保持样品完全浸在污物混合液中，且保持污物混合液处于搅拌状态，维持24h后取出样品；

3）将污物混合液处理后的样品呈立式置于流量、流速恒定的流水中，流水的流速为2m/s，流水处理10min，然后取出流水处理后的样品，观察样品表面污物情况，并根据以下标准对其耐污性进行评定：1级，样品表面有大量的明显污物积淀；2级，样品表面有较多的明显污物积淀；3级，样品表面有明显污物积淀；4级，样品表面有少量污物积淀；5级，样品表面基本没有污物积淀；即耐污等级1-5级中1级耐污性最差，5级耐污性最好。

耐水性测试：将应用例1～21和对比应用例1～6中制得的耐污性干燥网分别室温浸泡4天，涂膜无分层、无起泡、无剥落即合格，反之出现上述任一现象则记为不合格。

表2.1 涂料附着力检测数据表

表2.2 耐污性、耐水性检测数据表

通过表2.1和表2.2的检测结果，并结合实施例1和对比例5-6的附着力测试结果，以及应用例1和对比应用例5-6的耐污性和耐水性测试结果来看，本申请制备得到的涂料具有较为优异的附着力和耐水性，并且经该涂料处理后的干燥网具有较为优异的耐污性。具体分析对比例5-6和对比应用例5-6的检测结果，羟基改性氟硅树脂与聚酯树脂配合下，两者互补机制明显，可以有效克服彼此的缺陷。并且在不添加羟基改性氟硅树脂的情况下，虽然涂料依然具有较好的附着力，但是耐污性能和耐水性能极差。而在不添加聚酯树脂的情况下，涂料的耐污性能有一定程度的下降，且涂料附着力大幅降低。因此，从检测结果来看，羟基改性氟硅树脂与聚酯树脂配合使用，所达到的积极效果是显而易见的。

结合实施例1和对比例2、应用例1和对比应用例2的检测结果来看，辅助剂的加入对于提高涂料附着力具有一定程度的积极意义，并且可以有效改善涂料的耐污性能。另外，结合对比应用例3和对比应用例4的检测结果来看，甲基三甲氧基硅烷和聚二甲基硅氧烷之间存在明显的复配作用，两者按一定比例配合使用效果更佳。

结合应用例1和应用例8-13的检测结果来看，改性纳米二氧化钛和改性纳米氧化锌的加入可以明显改善涂料的耐污性能，可能是两者配合下的光催化作用可以有效降解有机类污物，赋予经涂料处理后的干燥网一定程度的自清洁特性。并且从检测结果来看，两者之间存在明显的协同配合作用，即按照一定比例复配使用效果更佳。并且对于纳米二氧化钛和纳米氧化锌进行改性处理，有助于进一步提高涂料耐污性能。

结合实施例1和实施例14-21的检测结果来看，液态硅酸钠和甲基硅酸钠的加入可以较大程度地改善涂料的附着力，并且由于两者提高附着力的机理存在差异，从检测结果来看两者按照一定复配使用效果更佳。同时，结合应用例21的检测结果来看，不添加附着促进剂对于涂料的耐污性能也存在一定程度的负面影响，这也验证了本申请中对于液态硅酸钠和甲基硅酸钠对于耐污改善效果的推断。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种耐污性干燥网用涂料，其特征在于，包括以下质量份的原料：羟基改性氟硅树脂20～35份、聚酯树脂5～10份、辅助剂2～8份、填料5～10份、助剂1～5份、光引发剂1～5份、溶剂10～20份；其中所述辅助剂为甲基三甲氧基硅烷和聚二甲基硅氧烷按照质量比1：（1～3）组成的混合物；

所述填料为改性纳米二氧化钛和改性纳米氧化锌按照质量比（2～5）:1组成的混合物；

所述改性纳米二氧化钛和改性纳米氧化锌的制备方法如下：

预先在超声环境下，用辅助剂分别浸渍纳米二氧化钛和纳米氧化锌，控制浸渍温度为40～50℃，浸渍结束后依次经过滤、干燥，得到改性纳米二氧化钛和改性纳米氧化锌，且浸渍后的辅助剂作为原料再利用；

所述助剂包括以下质量百分比的组分：附着促进剂50～70%、抗老化剂5～10%、余量为抗静电剂；

所述附着促进剂为液态硅酸钠和甲基硅酸钠按照质量比1：（2.2～3.7）组成的混合物。

2.根据权利要求1所述的一种耐污性干燥网用涂料，其特征在于，所述羟基改性氟硅树脂的制备方法如下：

先将氯基硅烷在碱性条件下进行水解，中和后再加入氟硅树脂，充分混合后得到羟基改性氟硅树脂。

3.根据权利要求2所述的一种耐污性干燥网用涂料，其特征在于，所述氯基硅烷和氟硅树脂的质量比为1：（3.5～6.0）。

4.根据权利要求1所述的一种耐污性干燥网用涂料，其特征在于，所述抗静电剂为是十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐、聚环氧乙烷、乙氧基月桂酰胺中的至少一种。

5.一种如权利要求1～4任意一项所述的耐污性干燥网用涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

先充分混合羟基改性氟硅树脂、聚酯树脂和溶剂，然后再加入辅助剂和助剂，最后加入填料搅拌均匀，分散研磨后得到成品涂料。

6.根据权利要求5所述的耐污性干燥网用涂料的制备方法，其特征在于，研磨后成品涂料的细度＜20μm。