收稿日期: 2006 09 15

pH 值对涂料及涂布纸性能的影响

冯明仕

刘延春

郭

义

( 1 大宇制纸股份有限公司, 黑龙江牡丹江, 157013; 2 天津大宇制纸有限公司, 天津, 300222)

摘

要: 讨论了涂料 pH 值对涂料及涂布纸性能的影响。结果表明, 涂料 pH 值升高, 高剪切黏度

低, 涂料流动性和稳定性好, 涂料保水性也得到改善。涂布后涂布纸油墨吸收性下降, 印刷光泽度

有提高的趋势。

关键词: 涂料 pH 值; 流动性; 保水性; 油墨吸收性

中图分类号: TS727

文献标识码: A

文章编号: 0254 508X( 2007) 02 0071 02

实

验

1 1

实验原料

原纸: 定量为 115 g/m

。

颜料: 美国高岭土, 研磨碳酸

钙; 胶黏剂为丁苯胶乳和 CMC。

1 2

涂料配方及涂布方式

涂料配方: GCC 50 份; 美国

高岭土 50 份; 丁苯胶乳 10 份;

CMC 0 5 份; 其他微量助剂适量。

涂料固含量 69 0% 。

涂布方式采用手工涂布棒一次

涂布, 单面涂布量为 22 g/ m

。

1 3

检测仪器

IGT AIC2 5 型印刷适性仪; 高

剪切黏度测定仪 Hercules Ten。

1 4

实验方法及分析测定

1 4 1

将涂料配制好后, 分成 5

份, 然后用 NaOH 调 pH 值, 测涂
料性能。再分别将涂料手工涂布,
涂布纸经超压后在标准条件下进行
性能测试。

1 4 2

涂布纸性能指标均按国家

标准方法进行测定。油墨吸收性采
用常用的 K&N 油墨实验法测定。

结果与讨论

2 1

pH 值对涂料性能的影响

涂料是由多种组分组成的悬浮

液, 在干涂料中颜料份额约为

80% ~ 90% ( 质量分数) 。颜料对涂

料的流变性有较大影响。为确保颜
料性质稳定, 颜料分散过程中, 在
保证加入一定量分散剂的情况下,

通过加碱调整颜料分散性, 提高涂
料液的 pH 值, 增加分散体中电解
质的浓度。一般情况下, 高岭土在

pH 值为 8 5 时稳定性最佳, 而碳

酸钙在较高的 pH 值下稳定性较
好。而对于含两种以上颜料的涂
料, 通过调整 pH 值, 也会使其性
能有所改变。

2 1 1 pH 值对涂料黏度的影响

加碱不仅改变了涂料 pH 值,

而且对涂料原有体系也有改变。由
表 1 可知, 涂料的高剪切黏度
( 4400 r/ min) 随 pH 值升高而下降,
并逐渐趋于稳定。在 pH 值接近 9
时, 涂料流动性和稳定性都较好。
随 pH 值升高, 涂料低剪切黏度有
下降的趋势, 但变化并不大。所
以, 控制涂料 pH 值在一定范围并
保持稳定比控制低剪切黏度更有
效。

在实际生产中, 有时涂料 pH

值会下降, 原因是:

新配制的进

入系统的涂料 pH 值低; 涂料配
方中使用的胶乳、CMC、PVA 等添
加剂被微生物降解, 生成酸性物质
造成涂料酸败。上述情况导致了涂
料稳定性下降, 颜料粒子絮聚增
加, 涂料黏度上升, 流动性差, 筛
余物增加, 不易通过振动筛。采用
刮刀一次涂布后涂料易析出, 结成
片状物, 覆盖整个刮刀, 析出物对
纸面起破坏作用。严重时, 涂料黏
度过高( 大于 5000 mPa!s) 会堵塞输
送管道, 不仅会造成停机, 而且浪

费涂料, 环境水质也受到污染。
2 1 2 pH 值对涂料保水值的影响

碳酸钙与高岭土均使用阴离子

性分散剂分散, 提高 pH 值增加了
聚丙烯酸分散剂中的阴离子化, 增
加了分散颜料粒子之间的相互排斥
作用, 易形成稳定的悬浮液, 赋予
涂料液最低黏度, 从而改善了涂布
运转性, 同时涂料的保水性也得到
改善( 见表 1) 。在 pH 值接近 9 时,
涂料保水性最好。
2 2 pH 值对涂布纸性能的影响
2 2 1 pH 值对油墨吸收性的影响

涂布纸性能主要决定于涂层的

化学组成及组织结构。pH 值增加,
涂料的保水性和稳定性好, 胶黏剂
可均匀地与涂料的其他组分混合,
涂层干燥前胶黏剂向涂层表面迁移
和向原纸中的渗透被减弱, 涂料组
分在涂层中分布较均匀, 涂层中颜
料与颜料、颜料与原纸结合均匀,
可得到理想的平滑度、光泽度及均
匀的涂层结构, 并可改善表面强度
和油墨吸收性, 减少掉毛掉粉

[ 1]

。

由表 1 可知, 涂布纸油墨吸收性随
着涂料 pH 值的升高逐渐降低。从
油墨吸收性的变化可以反映出涂层
孔隙率的变化。涂层结构总孔隙体
积减少, 涂层封闭性好。

实际生产中涂料 pH 值对油墨

吸收性与本实验结果相同。在涂料

简

报

∀ 中国造纸# 2007 年第 26 卷第 2 期