专利名称：一种高车速高固含涂料的制作方法
技术领域：
本发明属于铜版纸生产技术领域，具体地说是一种高车速高固含涂料。
二背景技术：
以石化产品为主体原料的涂料，在国际油价创新高、市场货源供应紧张和芳烃类 外盘价格保持上涨走势等因素的影响下，成本上涨时面临着出口退税调低、人民币汇 率变化等政策造成的冲击，CPI指数大幅增长带来的成本上涨压力，多元化的竞争格
局进一步加剧等因素，对国内造纸企业提出了更高的要求。
在这种背景下，铜版纸生产企业已在提高生产效率、降低能源消耗、开发新型原 材料等角度进行了探索，而其中涂料高固含、涂布的高车速，则代表了未来铜版纸生 产行业的发展方向，使用高固含不仅节降干燥能耗，而且可以使涂料在纸张表面更快 固化，降低涂料中水、胶粘剂等成分向原纸层的迁移，从而大幅度度降低胶粘剂用量， 涂料水分的降低，又可降低纤维的润胀，有利于生产更高平滑度的纸张。但高固含涂
料也给生产带来了一些困扰，之前的大量数据表明，在1500m/s车速下，每提升1% 固含,相应的涂料高剪切阻力上升20%,而高剪切阻力的上升会直接影响涂布的运转 性。太高的涂料高剪切阻力会导致涂布无法进行或涂布断纸、加剧刮刀的磨损、产生 刮刀背流、涂布不均，产生刮痕、刮线、黄线，涂布严重不均等异常问题点。
因此高车速高固含的技术关键是确保高固含涂料有较为正常的流动性、粘性模 量、弹性模量、不动点固含等流体性质。目前国内外的一些大型铜版纸生产企业，稳 定最高车速尽管已达到1700m/min左右，但其涂料固含却很难以突破63-66%以上的水 平，而有些企业虽然涂料固含较高，但涂布辐宽窄、涂布车速低。
发明内容
本发明的目的是提供一种高车速高固含涂料，该涂料配方实现了涂布的高车速高 固含的发展需求，能满足较高的涂布车速、采用刮刀涂布、涂布量相对不高。该涂料 配方综合应用了涂料的表面化学、涂料的流体力学、以及涂料悬浮液的颗粒包裹等理 论，具有一定性能要求的流变性、粘性模量、弹性模量、不动点等。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的；
一种高车速高固含涂料，其特征在于该高固含涂料包括重质碳酸钙、轻质碳酸 钙、高岭土颜料、聚乙烯醇、胶乳和增稠剂；固含量在69%-71%; PH为8.5-10;其中 重量份数为重质碳酸钙65-100份、轻质碳酸钙5-100份、高岭土颜料0-15份、聚 乙烯醇0.1-0.6份、胶乳9-11.5份、增稠剂0.1-0. 55份。本发明中，所述重质碳酸钙占总量的至少65份，优选为80-100份，其具有细小 的粒度分布，至少95M的所述颗粒小于2um，至少75%的所述颗粒小于0. 5 u m,所述 轻质碳酸钙为文石型，呈针状或棒状，平均粒径为小于等于0.42!im。所述高岭土颜 具有细小的粒度分布，至少98%的颗粒子小于2 u m，至少75%的颗粒小于0. 5 u m。这 此数据是基于使用Sedigraph粒度分析仪给出的颗粒计数。
所述胶乳的粒径为80nm-120nm。通常用胶乳的粒径120nm-160咖。
所述增稠剂为合成类酰化聚合物与羧甲基纤维素CMC复合体，其中合成类酰化聚 合物的重量比例为100%-20%，最优比为100-50%。
本发明中，该高固含涂料还可以包括分散剂、消泡剂和湿强剂等。其中分散剂用 量为总量的0.05-0.15份，消泡剂用量为总量的0.05-0. 5份，湿强剂用量为总量的 0.3-1.0份，其中所述分散剂可以是聚丙烯酸盐、亦可以是聚磷酸盐、或其它聚合物 分散剂。
该高固含涂料的固含量在69%-71%，涂料低剪切粘度采用Brookfield DV-II + Viscometer为700cps-1600cps，最佳为lOOOcps-1500cps, PH为8. 5-10,最佳为 9. 0-9.5左右。
本发明选用细粒径的胶乳及复合体增稠剂，能有效降低高固含涂料之高剪切阻 力，能在涂布车速在1700m/min-1800m/min范围内，采用刮刀涂布、涂布辐宽在9m 以上、设定的涂布量在7 g/m2-15g/m2范围内的涂布机上正常运转。在涂布机上采用 本发明后吨纸成本有明显降低，成纸品质有大幅提升。
本发明实现了涂布的高车速高固含的发展需求，能满足较高的涂布车速、采用刮 刀涂布、涂布量相对不高。该涂料配方综合应用了涂料的表面化学、涂料的流体力学、 以及涂料悬浮液的颗粒包裹等理论，具有一定性能要求的流变性、粘性模量、弹性模 量、不动点等。
本发明给企业带来的贡献主要体现在吨纸能耗降低8%以上，涂料总胶粘剂用量 下降10-30%左右，成纸品质明显提升，在表面细腻性、网点还原及印刷再现性方面 效果十分突出。
具体实施方式
实施例1
一种本发明所述的高车速高固含涂料，该涂料主体为重质碳酸钙、轻质碳酸钙； 其比例分别为82、 18。同时添加占总量10.5重量份的胶乳，增稠剂占颜料总量0.37重量份，配比为100: 80。辅助添加剂是，分散剂选用聚丙烯酸盐，占总量的0.10重 量份，湿强剂选用PAPU型，占总量的0.50重量份，消泡剂占总量的0.05重量份。 涂料固含为70%，低剪切粘度采用Brookfield DV-II + Viscometer测试为1350cps左右， PH通过添加氢氧化钠调整至9.0-9.5。
采用所述高固含涂料配方于辐宽为9.7m，采用刮刀进行涂布的涂布机上进行涂 布，在涂布量为10-12g/r^时，涂布的车速可以在1700-1800m/min时正常运转，无涂 布喷嘴及刮刀背流，无刮痕、刮线、黄线等运行性故障，涂布刮刀寿命仍能维持在17-21 小时左右，刮刀寿命以普通钢刀进行说明。
所述高固含配方，在其它条件相同时，吨纸能耗降低14%左右，涂料总胶粘剂用 量下降20%左右，成纸在粗糙度方面改善15-20%左右。
实施例2
一种本发明所述的高车速高固含涂料，该涂料主体为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、 高岭土；其比例分别为70、 15、 15。同时添加总量11.0重量份的胶乳，增稠剂占总 量0.20重量份，配比为100: 0。辅助添加剂是，分散剂选用聚丙烯酸盐，占颜料总 量的0.15重量份，湿强剂选用PAPU型，占颜料总量的0.80重量份，消泡剂占颜料 总量的0.10重量份。涂料固含69.0%，低剪切粘度采用Brookfield DV-II + Viscometer 测试为1500cps左右，PH通过添加氢氧化钠调整至8.5-9.0。
采用所述高固含涂料配方于辐宽为9.7m，采用刮刀进行涂布的涂布机上进行涂 布，在涂布量为11-14g/m2时，涂布的车速可以在1700-1800m/min时正常运转，无涂 布喷嘴及刮刀背流，无刮痕、刮线、黄线等运行性故障，涂布刮刀寿命仍能维持在15-18 小时左右，所述刮刀寿命以普通钢刀进行说明。
所述高固含配方，在其它条件相同时，吨纸能耗降低12%左右，涂料总胶粘剂用 量下降15%以上，成纸在粗糙度方面改善7-12%左右。
实施例3
一种本发明所述的高车速高固含涂料，涂料主体由重质碳酸钙、轻质碳酸钙，其 比例分别为95、 5。同时添加占总量9.6重量份的胶乳，并添加占总量0.4重量份聚乙 烯醇，添加的增稠剂占总量0.10重量份，配比为50: 50。辅助添加剂是，分散剂选 用聚丙烯酸盐，占总量的0.10重量份，湿强剂选用PAPU型，占总量的0.10重量份， 消泡剂占总量的0.15重量份。涂料固含为70.5%，低剪切粘度采用Brookfield
5DV-II + Viscometer测试为950cps左右，PH通过添加氢氧化钠调整至9.0-9.5 。
采用所述高固含涂料于辐宽为9.7m，采用刮刀进行涂布的涂布机上进行涂布，
在涂布量为11-13g/m2时，涂布的车速可以在1700-1800m/min时正常运转，无涂布喷
嘴及刮刀背流，无刮痕、刮线、黄线等运行性故障，涂布刮刀寿命仍能维持在16-20
小时左右，所述刮刀寿命以普通钢刀进行说明。
所述高固含配方，在其它条件相同时，吨纸能耗降低17%左右，涂料总胶粘剂用
量下降20%以上，成纸在粗糙度方面改善20-30%左右。
权利要求
1、一种高车速高固含涂料，其特征在于该高固含涂料包括重质碳酸钙、轻质碳酸钙、高岭土颜料、聚乙烯醇、胶乳和增稠剂；固含量在69％-71％；PH为8.5-10；其中重量份数为重质碳酸钙65-100份、轻质碳酸钙5-100份、高岭土颜料0-15份、聚乙烯醇0.1-0.6份、胶乳9-11.5份、增稠剂0.1-0.55份。
2、 根据权利要求1所述的高车速高固含涂料，其特征在于所述重质碳酸钙中 至少95%的颗粒小于2 u m，至少70%的颗粒小于0. 5 u m。
3、 根据权利要求1所述的高车速高固含涂料，其特征在于所述重质碳酸钙重 量份数为80-100份。
4、 根据权利要求1所述的高车速高固含涂料，其特征在于所述轻质碳酸钙为 文石型，呈针状或棒状，平均粒径为小于等于0.42ym。
5、 根据权利要求1所述的高车速高固含涂料，其特征在于所述高岭土颜料具 有细小的粒度分布，至少98免的颗粒子小于2um，至少75免的颗粒小于0.5um。
6、 根据权利要求1所述的高车速高固含涂料，其特征在于所述胶乳的粒径为 80nm-120咖。
7、 根据权利要求1所述的高车速高固含涂料，其特征在于所述增稠剂为合成 类酰化聚合物与羧甲基纤维素CMC复合体，其中合成类酰化聚合物的重量比例为 100%-20%。
8、 根据权利要求1所述的高车速高固含涂料，其特征在于该高固含涂料配方 还包括分散剂、消泡剂和湿强剂，其中，分散剂重量份数为0. 05-0.15份，消泡剂重 量份数为0. 05-0. 5份，湿强剂重量份数为为0. 3-1. 0份。
全文摘要
本发明公开了一种高车速高固含涂料，该高固含涂料配方包括重质碳酸钙、轻质碳酸钙、高岭土颜料、聚乙烯醇、胶乳和增稠剂；固含量在69％-71％；pH为8.5-10；其中重量份数为重质碳酸钙65-100份、轻质碳酸钙5-100份、高岭土颜料0-15份、聚乙烯醇0.1-0.6份、胶乳9-11.5份、增稠剂0.1-0.55份。本发明有效降低高固含涂料之高剪切阻力，能满足较高的涂布车速、采用刮刀涂布、涂布量相对不高。该涂料综合应用了涂料的表面化学、涂料的流体力学、以及涂料悬浮液的颗粒包裹等理论，具有一定性能要求的流变性、粘性模量。本发明应用在涂布机上，使吨纸成本明显降低，成纸品质大幅提升。
文档编号C09D1/00GK101538422SQ200910030768
公开日2009年9月23日 申请日期2009年4月15日 优先权日2009年4月15日
发明者明 张, 王仁荣 申请人:金东纸业(江苏)股份有限公司