[發明專利]一種含羧甲基纖維素的高觸變性紙張涂料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810845728.2
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN108867169B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 唐艷軍;傅丹寧;黃彪彪;王占彬
• 申請（專利權）人: 浙江曲蔓地生物科技有限公司
• 主分類號: D21H19/38
• 分類號: D21H19/38;D21H19/40;D21H21/14
• 代理公司: 杭州奧創知識產權代理有限公司 33272
• 代理人: 王佳健

本發明涉及一種含羧甲基纖維素的高觸變性紙張涂料及其制備方法。以重質碳酸鈣和高嶺土為顏料，通過加入一定量的分散劑六偏磷酸鈉，在高速剪切分散作用下制得復合顏料水相分散液；隨后加入膠黏劑羧基丁苯膠乳、消泡劑聚二甲基硅氧烷及流變助劑羧甲基纖維素；最后加入NaOH溶液和去離子水以調節體系的pH值，經持續高速剪切分散、篩選過濾后，制得具有高觸變性的紙張涂料。本發明的紙張涂料以辦公廢紙制得的羧甲基纖維素為流變助劑，可明顯提高涂料保水性和觸變性，有利于涂布加工操作。另外，本發明的紙張涂料制備條件溫和，設備操作容易，工藝簡單，生產成本低；且以水為分散介質，符合綠色設計的理念，因而具有巨大的市場發展前景。

技術領域

本發明屬于造紙涂料制備技術領域，具體涉及一種利用辦公廢紙精制的羧甲基纖維素作為主要助劑從而得到一種高保水性和高觸變性涂料的方法，主要應用于造紙工業中涂布紙的加工工藝，可改善涂布紙的各項物理強度性能，實現高性能銅版紙的制造。

背景技術

造紙涂料是指涂覆在紙或紙板表面，并能與紙或紙板形成牢固附著的連續薄膜，通常是以樹脂、油，或者乳液為主，添加/不添加顏料、填料，加入相應的助劑，用有機溶劑或水配制而成的粘稠液體。造紙涂料作為一種造紙工藝后續過程中的加工材料，可通過不同的施工工藝涂覆在紙或紙板表面，形成牢固、連續，并具有一定強度的固態薄膜。最終形成的膜通稱為涂膜，又稱漆膜或涂層。覆有涂層的紙稱為涂布紙，涂布紙一般具備良好的光學性能、印刷適應性以及物理性能等，而涂布紙具備的性能一般隨涂料中添加化學品的不同而不同。銅版紙就是一種在日常生活中使用較為廣泛的高檔型涂布紙。眾所周知，銅版紙在涂布過程中無法避免膠黏劑的重新分布問題，涂料在涂布到干燥過程中會發生遷移，這對銅版紙張的印刷效果產生至關重要的影響。優良的涂料添加劑不僅能夠有效緩解類似情況的發生，提高紙或紙板的各項性能，還能在一定程度上減少造紙污染物對環境的破壞，并降低生產成本，以上列舉的優勢對造紙工業未來的發展意義重大。

羧甲基纖維素(Carboxymethyl cellulose)，簡稱CMC，是由廣泛存在于自然界的天然維生素通過化學改性而制得的一種高聚合纖維醚，其結構主要是D-葡萄糖單元通過β(1→4)糖苷鍵相連接而成。其主要反應為：天然纖維素首先與NaOH發生堿化反應，隨著氯乙酸的加入，其葡萄糖單元上羥基上的氫與氯乙酸中的羧甲基基團發生取代反應。由于通常以鈉鹽的形式存在，故又叫羧甲基纖維素鈉(即CMC-Na)。CMC具有增稠性、保水性、成膜性、凝膠化作用、化學穩定性、溶解性、可降解性和懸浮作用等優良特性，這些性質使CMC廣泛應用在纖維、食品、醫藥、建材、日用化工、造紙、石油鉆井等領域。

從近幾年的發展來看，CMC可有效提高涂料的保水值，以防止水溶性膠黏劑向紙內遷移，從而改善了涂料的流平性，提高涂層質量。并且它還是良好的膠黏劑，具有極好的粘結力，1份CMC能代替3-4份改性淀粉或2-3份淀粉類衍生物化合物，并有效降低膠乳用量，有利于提高涂料的固含量。在涂布時可以起到潤滑劑的作用，有利于膜分離，成膜性好，使涂層具有良好的光澤度，避免產生“桔皮”現象。除此之外，CMC還可賦予涂料“假塑性”，使之在高剪切下使涂料變稀薄，特別適用于高固含量涂料和高速涂布。由于CMC水溶液具有抗酶解性能和惰性代謝，因此可以賦予涂料很好的穩定性，如保持涂料的均一性，使涂料在貯存期內不易腐敗。由此可見，CMC在造紙工業中的發展基礎雄厚，對于利用CMC制備保水性好、觸變性好的涂料的研究正處于不斷探索與改進中。因此，本發明將利用辦公廢紙制得的較低粘度、較高取代度和純度的CMC應用在銅版紙的涂料制備中，利用其優良保水性，以及含增稠、膠黏作用的優勢，通過優化涂料的配方，再加入一定量的低成本顏填料，從而得到一種性能優異的造紙涂料。將該涂料應用在銅版紙的加工過程中，可有效阻止膠黏劑的遷移，進而改善紙張的表面強度和對油墨的吸收性，以及提高涂布紙的各項物理強度性能，從而為進一步論證CMC作為一種造紙涂料助劑所發揮的重要作用提供依據。

發明內容

本發明的目的是提供一種含羧甲基纖維素的高觸變性紙張涂料的制備方法，該方法優化了造紙涂料配方，確立了高保水值、高觸變性，并能提高紙張物理強度性能的涂料的制備方法。