CN106835836A - 一种纸材用水漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纸材用水漆及其制备方法，所述纸材用水漆包括以下重量百分比的如下组分：丙烯酸共聚物乳液45‑75％，pH调节剂0.4‑0.7％，消泡剂0.1‑0.5％，纳米二氧化硅分散液0‑15％，乳化石蜡0‑20％，消光粉0‑4％，成膜助剂2‑5％，润湿剂0.1‑0.5％，流平剂0.1‑0.5％，防腐杀菌剂0.1‑0.5％，增稠剂0.1‑1.2％，去离子水6‑16％。本发明的涂层容易增加膜厚，透明性好，涂层表面光滑，硬度好，具有优异的耐腐蚀性、抗粉化性、耐磨性和好的印刷性。

Description

一种纸材用水漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及纸材质水漆领域，尤其涉及一种纸材用水漆及其制备方法。

背景技术

在各类产品包装中，纸制品包装所占的比例最大。例如：纸箱、纸盒、纸袋、纸桶、蜂窝纸板等，均以用途广泛、易回收循环再利用，符合环保要求被视为绿色包装，备受人们的青睐。但是纸包装材质怕湿易破,给贮运和使用带来很大的不便,损失是严重的。但如果使用纸用涂料,就可能避免这些损失。在纸材表面涂一层涂料从而使其具有防止水、水蒸汽、氧气和油脂渗透,防止食物的气味和味道变化,防酸、碱或有机溶剂等优点。在纸张表面形成一层特涂膜结构，能够减少纸之间的摩擦，增加包装的使用寿命。

目前绝大部分纸包装企业主要使用是溶剂型的涂料。随着人们对环境及健康的日益重视，水性涂料已获得了越来越广泛的应用，传统溶剂型涂料在生产和使用过程中所释放的有机挥发性物质(VolatileOrganic Compounds，VOC)产生的污染，目前成为排在汽车之后的城市主要污染源，随着我国环保法律法规的不断完善和健全，强制性使用环保型工业涂料已经成为大势所趋。而水性工业涂料作为环保型涂料的重点发展方向，在纸材质行业中的应用具有非常广阔的市场。水性涂料，以水作为溶剂，不仅环保，而且能够相较于溶剂涂料价格低廉。但是目前水性涂料由于水的存在不但会降低纸箱的再印能力和粘结性，而且影响纸箱的美观坚固。为响应国家的环保法令以及节能减排的政策规定，针对纸材质的涂装要求，开发一款低有机挥发物(VOC)排放、快干并且性能优良的水性工业涂料并且以推进水性涂料产品在纸制品包装领域的广泛应用，使纸制品包装的防潮效果更好，成本更低，经济效益更显著意义重大。

现有水性纸材质涂料存在硬度低、耐水性差、干燥慢、降低基材粘结性、坚固性的问题。

目前，缺乏一种具有优异的耐腐蚀耐磨性的纸材用水漆及其制备方法。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种具有优异的耐腐蚀耐磨性的纸材用水漆及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本发明的一种纸材用水漆，所述纸材用水漆包括以下重量百分比的如下组分：

进一步地，所述的丙烯酸共聚物乳液为纯丙烯酸共聚物乳液或苯丙烯酸共聚物乳液中的一种或几种的组合。如同德WPA5812；

进一步地，所述的pH调节剂为二甲基乙醇胺、多功能胺AMP-95中的任意一种。

更进一步地，所述的消泡剂为有机硅类消泡剂。如BYK028。

进一步地，所述的成膜助剂为醇脂-12、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚中的一种或几种的组合。

进一步地，所述的乳化石蜡为氧化改性聚乙烯硬蜡；所述的润湿剂为聚醚改性有机硅类化合物，所述的流平剂为迪高公司的Tego270，所述的防腐杀菌剂为异噻唑啉类防腐杀菌剂。

更进一步地，所述的防腐杀菌剂为如发化工公司的YN-188或Troy特洛伊公司的K9N。

进一步地，所述的增稠剂为疏水改性碱溶胀型增稠剂或聚氨酯型增稠剂中的一种或几种的组合。

本发明所述的纸材用水漆的制备方法，包括如下步骤：

(1)按所述的比例准确称取各组分；

制备消光粉浆：在容器中加入部分去离子水，在400-600r/min的搅拌速度下加入消光粉，将所述消光粉配成16wt％的消光粉浆，然后进行研磨，研磨至细度小于等于25微米；

(2)在400-600r/min搅拌状态下，将所述的丙烯酸共聚物乳液、去离子水、成膜助剂、pH调节剂、消泡剂、乳化石蜡、纳米二氧化硅分散液、消光粉浆、润湿剂、流平剂和防腐杀菌剂依次加入备料锅中，1000-1500r/min的速度搅拌10分钟，直至形成均匀漆浆；

(3)在800-1000r/min搅拌条件下用增稠剂将漆液的粘度调到25℃下的60-85S，1000r/min的速度搅拌10分钟；得到半成品，将所述半成品经200目纱网过滤，制得纸材用水漆。

进一步地，在步骤(1)中，所述容器为缸，在步骤(3)中，粘度为涂-四杯粘度。

有益效果：本发明的涂层容易增加膜厚，透明性好，涂层表面光滑，硬度好，具有优异的耐腐蚀性、抗粉化性、耐磨性和好的印刷性，能够使纸的涂布面具有较强的抗水性、透气性和湿强度。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)本清漆不仅涂布量少，而且基本不影响纸箱的再印能力和粘结性，使我们的纸箱美观坚固。

本发明以水稀释剂，不含有机溶剂，不含苯、甲苯、二甲苯、甲醛、有毒重金属,无毒无刺激气味，对人体无害，不污染环境。产品成膜干燥快，适用纸制品流水线生产，涂层透明均匀，可印刷、粘结。通过添加纳米填料增加涂层的柔韧性和硬度，产品成本低、性能优、环保性好，并且不用改变现有的造纸生产工艺。

(2)纳米二氧化硅是一种达到纳米级别的球形粒子，经过表面处理后，表面含有很多机型基团能够与高分子材料有很好的相容性，有在制备的复合材料中能够起到很好的增强增韧的效果。纳米二氧化硅分散液的添加，可使漆膜平滑，提高纸品的耐湿性强度，具有较高的稳定性，而石蜡乳液的添加，可以提高涂膜和基材的耐打磨性能，提高表面的光滑程度。

(3)本发明具有漆膜表面清洁美观，光泽高，防潮防霉能力突出，具有室温速干性能，不需要增加额外设备。本发明配方简单，既环保又价格低廉，具有良好的重涂性能，可根据光泽要求进行调节。本发明硬度高，自干可达H；可打磨性特别突出；涂层透明均匀，具有极佳的耐水、耐溶剂、耐酸碱等化学性能，在南方甚至是更加湿热的沿海地区能够维持2年左右的使用时间。水漆VOC含量极低，＜35g/L。

(4)本发明所用基料为丙烯酸改性的环氧树脂同时兼具环氧树脂和丙烯酸的优良特性，其制备的水性涂料可常温自干，也可烘干，并为单组份，且储存稳定性好，具有优异的防潮性能、防霉性能、快干性和优良的成膜性能及附着力。合理搭配成膜助剂、纳米二氧化硅分散液及石蜡乳液，既提高了涂层的成膜性，使涂层具有良好的抗水、抗油性，又提高了涂层的耐磨损能力及抗拉性能。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

实施例1

本发明的一种纸材用水漆，所述纸材用水漆包括以下重量百分比的如下组分：

所述的丙烯酸共聚物乳液为纯丙烯酸共聚物乳液。如同德WPA5812；

所述的pH调节剂为多功能胺AMP-95。

所述的消泡剂为有机硅类消泡剂。如BYK028。

所述的成膜助剂为醇脂-12。

所述的乳化石蜡为氧化改性聚乙烯硬蜡；所述的润湿剂为聚醚改性有机硅类化合物，所述的流平剂为迪高公司的Tego270，所述的防腐杀菌剂为异噻唑啉类防腐杀菌剂。

所述的防腐杀菌剂为如发化工公司的YN-188。

所述的增稠剂为疏水改性碱溶胀型增稠剂。

本发明所述的纸材用水漆的制备方法，包括如下步骤：

(1)按所述的比例准确称取各组分；

制备消光粉浆：在容器中加入部分去离子水，在500r/min的搅拌速度下加入消光粉，将所述消光粉配成16wt％的消光粉浆，然后进行研磨，研磨至细度小于等于25微米；

(2)在500r/min搅拌状态下，将所述的丙烯酸共聚物乳液、去离子水、成膜助剂、pH调节剂、消泡剂、乳化石蜡、纳米二氧化硅分散液、消光粉浆、润湿剂、流平剂和防腐杀菌剂依次加入备料锅中，1300r/min的速度搅拌10分钟，直至形成均匀漆浆；

(3)在1000r/min搅拌条件下用增稠剂将漆液的粘度调到25℃下的85S，1000r/min的速度搅拌10分钟；得到半成品，将所述半成品经200目纱网过滤，制得纸材用水漆。所述容器为缸，粘度为涂-四杯粘度。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于：本发明的一种纸材用水漆，所述纸材用水漆包括以下重量百分比的如下组分：

所述的丙烯酸共聚物乳液为纯丙烯酸共聚物乳液、苯丙烯酸共聚物乳液中的两种的组合。如同德WPA5812；

所述的pH调节剂为二甲基乙醇胺。所述的成膜助剂为丙二醇甲醚。所述的增稠剂为聚氨酯型增稠剂。所述的防腐杀菌剂为Troy特洛伊公司的K9N。

本发明所述的纸材用水漆的制备方法，包括如下步骤：

(1)按所述的比例准确称取各组分；

制备消光粉浆：在缸中加入部分去离子水，在400r/min的搅拌速度下加入消光粉，将所述消光粉配成16wt％的消光粉浆，然后进行研磨，研磨至细度小于等于25微米；

(2)在600r/min搅拌状态下，将所述的丙烯酸共聚物乳液、去离子水、成膜助剂、pH调节剂、消泡剂、乳化石蜡、纳米二氧化硅分散液、消光粉浆、润湿剂、流平剂和防腐杀菌剂依次加入备料锅中，1000r/min的速度搅拌10分钟，直至形成均匀漆浆；

(3)在800r/min搅拌条件下用增稠剂将漆液的粘度调到25℃下的60S，1000r/min的速度搅拌10分钟；得到半成品，将所述半成品经200目纱网过滤，制得纸材用水漆。所述容器为缸，粘度为涂-四杯粘度。

实施例3

实施例3与实施例1的区别在于：本发明的一种纸材用水漆，所述纸材用水漆包括以下重量百分比的如下组分：

所述的丙烯酸共聚物乳液为苯丙烯酸共聚物乳液。如同德WPA5812；

所述的成膜助剂为丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚中的三种的组合。

所述的增稠剂为疏水改性碱溶胀型增稠剂或聚氨酯型增稠剂中的组合。

本发明所述的纸材用水漆的制备方法，包括如下步骤：

(1)按所述的比例准确称取各组分；

制备消光粉浆：在容器中加入部分去离子水，在600r/min的搅拌速度下加入消光粉，将所述消光粉配成16wt％的消光粉浆，然后进行研磨，研磨至细度小于等于25微米；

(2)在400r/min搅拌状态下，将所述的丙烯酸共聚物乳液、去离子水、成膜助剂、pH调节剂、消泡剂、乳化石蜡、纳米二氧化硅分散液、消光粉浆、润湿剂、流平剂和防腐杀菌剂依次加入备料锅中，1500r/min的速度搅拌10分钟，直至形成均匀漆浆；

(3)在900r/min搅拌条件下用增稠剂将漆液的粘度调到25℃下的75S，1000r/min的速度搅拌10分钟；得到半成品，将所述半成品经200目纱网过滤，制得纸材用水漆。

试验1

将实施例1至实施例3的产品纸材用水漆进行检测，其检测数据如表1所示：

表1

如表1所示：本发明的实施例1：涂层容易增加膜厚，透明性好，硬度适中，打磨性好。实施例2：硬度好、涂层表面光滑、耐磨性好，耐水性好。实施例3：相较于前两个方案，打磨性好，透明性好，但是涂层光滑程度差点、硬度比实施例1和实施例2稍差。

试验2

本发明的纸材用水漆与普通纸用水性清漆性能对比，其检测数据如表2所示：

表2

如表2所示，本发明制备的纸材质专用水漆通过成膜物质、成膜助剂等共同作用，使制备的水漆具有如下的创新点：具有优异的耐腐蚀性、抗粉化性、耐磨性和好的印刷性，能够使纸的涂布面具有较强的抗水性、透气性和湿强度。1、硬度高，自干可达H；2、可打磨性特别突出，不沾黏；3、涂层透明均匀，具有极佳的耐水、耐溶剂、耐酸碱等化学性能，在南方甚至是更加湿热的沿海地区能够维持2年左右的使用时间。4、水漆VOC含量极低，＜35g/L。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种纸材用水漆，其特征在于：所述纸材用水漆包括以下重量百分比的如下组分：

2.根据权利要求1所述的纸材用水漆，其特征在于：所述的丙烯酸共聚物乳液为纯丙烯酸共聚物乳液或苯丙烯酸共聚物乳液中的一种或几种的组合。

3.根据权利要求1所述的纸材用水漆，其特征在于：所述的pH调节剂为二甲基乙醇胺、多功能胺AMP-95中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的纸材用水漆，其特征在于：所述的消泡剂为有机硅类消泡剂。

5.根据权利要求1所述的纸材用水漆，其特征在于：所述的成膜助剂为醇脂-12、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚中的一种或几种的组合。

6.根据权利要求1所述的纸材用水漆，其特征在于：所述的乳化石蜡为氧化改性聚乙烯硬蜡；所述的润湿剂为聚醚改性有机硅类化合物，所述的流平剂为迪高公司的Tego270，所述的防腐杀菌剂为异噻唑啉类防腐杀菌剂。

7.根据权利要求6所述的纸材用水漆，其特征在于：所述的防腐杀菌剂为如发化工公司的YN-188或Troy特洛伊公司的K9N。

8.根据权利要求1所述的纸材用水漆，其特征在于：所述的增稠剂为疏水改性碱溶胀型增稠剂或聚氨酯型增稠剂中的一种或几种的组合。

9.权利要求1至8任一项所述的纸材用水漆的制备方法，包括如下步骤：

(1)按权利要求1所述的比例准确称取各组分；

制备消光粉浆：在容器中加入部分去离子水，在400-600r/min的搅拌速度下加入消光粉，将所述消光粉配成16wt％的消光粉浆，然后进行研磨，研磨至细度小于等于25微米；

(2)在400-600r/min搅拌状态下，将所述的丙烯酸共聚物乳液、去离子水、成膜助剂、pH调节剂、消泡剂、乳化石蜡、纳米二氧化硅分散液、消光粉浆、润湿剂、流平剂和防腐杀菌剂依次加入备料锅中，1000-1500r/min的速度搅拌10分钟，直至形成均匀漆浆；

(3)在800-1000r/min搅拌条件下用增稠剂将漆液的粘度调到25℃下的60-85S，1000r/min的速度搅拌10分钟；得到半成品，将所述半成品经200目纱网过滤，制得纸材用水漆。

10.根据权利要求9所述的纸材用水漆的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述容器为缸，在步骤(3)中，粘度为涂-四杯粘度。