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一种含有纳米粒子改性胶黏剂的铜版纸涂料及其制备方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2015-01-07
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2015-05-27
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2016-08-24
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2035-01-07
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201510006477.5 申请日 2015-01-07
公开/公告号 CN104594121B 公开/公告日 2016-08-24
授权日 2016-08-24 预估到期日 2035-01-07
申请年 2015年 公开/公告年 2016年
缴费截止日
分类号 D21H19/38D21H19/40D21H19/58D21H19/52D21H19/64D21H21/06D21H21/12C09D125/14C09D133/08C09D7/12C08F212/08C08F220/18C08F2/26C08F2/30C08F2/44C08K3/26 主分类号 D21H19/38
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 8
权利要求数量 9 非专利引证数量 0
引用专利数量 4 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 JP特开2004-330570A、CN1221833A、CN101215437A、CN103074804A 被引证专利
专利权维持 3 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 浙江理工大学 当前专利权人 浙江理工大学
发明人 唐艳军、张宇、杨志远 第一发明人 唐艳军
地址 浙江省杭州市下沙高教园区2号大街928号 邮编
申请人数量 1 发明人数量 3
申请人所在省 浙江省 申请人所在市 浙江省杭州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
浙江杭州金通专利事务所有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
王佳健
摘要
本发明涉及一种含有纳米粒子改性胶黏剂的铜版纸涂料及其制备方法。本发明中的涂料由高岭土、重质碳酸钙、改性苯丙乳液、羧甲基纤维素钠、六偏磷酸钠、抗水剂、润滑剂、消泡剂、氨水和水组成。其制备方法如下:首先,将分散剂加入水中搅拌均匀,然后将颜料粒子加入其中,并在2000 r/min下搅拌30 min,搅拌速度降至1000 r/min后加入胶黏剂纳米碳酸钙改性苯乙烯?丙烯酸丁酯乳液和抗水剂、润滑剂、消泡剂,再继续在1000 r/min下剪切分散10 min,调节pH至8.0,最后,经200目筛网过滤出料得到铜版纸涂料。本发明得到的涂料固含量高、粘度低、保水性能好、生产成本低。
  • 摘要附图
    一种含有纳米粒子改性胶黏剂的铜版纸涂料及其制备方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2016-08-24 授权
2 2015-05-27 实质审查的生效 IPC(主分类): D21H 19/38 专利申请号: 201510006477.5 申请日: 2015.01.07
3 2015-05-06 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种含有纳米粒子改性胶黏剂的铜版纸涂料,其特征在于:该涂料由高岭土、重质碳酸钙、改性苯丙乳液、羧甲基纤维素钠、六偏磷酸钠、抗水剂、消泡剂、润滑剂、氨水和水组成;其中高岭土与重质碳酸钙的重量比为:4:1;设高岭土与重质碳酸钙的总重量为A,则改性苯丙乳液的重量为9-18%A,羧甲基纤维素钠的重量为0.80%A,六偏磷酸钠的重量为0.5%A,抗水剂0.10%A,润滑剂0.50A%,消泡剂0.20%A,氨水0.50 A%。

2.根据权利要求1所述的铜版纸涂料,其特征在于:所述高岭土,白度86%ISO,粒径<
2um,达97%,折射率1.62,71%的Brookfield粘度, <200cP,100rpm。

3.根据权利要求1所述的铜版纸涂料,其特征在于:所述重质碳酸钙为超细碳酸钙,粒径<2um,达90%。

4.根据权利要求1所述的铜版纸涂料,其特征在于:所述改性苯丙乳液为固含量为30%的纳米碳酸钙改性苯乙烯-丙烯酸丁酯乳液;通过以下工艺条件制备而来:苯乙烯:丙烯酸丁酯=1:1,以软硬单体总用量为基准,功能单体甲基丙烯酸甲酯用量为10%,纳米碳酸钙1%,乳化剂十二烷基硫酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚的比例为1:2,总量3 %,助乳化剂正十六烷0.6 %,pH调节剂NaHCO3 0.5 %,在70 ºC下细乳液聚合反应5 h,得到以纳米碳酸钙为核、聚合物为壳的核壳结构微粒,平均粒径约为130 nm。

5.根据权利要求1所述的铜版纸涂料,其特征在于:所述抗水剂为碳酸锆铵;润滑剂为硬脂酸钙;消泡剂为叔丁醇。

6.一种如权利要求1所述的铜版纸涂料的制备方法,其特征在于包括如下步骤:
第一步,将六偏磷酸钠加入水中,高速分散一定时间;
第二步,将高岭土和重质碳酸钙加入以上分散液,高速分散一定时间;
第三步,依次加入改性苯丙乳液、羧甲基纤维素钠和抗水剂、消泡剂、润滑剂,剪切分散一定时间;
第四步,以氨水调节涂料体系pH至8.0,经200目筛网过滤出料得到固含量为65%的铜版纸涂料。

7.根据权利要求6所述的铜版纸涂料的制备方法,其特征在于:第一步分散速度2400r/min,分散时间5min。

8.根据权利要求6所述的铜版纸涂料的制备方法,其特征在于:第二步先加入高岭土后加入重质碳酸钙,分散速度2000r/min,分散时间30min。

9.根据权利要求6所述的铜版纸涂料的制备方法,其特征在于:第三步分散速度1000r/min,分散时间10min。
说明书

技术领域

[0001] 本发明属于制浆造纸技术领域,具体涉及一种含有纳米粒子改性胶黏剂的铜版纸涂料及其制备方法,借助纳米复合材料的尺寸效应、界面效应改善纸张的光学性能、印刷适性,提高纸张的表面疏水性。

背景技术

[0002] 随着经济的发展与人们生活水平的不断提高,我国纸制品需求量不断上升,特别是涂布纸的生产量与消费量,近十年获得迅猛发展。我国造纸行业的总生产消费量现居世界第二,但人均涂布纸消费量却与发达国家之间差距很大。涂布纸,即在原纸表面涂上一层涂料,主要目的是使涂层最大程度地覆盖原纸表面纤维,赋予纸张较好的光学性能、印刷适性及特殊功能。高质量的纸张和纸板都是经过涂布的。涂布涂料一般由颜料(高岭土,碳酸钙等)、胶黏剂和其他助剂如分散剂、抗水剂、消泡剂、增白剂,抗菌剂等组成。涂布后的纸张会在表面形成涂层,涂层的强度能够适应印刷过程中的应力作用。但是,随着印刷速度的不断提高,传统涂料所形成的涂层不能完全满足印刷应力要求,因此需要不断研发高性能涂料以适应不断提升的印刷速度。涂层表面强度主要由颜料粒子之间以及颜料与纸张之间的黏合程度决定,故胶黏剂作为连接它们之间的桥梁,对涂料性能起着重要作用。随着纳米科学与技术的发展,纳米粒子改性乳液的制备及其在造纸涂料中的功能化应用,必将对整个涂布纸行业产生重要影响。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种含有纳米粒子改性胶黏剂的铜版纸涂料及其制备方法。通过调控纳米碳酸钙改性苯乙烯-丙烯酸丁酯乳液在涂料中的用量、优化涂料配伍性,以改善涂布纸光学性能、印刷适性、提高纸张表面疏水性等。
[0004] 本发明的目的是通过如下技术方案实现的:
[0005] 含有纳米粒子改性胶黏剂的铜版纸涂料配方:
[0006] 高岭土;
[0007] 重质碳酸钙;
[0008] 二者的重量比例为4:1。
[0009] 以高岭土和重质碳酸钙的加入总量为基准,
[0010] 改性苯丙乳液        9%,12%,15%,18%;
[0011] 六偏磷酸钠          0.5%;
[0012] 羧甲基纤维素钠      0.8%;
[0013] 抗水剂              0.1%;
[0014] 润滑剂              0.5%;
[0015] 消泡剂              0.2%;
[0016] 氨水                0.5%。
[0017] 所述高岭土,白度86%ISO,粒径<2um,达97%,折射率1.62,71%的Brookfield粘度,<200cP,100rpm, (#3棒)。
[0018] 所述重质碳酸钙为超细碳酸钙,粒径<2um,达90%。
[0019] 所述改性苯丙乳液为固含量为30%的纳米碳酸钙改性苯乙烯-丙烯酸丁[0020] 酯乳液。通过以下工艺条件制备而来:苯乙烯:丙烯酸丁酯=1:1,功能单体甲基丙烯酸甲酯用量为10%(以软硬单体总用量为基准,下同),纳米碳酸钙1%,乳化剂十二烷基硫酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚的比例为1:2,总量3 %,助乳化剂正十六烷0.6 %,pH调节剂NaHCO3 0.5 %,在70 ºC下细乳液聚合反应5 h,得到以纳米碳酸钙为核、聚合物为壳的核壳结构微粒,平均粒径约为130 nm。
[0021] 所述抗水剂为碳酸锆铵;润滑剂为硬脂酸钙;消泡剂为叔丁醇。
[0022] 铜版纸涂料的制备方法,包括如下步骤:
[0023] 第一步,将六偏磷酸钠加入水中,高速分散一定时间。
[0024] 第二步,将高岭土和重质碳酸钙加入以上分散液,高速分散一定时间。
[0025] 第三步,依次加入纳米碳酸钙改性苯乙烯-丙烯酸丁酯乳液、羧甲基纤维素钠和抗水剂、消泡剂、润滑剂,剪切分散一定时间。
[0026] 第四步,以氨水调节涂料体系pH至8.0,经200目筛网过滤出料得到固含量为65%的铜版纸涂料。
[0027] 上述方法中,第一步分散速度2400r/min,分散时间5min。
[0028] 上述方法中,第二步先加入高岭土后加入重质碳酸钙,分散速度2000r/min,分散时间30min。
[0029] 上述方法中,第三步分散速度1000r/min,分散时间10min。
[0030] 本发明的优点:1. 本发明含有纳米粒子改性胶黏剂的铜版纸涂料制备过程在常温常压下进行,不需要添加新的设备,工艺简单,生产成本低;2. 本发明含有纳米粒子改性胶黏剂的铜版纸涂料在纸上涂布后,原纸表面的一些平凹坑等缺陷被填充得到改善,纸张表面变得平整;3. 本发明含有纳米粒子改性胶黏剂的铜版纸涂料在纸上进行涂布后,不仅能有效改善纸张的光学性能、表面印刷适性,而且能明显提高纸张疏水性。

实施方案

[0031] 实施例1:
[0032] 高岭土/重质碳酸钙4:1;
[0033] 以重质碳酸钙和高岭土的加入总量为基准,
[0034] 改性苯丙乳液                       9.0%;
[0035] 六偏磷酸钠                         0.5%;
[0036] 羧甲基纤维素钠                     0.8%;
[0037] 抗水剂                             0.1%;
[0038] 润滑剂                             0.5%;
[0039] 消泡剂                             0.2%;
[0040] 氨水                               0.5%。
[0041] 依据以上配方先将六偏磷酸钠加入水中搅拌均匀,然后加入高岭土和重质碳酸钙,并在2000 r/min下搅拌30 min,搅拌速度降至1000 r/min后加入胶黏剂纳米碳酸钙改性苯乙烯-丙烯酸丁酯乳液、羧甲基纤维素钠和抗水剂、消泡剂、润滑剂,继续在1000 r/min下剪切分散10 min,调节pH至8.0,最后,经200目筛网过滤出料得到铜版纸涂料。
[0042] 将原纸按要求平整的放在涂布机上,压下张紧辊,再把涂布棒压在纸张前端,放下固定翼,取一定量的含有纳米粒子改性胶黏剂的铜版纸涂料,均匀分布在纸张前端,启动按钮,纸张涂布完成涂布后的纸张经电热干燥(105℃)1min,既得表面涂布纸样品。纸张的涂布量为20.7 g/m2。随后,对涂布纸进行微观形貌观察及物理性能测试。结果表明,颜料粒子2
均匀覆盖在原纸表面使原纸张表面变得平整。原纸的白度75.8%ISO、光散射系数63m /kg、光吸收系数0.46m2/kg、表面强度1.1m/s、吸水量22.1g/m2;经表面涂布后,白度87.7%ISO、光散射系数64m2/kg、光吸收系数0.48m2/kg、表面强度1.3m/s、吸水量16.3 g/m2。
[0043] 实施例2:
[0044] 高岭土/重质碳酸钙                  4:1;
[0045] 以重质碳酸钙和高岭土的加入总量为基准,
[0046] 改性苯丙乳液                       12.0%;
[0047] 六偏磷酸钠                         0.5%;
[0048] 羧甲基纤维素钠                     0.8%;
[0049] 抗水剂                             0.1%;
[0050] 润滑剂                             0.5%;
[0051] 消泡剂                             0.2%;
[0052] 氨水                               0.5%。
[0053] 依据以上配方先将六偏磷酸钠加入水中搅拌均匀,然后加入高岭土和重质碳酸钙,并在2000 r/min下搅拌30 min,搅拌速度降至1000 r/min后加入胶黏剂纳米碳酸钙改性苯乙烯-丙烯酸丁酯乳液、羧甲基纤维素钠和抗水剂、消泡剂、润滑剂,继续在1000 r/min下剪切分散10 min,调节pH至8.0,最后,经200目筛网过滤出料得到铜版纸涂料。
[0054] 将原纸按要求平整的放在涂布机上,压下张紧辊,再把涂布棒压在纸张前端,放下固定翼,取一定量的含有纳米粒子改性胶黏剂的铜版纸涂料,均匀分布在纸张前端,启动按钮,纸张涂布完成涂布后的纸张经电热干燥(105℃)1 min,既得表面涂布纸样品。纸张的涂布量为24.8 g/m2。随后,对涂布纸进行微观形貌观察及物理性能测试。结果表明,颜料粒子均匀覆盖在原纸表面使原纸张表面变得平整。原纸的白度75.8%ISO、光散射系数63m2/kg、光吸收系数0.46m2/kg、表面强度1.1m/s、吸水量22.1 g/m2;经表面涂布后,白度88.4%ISO、光散射系数69m2/kg、光吸收系数0.51m2/kg、表面强度1.5m/s、吸水量14.5 g/m2。
[0055] 实施例3:
[0056] 高岭土/重质碳酸钙                  4:1;
[0057] 以重质碳酸钙和高岭土的加入总量为基准,
[0058] 改性苯丙乳液                       15.0%;
[0059] 六偏磷酸钠                         0.5%;
[0060] 羧甲基纤维素钠                     0.8%;
[0061] 抗水剂                             0.1%;
[0062] 润滑剂                             0.5%;
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