保水剂和流变性改进剂在某工程项目中的应用研究

1.主要功能

涂布液的失水和保水很重要，无论是表面张力压力，还是机械压力所形成的水（胶黏剂）迁移，都可用增加涂布黏度来有效地减缓。保水剂及流变性改进剂（Water Retention and Rheology Moflifiers）可控制涂布液保水性和流变性，这对涂布液的可运行性、涂布量控制和成膜的光学机械性能等都有作用。

改进涂布液施涂后的保水能力，控制涂料中游离水的流动度，减少向涂布基材的迁移，促成涂层分布均匀，这对高固含量的涂布液尤其重要。

调整颜料或胶乳的聚集态，可以减少高岭土絮凝，对涂布液增稠，优化分散效果，改善涂布液流变性和干湿结构。

2.常用保水剂及流变性改进剂

（1）海藻酸盐

海藻酸盐是由海藻植物精炼而成的天然多糖类化合物。

海藻酸盐水溶性和保水性好，对多孔基纸有较低的渗透性，应用于施胶压轧，可使胶黏剂留于成纸表面。应用于涂布纸，能使胶黏剂和填料停留于纸表面，改进成膜性和成纸的印刷性。

一般将海藻酸盐溶液加入涂布液中或直接将粒状海藻酸盐加入涂布液使用。高黏度产品有较大的剂量效应，小的剂量就会引起涂布液黏度的很大变化，涂布液黏度难控制。

（2）羧甲基纤维素钠

羧甲基纤维素钠（CMC）属于纤维素衍生物，是广泛使用的保水剂，也是辅助胶黏剂。其性能特点如下：

①保水性和黏度与羧甲基纤维素钠用量正相关。羧甲基纤维素钠用量达0.5%（对颜料总量）时，黏度增值3.6倍，保水性增加近一倍。

②可在较广pH值范围内形成黏度稳定的溶液，容忍钙离子程度比海藻酸钠强。(www.xing528.com)

③有较好的黏结力和成膜性，可用作涂布液的辅助胶黏剂，提高固含量，改善流变性，给成品纸以高的印刷光泽和油墨吸收性。

④分散性良好，且对光学增白剂有较高保留率。

⑤遇钙离子或食盐等不沉淀，但可引起涂料降黏，遇铅、铁、银、锝、钡等重金属盐，会产生沉淀。

羧甲基纤维素钠主要性能指标如表9-8所示。

表9-8　CMC主要性能指标一览表

使用时，加入适量水分浸泡溶解后，与涂布液混合或在颜料分散时直接加入；低黏度的用于高固含量配方中，中、高黏度用于低固含量配方；用量一般为颜料绝干量的1%～l.5%。因为羧甲基纤维素钠与金属长时间接触易引起变质或降黏，不宜使用金属器皿。

（3）羟乙基纤维素钠

羟乙基纤维素钠（HEC）是纤维素衍生物结构化合物。羟乙基纤维素钠是氧化乙烯与纤维素反应的产物，其氧化乙烯的取代量以MS表示，MS范围为2～3mol（每纤维素链的葡萄糖单位），黏度范围较大，与羧甲基纤维素钠相似。

羟乙基纤维素钠对高岭土吸收比相应分子量的羧甲基纤维素钠大，保水值比相同黏度和计量的羧甲基纤维素钠低，须使用较低黏度和较大剂量。可比羧甲基纤维素钠给以较高的KN油墨吸收性。羟乙基纤维素钠用于纸板和轮转印刷纸涂料配方中，用法同羧甲基纤维素钠。

（4）聚丙烯酸盐

聚丙烯酸盐一般为丙烯酸酯与丙烯酸的共聚体钠盐或丙烯酸与醋酸乙烯共集体钠盐等。性能特点如下：乳液状，呈酸性，在碱性条件下带阴电，相对分子质量在10000以上；溶液对pH值或聚合电解质敏感，遇额外多价离子可引起沉淀或失去效果。

聚丙烯酸盐用量一般是颜料量的0.15%～1%，须根据涂料成分和固含量而定。乳液可最后加到涂布液中，直至达到目标黏度。与其适应的涂布液pH值以8～9为好。