一种涂布液组合物及其在防水防油涂布卡纸中的应用的制作方法

本发明涉及涂布液，具体的说，涉及一种涂布液组合物及其在防水防油涂布卡纸中的应用。

背景技术：

1、随着人们环保、健康意识的逐渐增强，以纸替塑逐渐成为行业趋势，但是受制于纸张本身的多孔性，其防水防油性能不能完全满足需求。在纸张表面覆盖一层pe或者pp等塑料薄膜能达到其使用要求，但是无法完全解决社会对健康、环保的关切。

2、水性涂料涂布技术是通过对纸和纸板表面的涂布处理，在纸和纸板表面形成具有阻隔性能的涂层，对于上述问题，是一种很好的解决方案。目前，氟碳、有机硅类涂料在防水防油方面应用广泛，但是氟涂层对健康的危害性使其受到越来越多的限制，同时氟碳、有机硅涂层的不可热封性也限制了其应用。

3、为了解决纸张产品的阻隔性问题，寻找更安全、可回收的替代性水性涂料成为了行业人员的努力方向。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种涂布液组合物及其在防水防油涂布卡纸中的应用，实现以下发明目的：能够提高防水防油涂布卡纸的防水防油性能，热封性好，还能够实现防水防油涂布卡纸的可回收利用，对环境良好无污染。

2、为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

3、一种涂布液组合物，按重量份计，包括：15-30份瓷土、40-50份重质碳酸钙、30-35份轻质碳酸钙、10-25份涂布胶乳、3-10份涂布淀粉、10-30份防水防油涂料、0.5-8份微助剂；

4、所述涂布胶乳为丁苯胶乳，丁苯胶乳为白色乳液，固含量为49-51%；ph（25℃）为6-7；粘度（s62/60，25℃）为80-400；325目筛余物≤0.05。

5、所述涂布淀粉的生产厂家为江西雨帆，型号为yf401或yf501中的一种；

6、所述防水防油涂料包括丙烯酸酯类乳液和矿物，按重量份计，以丙烯酸酯类乳液绝干为100份，矿物为0-50份；

7、所述防水防油涂料的固含量为30-70%；

8、所述丙烯酸酯类乳液的生产厂家为巴斯夫股份公司，型号为hpb4110，固含量为40%；

9、所述矿物为高岭土、滑石粉、云母粉中的一种或者多种；

10、高岭土、滑石粉、云母粉的径厚比均≥25。

11、所述微助剂，按重量份计，包括：0.5-1份分散剂、0.2-1份cmc（羧甲基纤维素钠）、0.3-1份润滑剂、0.3-1份抗水剂、0.1-1份染料，涂料界面张力调节剂0-1份；

12、所述分散剂的购买厂家为山东奥赛实业股份有限公司，型号为kcd-2188，外观为淡黄色透明液体，固含量≥41%，粘度为150-500mpa·s（25℃），ph为6.0-8.0，比重为1.0-1.4；

13、所述润滑剂的购买厂家为寿光海润经贸有限公司，型号为hy-2000，固含量≥25%，粘度≤50mpa·s，ph为8.0-10.5，比重为1.00-1.05；

14、所述抗水剂的购买厂家为济宁明升新材料有限公司，型号为ds-ks618a，固含量为48±2%，粘度≤50 mpa·s（25℃，s61/100），ph为6.0-9.0，比重为1.15-1.20；

15、所述涂布液组合物的固含量为50%，空气含量小于10%，表面张力小于20mn/m；

16、一种涂布液组合物在防水防油涂布卡纸中的应用，包括：正面预涂，正面第一次功能涂层涂布，反面预涂，反面第一次功能涂层涂布；

17、所述正面预涂，采用喷射式刮刀涂布机将涂布液组合物均匀地喷射到基纸的正面后，再经刮刀在纸面刮抹出厚度和定量均一的涂层；涂布后，涂层经热风干燥进行非接触式干燥，控制热风干燥的温度为200-450℃，干燥至工艺设定干度后再经调态缸进行干燥和校准纸页翘曲问题；

18、所述基纸的克重为170-400g/m2；

19、所述正面预涂的涂布挂量为6-15g/m2；

20、所述正面第一次功能涂层涂布，采用帘式涂布，将功能涂料在基纸的正面均一地涂覆一层功能阻隔涂层；涂布后，涂层经热风干燥进行非接触式干燥，控制热风干燥的温度为200-450℃，干燥至工艺设定干度后再经非接触式冷风降温，控制冷风降温的温度为25-35℃，最后通过调态缸进行校准纸页翘曲问题；

21、所述功能涂料丙烯酸类阻隔涂层，生产厂家为美国索理思，固含量为50-53%,；

22、所述正面第一次功能涂层涂布的涂布挂量为6-15g/m2；

23、所述反面预涂，采用喷射式刮刀涂布，将涂布液组合物或涂布淀粉均匀地喷射到涂纸的反面后，再经刮刀在纸面刮抹出厚度和定量均一的涂层；涂层经热风干燥进行非接触式干燥，控制热风干燥的温度为200-450℃，干燥至工艺设定干度后，再经调态缸进行进一步干燥和校准纸页翘曲问题；

24、所述涂布淀粉的生产厂家为江西雨帆，型号为yf401或yf501中的一种，固含量为50%；

25、所述反面预涂的涂布挂量为6-15g/m2；

26、所述反面第一次功能涂层涂布，采用喷射式刮刀涂布，将功能涂料均匀地喷射到纸面后，再经刮刀在纸面刮抹出厚度和定量均一的涂层；涂布后，涂层经热风干燥进行非接触式干燥，控制热风干燥的温度为200-450℃，干燥至工艺设定干度后，再经非接触式冷风降温，控制冷风降温的温度为25-35℃，再经调态缸进行校准纸页翘曲问题；

27、所述功能涂料丙烯酸类阻隔涂层，生产厂家为美国索理思，固含量为50-53%；

28、所述反面第一次功能涂层涂布的涂布挂量为4-10g/m2；

29、一种涂布液组合物在防水防油涂布卡纸中的应用，还包括正面第二次功能涂层涂布；

30、所述正面第二次功能涂层涂布，采用喷射式刮刀涂布，将功能涂料均匀地喷射到纸面后，再经刮刀在纸面刮抹出厚度和定量均一的涂层，涂布后，涂层经热风干燥进行非接触式干燥，控制热风干燥的温度为200-450℃，干燥至工艺设定干度后，再经非接触式冷风降温，控制冷风降温温度为25-35℃，控制再经调态缸进行校准纸页翘曲问题；

31、所述功能涂料为丙烯酸酯类乳液，生产厂家为巴斯夫，型号为hpb4130，固含量为40%；

32、所述正面第二次功能涂层涂布的涂布挂量为4-10g/m2。

33、优选地，一种涂布液组合物，按重量份计，包括：15-30份瓷土、40-50份重质碳酸钙、30-35份轻质碳酸钙、10-25份涂布胶乳、3-10份涂布淀粉、10-30份防水防油涂料、0.5-8份微助剂、1.5-2.5份改性聚乙烯醇；

34、所述改性聚乙烯醇的制备方法，包括：制备丙烯酸甜菜碱单体，支化处理；

35、所述制备丙烯酸甜菜碱单体，将丙烯酸-n,n-二甲胺基乙酯、丙酮加入反应釜中，将反应釜的温度控制至40-50℃，搅拌10-30min，然后边搅拌边滴加1,3-丙烷磺酸内酯的丙酮溶液，滴加结束后继续搅拌10-11h，冷却，过滤，清洗、真空烘干滤渣，得到丙烯酸甜菜碱单体；

36、所述制备丙烯酸甜菜碱单体中，丙烯酸-n,n-二甲胺基乙酯、丙酮、1,3-丙烷磺酸内酯的丙酮溶液的质量比为6-7:42-45:14-16；

37、所述1,3-丙烷磺酸内酯的丙酮溶液中1,3-丙烷磺酸内酯的浓度为26-28wt%；

38、所述1,3-丙烷磺酸内酯的丙酮溶液的滴加速度为2-2.5g/min；

39、所述支化处理，将聚乙烯醇1788、去离子水加入反应釜中，将反应釜密闭，使用氮气置换釜内控制后，通入氮气至釜内压力为0.14-0.16mpa，将反应釜的温度控制至40-50℃，搅拌10-30min后，加入过硫酸钾，继续搅拌40-60min，同时滴加丙烯酰胺水溶液和丙烯酸甜菜碱单体水溶液，待丙烯酰胺水溶液滴加结束后，将反应釜的温度提高至50-60℃，继续搅拌5-6h，加入氢氧化钠，将反应釜的温度提高至110-120℃，继续搅拌1-1.5h，打开反应釜，降温，减压蒸馏去除水，研磨，得到改性聚乙烯醇；

40、所述支化处理，聚乙烯醇1788、去离子水、过硫酸钾、丙烯酰胺水溶液、丙烯酸甜菜碱单体水溶液、氢氧化钠的质量比为5-5.5:25-260:1-1.1:32-35:3.5-4:0.9-1；

41、所述丙烯酰胺水溶液中丙烯酰胺的浓度为28-28wt%；

42、所述丙烯酰胺水溶液的滴加速度为3-3.5g/min；

43、所述丙烯酸甜菜碱单体水溶液中丙烯酸甜菜碱单体的浓度为6-6.5wt%；

44、所述丙烯酸甜菜碱单体水溶液的滴加速度为0.4-0.45g/min。

45、本发明采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：

46、（1）本发明的涂布液组合物为可生物降解的食品级功能涂料，将其涂覆于基纸表面，形成的抗水抗油的功能涂层绿色环保可降解，其废弃物可堆肥、可生物降解，对环境良好无污染；

47、（2）本发明的涂布液组合物能够实现纸浆的回收循环利用，降低森林资源的砍伐，减少碳排放；

48、（3）将本发明的涂布液组合物应用于防水防油涂布卡纸的制备后，制备的防水防油涂布卡纸的水分为7%，紧度为0.76-0.82g/cm3，白度为78-80%，粗糙度≤2.5，平滑度≥15s，边渗透≤1.5kg/m2，表吸180s（正/反）≤2/5g/m2，表吸30min≤10g/m2，油墨吸收性（反）为20-28%，印刷表面强度（反）≥1.6m/s，耐折（横向）≥50次，耐破指数≥1.8kpa·m2/g，层间结合≥200j/m2，挺度（横/纵）≥2.2/4.4 mn·m，正面抗油kit值为8-14，热封性能为拉开时，热封面不能有分开现象；优选地，制备的冷饮纸杯用防水防油涂布卡纸的紧度为0.82g/cm3，白度为80%，粗糙度≤2.2，平滑度≥20s，边渗透≤1.3kg/m2，耐折（横向）≥55次，耐破指数≥2.1kpa·m2/g，层间结合≥230j/m2，挺度（横/纵）≥2.3/4.5 mn·m，正面抗油kit值为14；

49、（4）将本发明的涂布液组合物应用于防水防油涂布卡纸的制备中，在涂布干燥后分别配置了无接触式冷风降温干燥，保持防水防油涂层的性能，改善防水防油涂布卡纸的使用效果。