涂布加工纸考试复习资料2课后习题答案仅供参考Word文档下载推荐.docx
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2.对涂料的基本要求
（1）白度高且不透明性要好，具有较强的覆盖能力，涂布后能提高涂布纸的白度和不透明度。
（2）颜料粒子形状要符合涂布要求，粒度要适当。
六角片状的高岭土涂料易形成白度、平滑度、光泽度高的涂层；
六角片状和球状颜料制得的涂料流动性好；
针状体颜料制得的涂料流动性不好;
球形和菱柱状体互相连锁的颜料粒子易形成多孔性涂层，油墨吸收性良好。
粒径不同，制得的涂料性质及涂布纸表面特性各不相同：
粒径小的颜料能提高白度、平滑度和光泽度；
粒径过小涂层在超压后易发黑；
涂料粘度增大，流动性差;
粒度小胶粘剂用量也会增大。
（3）颜料的折射率可以反映出颜料的光遮盖能力，直接影响涂料的白度和不透明度，选择折射率高的颜料制成涂料，其遮盖能力强，涂布后涂料的白度高，不透明度高。
（4）颜料的分散性要好（易分散于水中，分散剂用量少，易制成高固低粘、流动性和稳定性好的涂料）。
（5）化学稳定性和相容性要好。
（6）耐磨性要低，减小对涂布设备和印刷版的磨损。
（7）资源丰富，价格低廉。
3.涂料制备车间的基本要求
可靠性:
24/360
可重复性:
稳定的涂布纸质量
精确度:
可重复性
灵活性:
无故障从一个涂料配方切换到另外一个配方
低环保负荷:
在断纸、纸种变换、开机、关机时，含有涂料的废水最少。
低的设备维护:
通过优化的设计、计划和建设使设备维护最优化。
4.涂料悬浮体系的主要组分
涂布印刷纸涂料是由多种组分形成的多相多组分水悬浮体系。
对外表现出极其复杂的特性。
这些复杂的性质对涂料输送和涂布工艺有着重要的影响，对涂布纸质量影响也很大。
大多数颜料颗粒粒径大于0.1µ
m；
体系中也含有胶体分散状的溶胶，溶胶颗粒粒径在0.1～1µ
m之间，如羧甲基纤维素、各种改性淀粉、胶乳等；
含有分子分散态的大分子，等效粒径均小于1nm，如三聚氰胺树脂、磺化油、硬脂酸盐等；
此外还含有一定数量的有机和无机小分子化合物，如氢氧化钠、甘油、辛醇等；
涂料中还可能含有呈气溶胶或泡沫态的空气泡。
5.制备微细颗粒的颜料分散体的通常方法和特点
制备微细颗粒的颜料分散体，通常有两种方法：
分散法和凝聚法。
（1）．分散法
将大块的颜料颗粒分裂成小颗粒并分散在水悬浮介质中，称为分散法。
常用的分散设备有球磨机、胶体磨和砂磨机。
这些设备的特点都是利用刚性材料与被分散的物质问的相互摩擦和碰撞的作用，将物料磨细。
绝大多数颜料是通过这种方法制备的，如瓷土、研磨碳酸钙（GCC）、滑石粉等。
（2）．凝聚法
小分子或者离子在一定的工艺条件下凝聚形成一定粒径的分散相，这种方法叫凝聚法。
凝聚法的优点是可以获得分散度很高的颗粒，并且粒度的分布可以得到一定控制。
这种制备方法的原理是将真溶液中的可溶分子在适当的工艺条件下重新结晶沉淀出来。
可以采用冷却法或直接化学反应法来制备，沉淀碳酸钙和合成硫酸钡即是采用化学反应法产生的。
6.颜料分散液的运动趋势
（1）布朗运动与扩散作用：
颜料颗粒分散在介质中时，一方面有相互碰撞结合和受重力用沉降的趋势，另一方面还有着热力学的弹性碰撞及扩散运动，即所谓布朗运动。
颗粒运动的剧烈程度与温度成正比而与质量成反比，但与颗粒的化学组成无关。
如果颜料颗粒较小，那么在某一瞬间，粒子在各个方向所受液体分子碰撞力不能互相抵消，就会向各力合力的某一方向移动。
颜料颗粒在各瞬间受撞击的次数随颗粒的增大而增大，受到的撞击次数增多。
颗粒足够大，受到的力互相抵消、即合力为零的可能性越大，所以大颗粒没有布朗运动。
一般认为，当颗粒直径大于5um时就完全不会产生布朗运动。
有浓度差时，由于布朗运动的结果，颜料颗粒总是从浓度高的区域向浓度低的区域扩散。
（2）沉降运动：
涂料中，颜料的密度是远大于液体密度。
在重力场的作用下。
颜料颗粒会发生沉降，沉降是涂料不稳定的主要表现，沉降的结果使得涂料下部的浓度增加，上部的浓度降低。
沉降破坏了涂料液的均匀性，使涂料的性能变坏。
沉降产生浓度差，而颜料颗粒的布朗动产生的扩散作用不趋向降低浓度差。
正是由于沉降作用和扩散作用构成了矛盾的两个方面，保证了涂料体系的动力稳定状态。
7.颜料粒子通常带负电的原因
（1）离子的吸附作用：
一些颜料在水中不能离解，但能够从水中吸附H+、OH-或其他离子。
但这类颜料表面对电解质正负离子的吸附是不等量的，水化能力弱的阴离子往往比水化能力强的阳离子更易吸附在颜料颗粒上，这使这类颜料表面带负电荷。
（2）离子的溶解作用：
碳酸钙、硫酸钡这类微溶于水的颜料，其颗粒的带电原因主要是在极性的水介质中，颗粒晶格点阵中带正电荷的离子，如Ba2+、Ca2+和带负电荷的离子，如SO42-、CO32-都因水化作用而从品格中溶解出来，进入分散介质，但两种离子的溶解是不等量的，水化能力强的阳离子溶解趋势要强于水化能力弱的阴离子，这使颗粒带负电。
（3）晶格取代作用：
瓷土是最常用的涂料颜料，瓷土的带电机理为晶格取代。
瓷土是由铝氧八面体和硅氧四面体的晶格组成，其表面是亲水的，颗粒在水分散介质中，其晶格点阵中的一些Al3+和Si4+往往被极性水分子所拉溶出米，形成空穴，而分散液中的一些低价阳离子如Mg2+和Ca2+等又可能进入这些空穴，结果使晶格带负电荷。
为维持电中性，黏土表面就吸附了一些正离子，而这些正离子因水化作用又离开表面，这使颗粒带负电。
8.颜料粒子稳定的理论和方法
任何两个颗粒接近到一定距离时，将产生足够大的相互吸引的范德华力，它是极性力、诱导力和色散力之和，其大小与颗粒间距离的6次方成正比。
同时产生一定强度的相互斥力。
原因是颗粒带有的相同电荷，电荷多、距离近则斥力大。
在颜料分散液中，颗粒间的斥力位能VR对抗着粒子间的引力位能VA而使涂料保持稳定，即颗粒的位能V为二者之和：
V=VA+VR
在L=L0时，颗粒的位能曲线有一最高点，叫斥力势垒，若动能超过这一点，颗粒就会聚沉。
势垒的高低标志着颜料颗粒的稳定性。
引力位能曲线对一种特定颜料来说是不易改变的。
因此要想改变总位能曲线、提高位能斥力势垒，只能通过改变斥力位能曲线。
理论分析表明，改变斥力位能可以通过改变颗粒的ψs电位来实现。
涂料的稳定性归根结底是颜料的稳定性。
增加颜料的稳定性目前采用两大类方法：
一种是大分子的稳定作用；
另一种是分散剂的作用。
（1）高分子化合物的稳定作用：
早期人们制备涂料时，放入一些高分子化合物，如淀粉、羧甲基纤维素、明胶、干酪素等物质来提高颜料颗粒的稳定性。
这个作用也称保护作用，或称空间稳定作用。
高分子化合物对颜料颗粒的稳定作用有几个规律：
①覆盖颗粒的大分子化合物有一个稳定最小量，低于该量则不能产生有效的稳定作用。
涂料的固含量越大，比表面积越高，所需要的大分子量越多。
但当颗粒表面已经形成大分子化合物薄层后，继续加入大分子化合物，并不能使颗粒中吸附的大分子数进一步增加而提高稳定性。
②颜料颗粒被保护之后，它的一些物理化学性质，如电泳、对电解质的敏感性等都将发生变化。
③高分子在颜料颗粒上的吸附需要一定的时间，所以添加的方法、顺序和时间对添加效果有一定的影响。
④可以用金数法和红数法来衡量高分子化合物的稳定能力。
（2）分散剂的稳定作用：
增加颜料颗粒表面电荷，亦指使ψs的数值增大也可以提高颜料颗粒的稳定性。
这可以通过使颜料颗粒表面吸附一些带电荷的有机或无机大分子来实现。
这些大分子即谓之分散剂。
通常颜料颗粒分散于水介质时带负电荷，分散剂电性与颜料颗粒电性相同，分散剂通常是ψs将大于ψs0。
表面活性大分子，通过范德华引力而克服静电斥力进入Stern层吸附在颗粒上，从而改变ψs电位
（3）分散剂与其他大分子间的吸附竞争：
制备涂料时，除了颜料分散时加入分散剂外，还需加入一些作为胶黏剂或其他组分用的大分子材料，如淀粉、聚乙烯醇、干酪素等，这些大分子也将被颜料颗粒表面吸附。
而颜料颗粒可供吸附占领的表面是一定的，这使分散剂和其他大分子产生吸附竞争。
竞争后，吸附呈动态平衡，大分子将取代部分分散剂吸附于颗粒上，这将使ψs电位有所降低。
这就是制备涂料时加入淀粉或干酪素等大分子物质后，颜料分散液发生增稠作用的原因。
滑石粉分散时，也存在分散剂和润湿剂两类分子在滑石粉表面的吸附竞争问题。
所以分散时，在保证良好润湿基础上，润湿剂用量以少为宜，当然太少时，一方面润湿困难，分散能耗增高、时间延长；
另一方面也不能保证滑石粉充分润湿，使分散液黏度居高不下。
1.列举涂料流变特性的5种基本流动类型
A.牛顿性流体
B.非牛顿性流体（a）塑性流体（b）假塑性流体（c）胀塑性流体（d）触变性流体
2.塑性流体、假塑性流体、胀塑性流体和触变性流体的特点
特点：
流体在外力作用下，在屈服点以前不发生流动，只产生弹性变形，超过屈服点后为牛顿性流体。
流体在静止时内部有凝胶性结构，这种结构当外力超过τ0时即完全崩溃。
特点:
假塑性流动的特点右两个，一是体系没有屈服值．流变曲线始于原点；
二是表观黏度随切速之增加而减少，体系呈切稀流动。
胀流性流体与假塑性流体相反，其表观黏度随剪切速率的增加而增加。
胀流性流体的流动行为也满足假塑性流体的流动关系式。
胀流性流体适用的n<
1.
切力作用时间的长短对体系的流变行为有重大影响。
流变性与时间有关的体系又分为两大类：
①在一定切速下，切力随时间而减少的触变性体系；
②在一定切速下，切力随时间而增大的震凝性体系。
涂料常为触变性体系。
3.颜料对涂料流动特性影响的因素
颜料对涂料的流变性影响最大。
颜料参数对涂料流变性的影响主要是：
晶型和外形、粒径及分布、表面电荷数量与分布、比表面能等。
不同颜料之间的相互作用对颜料分散液的流变性也有不同的影响，但尚未发现明显规律。
一般规律：
涂料固含量高和使用凝聚性颜料、粘度屈服值会增高。
①粒度：
在相同的容积比下，颜料粒度小会使比表面积增加，从而增强粒子和粒子以及粒子与涂料中各组分的作用，因而会使涂料的低剪切黏度增大。
而对高剪切黏度影响不显著。
②粒径分布：
颜料的粒径分布对黏度的影响较为突出。
粒径分布较宽时，小粒子可以夹在大粒子之间，使临界容积比增大，从而降低涂料的黏度。
在相同的容积比下，粒度分布较窄时，其填充密度降低，即临界容积比减小，使涂料的高剪切黏度尤为升高，甚至显现出胀流特性。
③粒子形状：
如上所述，粒子的非对称性大，临界容积比即小，同样使高剪切黏度升高，采用薄片状的煅烧高岭土，易使涂料产生胀流特性。
④带电性：
粒子表面带同种电荷量高，由于静电排斥作用而是粒子保持稳定的分散状态，减小粒子间的相互作用，从而降低涂料的黏度。
对于片状的高岭土粒子，其平面带有负电荷，而边缘的棱面因介质的pH不同可带有不同的电荷。
在pH<
4时带正电荷，在pH7.3时为中性，而当pH9时带负电荷。
因此在pH较低时，会使粒子间平面棱面相吸引而形成絮团，而在pH>
9时因粒子都带负电荷而分散。
对以瓷土为颜料制备的涂料，当瓷土含粗大粒子（8～l0μm）较多时，呈胀流性；
而当其含微细粒子（0.8～1.0μm或更小）多时，则呈触变性。
水化能力低的瓷土涂料可呈胀流性，而高者则可以改善涂料的流动性。
4.胶黏剂对涂料流动特性的
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