Fabrication of highly water-repelling paper by surface coating with stearic acid modified calcium carbonate particles and reactive biopolymers

Cellulose paper is the most attractive green packaging material due to its recyclability, renewability, sustainability and biodegradability. In some applications, paper with a high level of water resistance is desirable to meet specific requirements in modern packaging fields. This research aimed to develop a water-repelling paper with cost-effective and nontoxic materials. Commercial precipitated calcium carbonate (PCC) particles were modified by stearic acid (SA) and incorporated with soybean oil-based binder as a water repelling coating agent. The water-repelling efficiency of the coated paper was highly dependent on the ratio of SA / PCC as well as the binder content in the coating formula. PCC particles modified with 12wt% SA were efficient in increasing the water contact angle (WCA) of the coated paper to 146° at a coating weight of 5 g/m2. The binder for the coating was synthesized with acrylated epoxidized soybean oil (AESO) through Michael addition reaction. The triglyceride structure in the polymer chain imparted good bio-degradability to the binder polymer. It was found that surface modification of PCC with stearic acid played an important role in improving the WCA of paper. A super hydrophobic paper with a WCA of 162° was fabricated with a coating formula of 60% SA-modified PCC and 40 wt% AESO-binder.

纳米碳酸钙在外墙涂料中的应用研究

制备了纳米CaCO3复合外墙涂料,分别探讨了分散剂种类、分散剂用量、料浆浓度、分散时间和温度等因素对纳米CaCO3分散效果的影响,优化了操作工艺条件:纳米CaCO3料浆浓度为15%(质量分数),钛酸酯偶联剂用量为纳米CaCO3质量的3%,分散时间为1.0 h.考察了纳米CaCO3浆体加入量对外墙涂料耐沾污性、触变性、耐洗刷性、耐水性、耐碱性和耐老化性的影响,并用SEM对涂层进行了表征.结果表明:与传统建筑涂料相比,纳米复合外墙涂料的上述性能显著改善;当涂料中纳米CaCO3浆体的质量分数为3%～4%时,涂料性能的改善最为明显,其耐洗刷性达75 600次.

纸张涂布用立方体沉淀碳酸钙的研制

介绍了一种新型的生产纸张涂布用立方体沉淀碳酸钙的方法，在生产过程中无需添加催化剂或添加剂。所得的立方体沉淀碳酸钙在含有小于２μｍ的重量百分数为８５％～９４％时，其分散液的粘浓度可高达６９．４％～７４．５％，涂布实验结果表明。

纳米CaCO_3在白色母粒中的应用研究

研究了纳米CaCO3 应用于白色母粒中及其对白色母料性能的影响。结果表明 ,纳米CaCO3 可以部分替代TiO2 颜料 ,在白色母粒其它性能基本保持不变的情况下 ,CaCO3 的加入改善了颜料的分散性 。

疏水性涂层的制备及防结霜性能

基于聚偏氟乙烯(PVDF)、纳米碳酸钙和十七氟癸基三甲氧基硅烷(FAS-17)制备了一种疏水性涂层。采用扫描电镜(SEM)分析,表明少量的FAS-17可改善CaCO3在PVDF中的分散状况和提高涂层表面与水滴的接触角,同时对涂层的力学性能没有影响。该疏水涂层可显著改善铜表面的防结霜性能。

纳米碳酸钙在汽车抗石击涂料中的应用

综述了纳米碳酸钙在不同体系的汽车底盘抗石击涂料中的应用,阐述了纳米碳酸钙作为新型廉价无机填料,填充于汽车抗石击涂料中,可使底盘表面具有弹性、耐水性及耐腐蚀性,更好的防护石击;也阐述了纳米碳酸钙对沥青、PVC、聚氨酯等树脂基料的改性,使涂料更具有亲水性;评价了目前应用最多的PVC抗石击涂料的不足——PVC抗石击涂料均使用了有机溶剂,在高温塑化过程中会产生大量的挥发性有机物,对环境造成了污染;指出了以聚氨酯、聚酯、丙烯酸等体系为代表的抗石击水性涂料的研发是世界当今汽车涂料发展的趋势。

纳米碳酸钙在涂料中的应用现状与展望

简述了国内外涂料用纳米碳酸钙颗粒的表面处理与应用状况,并对如何加快纳米碳酸钙在涂料中的应用 提出了建议。

仿生合成的功能性纳米碳酸钙在造纸中的应用

采用仿生矿化原位合成淀粉改性纳米碳酸钙(MPCC),并将其应用于造纸技术当中。试验显示,使用该方法碳酸钙(PCC)可以被淀粉覆膜改性。填加原位生成的MPCC制备的手抄纸与填加PCC制备的手抄纸相比表面光滑度增大较多;在力学性能上,填加原位生成的MPCC的手抄纸普遍高于填加PCC制备的手抄纸;PCC的淀粉腹膜改性还可改善填料在手抄纸中的留着率,减少纸浆用量,降低生产成本。另外,仿生矿化原位合成功能性纳米碳酸钙技术在有机质改变碳酸钙表面性质的同时,还可以控制碳酸钙的晶体形貌和大小,这种技术可大大降低生产成本,增加造纸企业的经济效益。

纳米包覆重质碳酸钙用作造纸填料的研究

在Ca(OH)2-H2O-CO2体系中对重质碳酸钙(GCC)进行表面修饰,达到对其进行纳米包覆改性的目的,借助SEM观察包覆前后颗粒的表面形态,研究了纳米包覆前后500目、800目和1250目GCC加填对纸张性能的影响,结果表明,纳米包覆后GCC的表面性能得到改善;提高了填料留着率;纸张吸收率降低;纸张强度增加;GCC的目数对加填纸张的性能影响不大。

纳米CaCO_3的表面改性及在水中的分散性能

利用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵改性纳米CaCO3。对改性前后的纳米CaCO3进行了FT-IR光谱分析和透射电镜观察,测定了沉降体积、表观黏度、浊度和颗粒粒度分布,对其在水中的分散性能进行了评价。结果表明,经表面改性后,纳米CaCO3在水中的润湿性及分散稳定性有很大改善。

纸张涂布用片状沉淀碳酸钙的研制

采用合适的添加剂，可以得到片状沉淀碳酸钙，它满足纸张涂布颜料的三个基本要求，即小于２μｍ粒子的质量分数大于９０％，白度大于９０％，粘浓度大于７０％。涂布试验表明，片状沉淀碳酸钙能大量替代价昂的进口高岭土。

纳米包覆重质碳酸钙在造纸中的应用

在Ca(OH)2-H2O-CO2体系中加入一定量的重质碳酸钙超细粉体,通过纳米包覆技术,达到表面改性的目的。比较了纳米包覆前后500目重质碳酸钙粉体作为填料对纸张抗张指数、耐破指数、撕裂指数、耐折度等性能的影响,结果表明:纳米包覆后重质碳酸钙的表面性能得到改善,提高了在纸张上的留着率,降低了纸张对水的吸收率,增加了纸张的抗张指数、耐破指数、撕裂指数、耐折度等。

纳米碳酸钙复合丙烯酸涂料的流变性

制备了纳米CaCO3复合丙烯酸涂料,通过对其主要性能进行检测表明,当改性纳米CaCO3的添加量为1.5%(质量)时,涂料的耐光性、耐水性、自洁性和贮存稳定性等显著改善。研究了添加轻钙、未改性纳米CaCO3、改性纳米CaCO3及其用量对丙烯酸涂料流变性的影响,结果表明,该体系的流动特性均符合Casson模型;当在丙烯酸涂料中添加1.5%改性纳米CaCO3时,其黏度对温度的敏感性下降,黏度显著降低,剪切稀化能力较强,Casson屈服应力较小,触变性增大,涂料性能改善与其流变性变化基本一致。此外,固体分改变或添加丁醇对添加改性纳米CaCO3复合丙烯酸涂料和传统丙烯酸涂料流变性的影响规律基本相同。

低光泽涂布纸专用球形轻质碳酸钙

对国外新型低光泽涂布纸专用球形轻质碳酸钙,从其性状(晶型、粒度分布)、最佳用量、实验室比较及中试应用等方面进行了详细的介绍。

颜料粒子表面改性对其吸油量的影响

本文首先简单介绍了颜料粒子大小对纸张性能的影响,然后着重介绍了颜料粒子-纳米碳酸钙的表面性对其吸油量的影响。

高效碳酸钙分散剂的研究

用自配的浆料分散剂对研磨碳酸钙浆料进行了分散实验，结果表明：使用极少量自配分散剂可以使涂布用研磨碳酸钙浆料质量分数达到60％～66％，并使其粘度保持较低水平，为40mPa·s（25℃）。

荧光颜料型发光涂料

利用 3因素 4水平正交试验和一系列对比试验 ,得到了荧光颜料型发光涂料最佳配比组成 :丙烯酸树脂4 0 %～ 4 5 %、碳酸钙 30 %～ 35 %、有机发光颜料 2 0 %～ 2 5 %、甲苯、消泡剂和增塑剂等适量。所得涂层具有良好的物理机械和发光性能。此外 ,在基材表面预涂适当底漆 。

研磨碳酸钙涂层材料的渗吸特性与分析研究

针对研磨碳酸钙(GCC)纸张涂层材料的渗吸特性及经典的Lucas-Washburn(LW)渗吸模型,对材料的渗吸特性进行了实验测试,揭示了材料的渗吸性能。结果表明,涂层材料渗吸量与渗吸的根时间(t1/2)服从线性关系,但是出现了实验渗吸分区现象(即渗吸被分为两个阶段),与经典的LW渗吸机制相矛盾,因此经典的LW渗吸在解释涂层材料渗吸时仍存在一定的缺陷。基于渗吸实验的分区现象,考虑材料粗糙表面的润湿行为及液膜平滑效应,对实验渗吸现象进行了科学的解释,探究并分析了形成渗吸分区的本质原因。因此在开发具有特定渗吸特性的涂层材料时,材料本身的粗糙表面或孔墙的粗糙度应是重点关注的因素之一。

颜料窄粒径分布对涂层性能影响的研究

研究了颜料的不同粒径分布,特别是窄粒径分布对涂布纸涂层性能的影响。结果表明窄粒径分布能增加涂层性能,颜料粒子的窄粒径堆砌结构形成的湿涂布层的微粒堆积密度较小,形成更开放式的滤饼层,导致快速脱水,具有较高的湿孔隙率,较低的不动点固含量,较高的光散射系数,粒子的均一性也赋予涂层具有较好的平滑度和光泽度。

造纸用轻质碳酸钙的制造技术

轻质碳酸钙作为造纸用填料和涂布纸用颜料,在现代纸业中,具有其它无机、有机填料和颜料不可替代的地位。至今,国际知名公司仍将各种类型的轻质碳酸钙的制造与应用技术作为重要研究课题。按照引进-消化吸收-再创新的模式,引进、参考借鉴国际先进专利技术要旨,对开展中国纸业相关创新型产品的研究,至关重要。