流變劑作用原理造紙化學(xué)助劑

1、1礦物顏料分散體的粘度增稠劑機(jī)理和流變劑原理 :合成增稠劑 : ASE & HASE : RHEOCOAT流變劑: RHEOCARBThickeners & Rheology Process,Costs & Paper Quality2顏料分散體粘度 -足夠釋的分散體粒子之間沒有作用力的分散體粘度遵從 Einstein law : = 0 (1 + 2.5 ) 0 : 溶液的粘度 : 粒子的容積分?jǐn)?shù) V sph/ Vtot3分散劑給予粒子的排斥力-+-+-+-+-+-+h : 粒子之間的距離L-vdW 范德華吸引力Viscosity of mineral dispersions吸引力和排斥力4

2、在高固含量和粒子之間距離很小的情況下，范德華力是主要的作用力粒子容積分?jǐn)?shù)增加到 一定時(shí)，發(fā)生絮聚和粘度上升Viscosity of mineral dispersions高固含量下的絮聚5經(jīng)過剪切，容積分?jǐn)?shù)降低，絮聚體被破壞，粘度下降，這就是剪切減薄剪切速率粘度粘度Viscosity of mineral dispersions絮聚的分散體和剪切減薄6Base PaperDewatering and drying經(jīng)過脫水和干燥，涂料的固含量增加，粒子的距離越來越小，傾向于絮聚。保水能力決定脫水的速度。Viscosity of mineral dispersions固含量不斷增加的涂料h7Rol

3、e of Water Retention刮刀涂布刮刀涂布 : 改善保水往往有利于穩(wěn)定工作槽涂料固改善保水往往有利于穩(wěn)定工作槽涂料固含量和提高涂料的覆蓋能力含量和提高涂料的覆蓋能力Film Press 涂布涂布: 恰當(dāng)?shù)谋Ｋ芰δ軌蚴雇苛显趬簠^(qū)分離恰當(dāng)?shù)谋Ｋ芰δ軌蚴雇苛显趬簠^(qū)分離時(shí)很好的時(shí)很好的 分開和避免分開和避免 misting.89RHEOCOAT TM10Emulsion polymerization of monomers with surfactants 單體 A, B :丙烯酸, 甲基丙烯酸，丙烯酸乙酯, 其他特殊單體 表面活性劑酸性丙烯酸聚合物乳液RHEOCOAT TM的生產(chǎn)的

4、生產(chǎn)11為了提供保水能力、使刮刀處于正確壓力下工作以及 限制涂料飛濺和起泡，必須提高粘度粘度的增加是依靠: = 0 (1 + 2.5 )提高溶劑粘度(higher 0) 增加容積分?jǐn)?shù) (higher )orRHEOCOAT TMHow it works12+ Na+OH- + H2O+ H2O+ H2O在堿性環(huán)境中，增稠劑分子舒展打開分子鏈，和水分子親水化反應(yīng)聚合物的類型 : Linear Branched Crosslinked Associative+ Branched hydrophobic groupsASE thickenersHASE thickenersRHEOCOAT TM -

5、的作用原理的作用原理13低分子量的增稠劑不能夠在粒子之間架橋，只能夠增加液體的粘度 高分子量的增稠劑能夠在顏料粒子之間架橋. 它們絮聚顏料粒子，增加顏料體積分?jǐn)?shù).越高的分子量，需要越高的剪切力，粘度越高越高的分子量，需要越高的剪切力，粘度越高締合型的增稠劑能夠和顏料、膠乳的反應(yīng)，和顏料粒子顏料粒子及及膠膠乳粒子絮聚。在低剪切下高效增稠，在高剪切下剪切減薄乳粒子絮聚。在低剪切下高效增稠，在高剪切下剪切減薄RHEOCOAT TM -的作用原理的作用原理14沒有增稠劑的涂料粘度粘度粘度低車速高涂布量 -低的剪切高車速低涂布量 -高的剪切低剪切下添加增稠劑刮刀涂布涂料粘度低剪切下添加增稠劑Film P

6、ress涂料粘度中等車速中等涂布量 -中等的剪切100 - 400400 - 8001000 - 2500涂料在管道、泵、過濾涂料在管道、泵、過濾器的剪切器的剪切刮刀下涂料的剪切刮刀下涂料的剪切15沒有增稠劑的涂料低剪切粘度ViscosityInversed EmulsionRHEOCOAT XALHASERHEOCOAT 73ASE RHEOCOAT 35RHEOCOAT 66添加增稠劑Film Press涂布涂料低剪切粘度 添加增稠劑刮刀涂布涂料低剪切粘度涂料在管道、泵、過濾涂料在管道、泵、過濾器的剪切器的剪切涂料在刮刀下的剪切涂料在刮刀下的剪切1000 - 2500400 - 80010

7、0 - 40016Inversed emulsions RHEOCOAT XALNon Associative ASE RHEOCOAT 35RHEOCOAT 66Associative HASE RHEOCOAT 82RHEOCOAT 73RHEOCOATTM for Blade loadBlade load control with thickeners types Blade coating with RHEOCOAT 目標(biāo) : 最低成本地滿足保水要求和提供合適的粘度 高估含量的乳液，容易添加且減少不需要的水的進(jìn)入涂料 優(yōu)異的性能，可以順利的泵送、過濾，減少泡沫的產(chǎn)生 穩(wěn)定涂料上料 能使

8、涂料在恰當(dāng)刮刀壓力下運(yùn)行，便于控制涂布量 沒有條痕和翻料 實(shí)現(xiàn)高的固含量 高車速下順利運(yùn)行 穩(wěn)定涂料固含量 符合FDA & BfR 法規(guī)17 Film Press coating withRHEOCOAT 目標(biāo):除了能夠?qū)崿F(xiàn)在刮刀涂料的優(yōu)勢外，還具有: 低固含量下好的增稠效果 使計(jì)量棒在恰當(dāng)壓力下運(yùn)行 甚至可以使用光棒 恰當(dāng)?shù)椒峙渫苛系郊埳虾褪┠z輥上 恰當(dāng)?shù)谋Ｋ芰?減少橘子皮等紙病 取代一部分的淀粉1819Dosage for a targeted BrookfieldWater Retention at targeted BrookfieldHigh shear visco at targ

9、eted BrookfieldRHEOCOAT 12551RHEOCOAT 35433RHEOCOAT 66344RHEOCOAT 73222RHEOCOAT XAL1151 : Low level 5 : High level20Type特點(diǎn)主要應(yīng)用RHEOCOAT 12保水能力，沒有增稠SPAir knifeRHEOCOAT 35RHEOCOAT 66ASE : Non associative高的保水能力，高剪切下中等的剪切粘度Blade & Film Press 中高涂布量預(yù)涂、單涂或面涂RHEOCOAT 73RHEOCOAT 82HASEAssociative低剪切下高粘度，高剪切下低

10、粘度Blade & Film Press高車速低涂布量單涂或面涂RHEOCOAT XALInversed Emulsion高剪切下高粘度高刮刀壓力高涂布量RHEOCOATTM Main Range 21New RHEOCOAT 66 低剪切下高效的增稠能力能夠減少增稠劑的成本低剪切下高效的增稠能力能夠減少增稠劑的成本 極高的保水能力極高的保水能力 符合符合 FDA & BfR法規(guī)法規(guī)RHEOCOATTM Main Range 22RHEOCARB23RHEOCARBTMHow its madePigment Particle radiusEffective radius(higher effe

11、ctive volume fraction)Pigment particle梳型聚合物的組成 :- 主鏈大分子- 親水大分子RHEOCARBTM24通過在粒子表面覆蓋一層聚合物來增加體積分?jǐn)?shù):粒子增厚粒子增厚 :- 避免了絮聚 (使粒子保持一定的距離)- 輕微的增加粘度 (增加了體積分?jǐn)?shù))- 在粒子表面固定水分子，使涂料保水能力提高RHEOCARBTMHow it works25Rough surfaceLower glossDewateringPrecoated paperDrying傳統(tǒng)的靜電分散劑會導(dǎo)致絮聚Rough surfaceLower gloss傳統(tǒng)的增稠劑和CMC使粒子形成小的

12、結(jié)構(gòu)團(tuán)Smooth surfaceHigher glossRHEOCARB 在粒子表面包覆一層親水的聚合物使粒子不發(fā)生絮聚和成團(tuán). . RHEOCARBTMHow it works26RHEOCARB as rheology modifierRHEOCARBTM 是高分子量的流變劑是高分子量的流變劑RHEOCARBTM 給涂料提供給涂料提供: 中等程度的憎粘中等程度的憎粘 非常好的保水能力非常好的保水能力 低的粘彈性低的粘彈性 防止顏料的絮聚防止顏料的絮聚 OBA 載體載體RHEOCARBTM 能夠使涂布實(shí)現(xiàn)能夠使涂布實(shí)現(xiàn): 高的固含量和良好的運(yùn)行性高的固含量和良好的運(yùn)行性 更好的光澤度、白度

13、、和紙的質(zhì)量更好的光澤度、白度、和紙的質(zhì)量 使用更便宜的顏料和成本的降低使用更便宜的顏料和成本的降低 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)100%碳酸鈣配方碳酸鈣配方 27RHEOCARBTM: Tool for costs savingsStandardTop coatNew Top coat with RHEOCARBSavingsFine carbonate80100更便宜的顏料Fine clay20Latex10.59.5更低的膠黏劑用量CMC0.4減少不需要的水進(jìn)入涂料中，有利于提高固含量PVOH0.50.3更低的用量RHEOCARB0.2 to 0.4液體，添加方便OBA0.80.5更低的用量SOLIDS68

14、70更低的干燥成本28特點(diǎn)主要應(yīng)用RHEOCARBTM 100中低程度的增稠作用中低粘度下極好的保水能力減少粘彈性防止顏料的絮聚高固含量、細(xì)小顏料的面涂高碳酸鈣用量的面涂提高光澤度的工具氣刀涂布Film Press 涂布減少misting和條痕RHEOCARB 120增稠作用比RHEOCARBTM 100好和RHEOCARBTM 100應(yīng)用類似，但使用的涂料固含量較低、使用的顏料較粗RHEOCARB 130提供更高的增稠作用紙板涂布的預(yù)涂和面涂RHEOCARBTM Main Range 29Blade Glossy Top coat / 100 parts of carbonateCarbon

15、ate H 9580 100Clay Hg 9020Latex10.59.5RHEOCARB 10000.4CMC0.4PVOH0.50OBA1.81.3SOLIDS %6971BK 100 rpm25001250Blade load2524Brightness +UV9296Gloss7070Print Gloss6967PPS0.850.82RHEOCARBTM30Covercarb HP 36Covercarb 85 75Fine clay 60Ultra Fine clay 25Plastic.Pigment 4Latex 8Latex 9Starch 6Starch 3 RHEOCA

16、RB 120 0.4Solids61%65 %Bk 100 rpm 2300 mPa.s 2300 mPa.sHercules Visco9080Gloss7374RHEOCARBTM Blade Single Coat/ Plastic Pigments replacement 31RHEOCARBTMSingle coat Film Press/ Starch removalCarbonate100 100Starch20Latex66PVOH0.50.37RHEOCARB 10000.5STEROCOLL FS0.10SOLIDS %7071.2BK 100 rpm780560Rod p

17、ressure178150Brightness96.696.1Gloss3239Print gloss485132RHEOCARBTMTop coat liquid boardCarbonate H 9080 80Clay Hg 902020Latex1616RHEOCARB 130 EXP00.5STEROCOLL FS0.50SOLIDS %62.365.1WRet Gradek144109Blade load2626.8Gloss2330PPS2.282.01Film Press coating withRHEOCOAT & RHEOCARB33Misting條痕橘子皮高光澤度更低的成本

18、減少粘彈性減少保水減少涂料粘結(jié)輥減少淀粉更多瓷土高的固含量更多的碳酸鈣高的固含量減少膠黏劑和OBA更多的碳酸鈣更高的固含量少量的 RHEOCOAT or RHEOCARB 代替部分淀粉少量的 RHEOCOAT or RHEOCARB 代替部分淀粉少量的 RHEOCOAT or RHEOCARB 代替部分淀粉35Base PaperDewatering and drying經(jīng)過脫水和干燥，涂料的固含量增加，粒子的距離越來越小，傾向于絮聚。保水能力決定脫水的速度。Viscosity of mineral dispersions固含量不斷增加的涂料h36Inversed emulsions RHEO

19、COAT XALNon Associative ASE RHEOCOAT 35RHEOCOAT 66Associative HASE RHEOCOAT 82RHEOCOAT 73RHEOCOATTM for Blade loadBlade load control with thickeners types37RHEOCARBTMHow its madePigment Particle radiusEffective radius(higher effective volume fraction)Pigment particle梳型聚合物的組成 :- 主鏈大分子- 親水大分子RHEOCARBTM38RHEOCARB as rheology modifierRHEOCARBTM 是高分子量的流變劑是高分子量的流變