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鈦白粉在裝飾原紙中應(yīng)用

裝飾原紙是生產(chǎn)裝飾板的基本材料，生產(chǎn)過(guò)程中需要通過(guò)高壓三聚氰胺樹(shù)脂浸漬過(guò)程，原紙需具備灰分含量低、遮蓋能力高、吸水能力強(qiáng)和強(qiáng)度高等特點(diǎn)，鈦白粉能夠賦予紙張優(yōu)良的光學(xué)性能，提高其不透明度，是裝飾原紙理想的填料。但是鈦白粉價(jià)格昂貴，為降低鈦白粉的實(shí)際用量，可以采用無(wú)機(jī)非金屬礦物作為內(nèi)核，在其表面包覆一層TiO2粒子的方法制備復(fù)合鈦白粉來(lái)代替部分鈦白粉。

由于裝飾原紙?zhí)厥獾乃嵝越n液環(huán)境，因此目前針對(duì)于裝飾原紙的復(fù)合鈦白粉應(yīng)用仍未見(jiàn)報(bào)道。文章研究了以硅灰石、白炭黑為內(nèi)核，不同包覆方法的4種復(fù)合鈦白粉（A-硅、A-白、R-硅、R-白）和鈦白粉的耐酸穩(wěn)定性，覆蓋力，粒徑及分布等性能，及其在裝飾原紙中的應(yīng)用，為復(fù)合鈦白粉的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)及推廣應(yīng)用提供技術(shù)指導(dǎo)。

耐酸穩(wěn)定性和色相分析
裝飾原紙?jiān)诤罄m(xù)加工時(shí)需要浸漬酸性三聚氰胺甲醛樹(shù)脂，因此，原紙所加填料應(yīng)具有耐酸穩(wěn)定性；另外，就色相而言裝飾原紙多采用偏黃色調(diào)。

4種復(fù)合鈦白粉的水懸浮液均呈堿性，鈦白粉的水懸浮液呈酸性。用硫酸鋁調(diào)節(jié)煮沸穩(wěn)定后，A-白、R-白和鈦白粉的pH值都達(dá)到了用戶(hù)的使用要求，后續(xù)加工時(shí)填料穩(wěn)定。R-硅、A-白和R-白顯黃色相，基本符合色相要求。因此，A-白和R-白兩種復(fù)合鈦白粉較符合裝飾原紙耐酸穩(wěn)定性和偏黃色相的要求。而R-硅和A-硅不能在裝飾原紙的生產(chǎn)中添加。

表面形態(tài)分析
白炭黑是大塊兒球狀顆粒，硅灰石顆粒呈針狀或者纖維狀，表面光滑；鈦白粉顆粒為圓滑球形，形狀規(guī)則，顆粒細(xì)小均勻。復(fù)合鈦白粉A-白和R-白的母體是白炭黑，復(fù)合鈦白粉A-硅和R-硅的母體是硅灰石；包覆后，細(xì)小的球狀二氧化鈦顆粒沉積在母體表面，形成包覆的核殼結(jié)構(gòu)。   

填料遮蓋力分析
遮蓋力是指當(dāng)一件物料涂以某種涂料時(shí)，涂料中的顏料能遮蓋住被涂物體表面的底色，使這底色不能透過(guò)涂料而顯露出來(lái)的能力。鈦白粉主要的顏料性能就是具有極強(qiáng)的遮蓋力，遮蓋性能好。包覆前白炭黑和硅灰石基本沒(méi)有遮蓋力；但是包覆后遮蓋力值接近于鈦白粉。

粒徑分布分析
影響填料遮蓋力的主要因素有折射率、粒徑大小和分布等。

資料表明，鈦白粉粒徑在0.2μm時(shí)，散射系數(shù)最高，這時(shí)鈦白粉的消色力和遮蓋率最優(yōu)；而且性能優(yōu)良的鈦白粉其粒度分布窄，有利于提高光散射率。R-白的粒徑最小，R-硅的粒度分布最窄，粒徑大小最接近杜邦的鈦白粉。雖說(shuō)粒徑小散射系數(shù)高，但使用時(shí)會(huì)容易隨水流失，保留率低，因此粒徑也不是越小越好。

Zeta電位和電導(dǎo)率分析
Zeta電位是表征膠體分散系穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。A-硅和R-硅的Zeta電位（絕對(duì)值）較高，分散液穩(wěn)定性最好，A-白和R-白次之。鈦白粉的的Zeta電位（絕對(duì)值）最小，其穩(wěn)定性也應(yīng)該較差，易發(fā)生凝聚。

單程留著分析
一般認(rèn)為造紙?zhí)盍显诩垙堉械牧糁饕繖C(jī)械截留和膠體吸附兩種方式。填料粒子尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于紙漿纖維，不能有效借助機(jī)械截留作用來(lái)實(shí)現(xiàn)其留著，因此隨著加填量的增加，四種復(fù)合鈦白粉的其留著率會(huì)有不同程度的下降。但是鈦白粉的留著率卻隨著加填量的增加逐漸增加然后趨于平穩(wěn)，這可能是由鈦白粉的Zeta電位相比其它4種復(fù)合鈦白粉較低，顆粒間容易凝聚，有助于留著。R-白粒徑最小，留著率最低。

試驗(yàn)紙樣的灰分分析
分別在添加助留助濾劑和未加助留助濾助劑的情況下，抄造加填量分別為30%、40%、50%的裝飾原紙并測(cè)定試驗(yàn)紙樣的灰分。

未加助劑時(shí)5種填料的成紙灰分都很低，都在11%以下。隨著填料用量的增加，灰分含量基本呈上升趨勢(shì)；相同的填料用量，鈦白粉成紙灰分最高，R-白最低。添加助留劑后，5種填料的成紙灰分都有不同程度的增長(zhǎng)，尤其是R-白增長(zhǎng)的幅度很大。添加助留劑后都有很好的助留效果，尤其對(duì)粒徑小的留著效果更明顯。

填料對(duì)紙張物理性能的影響分析
分別在添加助留助濾劑和未加助留助濾助劑的前提下抄紙，測(cè)試紙張的物理性能。

未添加助劑時(shí)，鈦白粉的濕抗張強(qiáng)度最低，其它4種復(fù)合鈦白粉的濕抗張強(qiáng)度相差不大。添加助劑后，隨著填料用量的增加，濕抗張強(qiáng)度都是呈下降趨勢(shì)，在30%用量時(shí)，R-硅的濕抗張最大，優(yōu)于鈦白粉。

在未添加助留助濾條件下，相同添加量時(shí)都是鈦白粉的不透明度最好，其它4種復(fù)合鈦白粉的都偏低。添加助留助濾劑后，5種填料的不透明度都有不同程度的增長(zhǎng)，都達(dá)到了企業(yè)要求的裝飾原紙所具備的物理指標(biāo)。

結(jié)論
結(jié)果表明，硅灰石和白炭黑在包覆后，鈦白粉很好地沉積在它們的表面；R-硅和A-硅的pH值達(dá)不到要求，會(huì)對(duì)裝飾原紙后加工產(chǎn)生影響，不能在裝飾原紙的生產(chǎn)中添加。在相同加入量或者灰分相同時(shí)，復(fù)合鈦白粉遮蓋力接近鈦白粉，加填紙頁(yè)的物理指標(biāo)接近純鈦白粉加填紙頁(yè)。