有机硅造纸化学品的应用现状及研究进展_王少强(3)

造纸化学

品

是以含硅官能团的二甲基硅油为基础聚合物（防粘剂有效成分）配制而成的。在交联剂及催化剂等作用下，通过缩合或加成反应，转化成具有防粘性的部分交联的聚硅氧烷皮膜，固化前为硅油形态，固化后则呈橡胶态弹性膜。

有机硅防粘剂，按其产品形态分为乳液型、溶剂型及无溶剂型３种。从当前发展趋势看，乳液型产品虽无环境污染，但能耗高，且易使纸张起皱，在日本已很少使用，但在欧美各国由于使用溶剂受到限制，故仍有市场。加成型防粘剂的高速及低速防粘性均满意，且其溶剂型产品的浓度可由５％提高到１０％￣３０％，因而用量在增长。无溶剂型防粘剂无环境污染、节能及工艺简单，但涂布分散困难，需进一步解决涂布均匀性及减少用量。溶剂型缩合固化防粘剂因环境污染及安全问题在工业发达国家的用量正在下降，而在我国则仍为主流产品。

有机硅防粘剂按交联方式则可分为缩合型、催化加成型、紫外光固化型及电子束射线固化型［６］。缩合型防粘剂的固化使用有机锡催化体系，而加成型的防粘剂多用铂催化体系。交联化机理表示如下：

机硅油在射线作用下可交联或形成网状结构的原理，将涂在纸上的有机硅油通过紫外线（ＵＶ）或电子束（ＥＢ）两种辐射进行交联反应，从而制得防粘纸。紫外光固化型防粘剂发展较快，但气味问题有待进一步解决。电子束射线固化型防粘剂，能耗低、固化快，但需要氮气保护，设备费用高，大面积推广还有困难。

有机硅改性防粘剂目前主要是对丙烯酸酯的改性［２２］，例如马文石等［２３］以ＭＭＡ、ＢＡ、丙烯酸羟丙酯、八甲基环四硅氧烷、乙烯基硅氧烷为原料，在过硫酸铵引发下，以种子乳液聚合法合成出以聚硅氧烷为核、聚丙烯酸酯为壳的有机硅－丙烯酸酯共聚物，可作为防粘剂使用。当聚硅氧烷的质量分数在２０％～３０％时，该共聚物剥离及粘附力有较好保持率，且隔离效果好。

目前有机硅用作造纸防粘剂的主要障碍是其较高的价格，用成本较低的聚合物对有机硅进行改性是降低成本的重要思路。随着造纸工业的发展和有机硅材料的开发，有机硅在造纸防粘剂上的应用将会占有越来越大的比重。

持久、优良的“不沾水”效果［２４］。制造这类纸张需采用疏水性物质固着于纸张纤维的表面或浸透内部而固着，所用的物质即为防水剂。纸张防水剂有涂膜防水剂和反应型防水剂两类，有机硅油防水剂属于反应型防水剂。

作防水剂的有机硅油主要为甲基含氢硅油及羟基硅油。使用时先将甲基含氢硅油（或羟基硅油）用中性非离子乳化剂配制成乳液，然后以有机锡（如二月桂酸二丁基锡）、有机钛（如钛酸丁酯）等作催化剂，使含氢硅油或含氢硅油与羟基硅油之间发生交联反应，得到网状大分子。浸渍后，通过烘焙即可获得网状结构的不溶性树脂薄层，其极性氧原子与纤维间进行氢键缔合，非极性有机烃基指向纸外，形成高度憎水表面，从而产生强的防水效果。

甲基含氢硅油和羟基硅油的化学结构分别为：

某些纸张如照相纸、地图

纸、高档标签纸、特种包装纸与纸板等，要求纸张具有高度抗水

目前应用在造纸中的有机硅抗水剂，主要以二甲基硅油为主，它的低表面张力赋予纸张高度憎水性。经其处理过的玻璃板与水的接触角为１０３°，与石蜡憎水程度相近。二甲基硅油优良的憎水性，还由于甲基以σ键与硅原子连接，从而增加了自由旋

辐射固化体系主要利用有性，即不被水润湿或扩散，呈现

ＰａｐｅｒａｎｄＰａｐｅｒＭａｋｉｎｇＶｏｌ．２６Ｎｏ．１Ｊａｎ２００７

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