在液态涂料中分布相对均匀的胶粘剂在涂布纸干燥中通过再分配迁移到涂层表面或涂层与原纸界面是一个公认的影响涂布纸质量的重要因素。几十年来国际造纸界提出了多个理论解释胶粘剂迁移,但是这些理论都不能自洽地解释各种胶粘剂迁移现象。本项目分析了文献上发表的胶粘剂迁移机理的优缺点,提出一个基于Einstein粒子扩散理论的新机理;并利用现代表面化学分析技术研究胶乳在不同条件下制备的涂层中的迁移规律,初步证明了新机理。新机理假设涂料中的粒子在液体分子热运动作用下处于无序布朗运动状态。亚微米胶乳粒子比微米颜料粒子具有更高的布朗运动速率,更容易运动到涂层表面。涂层内部的粒子一旦出现在表面,将被液体表面张力“捕捉”,导致涂层表面的胶粘剂含量高于内部。这一新机理能够自洽地解释本项目和文献上发现的各种胶粘剂迁移现象。更重要的是,新机理揭示了胶粘剂迁移的本质在于不同粒径粒子的布朗运动速率的差异。根据Einstein扩散理论,更微细的纳米粒子具有更高的布朗运动速率,这显示新机理预测纳米粒子可能在功能性纳米复合涂层固化中迁移,从而在很大程度上影响纳米复合涂层的结构和功能。这一重要推论有待于在实验中进一步验证。
英文主题词binder migration;paper coatings;latex;particle segragation;nano-composite coatings