CN103601876A - 一种水性油墨用高分子量改性松香树脂及其制备方法 - Google Patents

一种水性油墨用高分子量改性松香树脂及其制备方法 Download PDF

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艾娇艳
雷冠军
王朝阳
范德明
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Puer Kemao Forest Chemical Products Co ltd
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Puer Kemao Forest Chemical Products Co ltd
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Abstract

一种水性油墨用高分子量改性松香树脂及其制备方法，所述改性松香树脂包含以下重量份的原料：松香100份；多元醇5~60份；催化剂0.005~0.3份；不饱和二元酸20~40份。所述的制备出来的高分子量改性松香树脂能改善水性油墨抗碱、抗乙醇和抗水性能、干燥速度快、光泽度好、不易造成纸张收缩等优点。

Description

一种水性油墨用高分子量改性松香树脂及其制备方法
技术领域
本发明涉及油墨技术领域，特别是一种水性油墨用高分子量改性松香树脂及其制备方法。
背景技术
水性油墨是由连结料、颜料、助剂等物质组成的均匀浆状物质。连结料提供油墨必要的转移性能，颜料赋予油墨以色彩。水性油墨的连结料主要分为两种类型：水稀释型和水分散型。前者是指在助溶剂的作用下，能溶于水；后者是在水中通过乳化的单体聚合所得，它是两相体系，其中油相以颗粒状在水相中分散，虽不能够被水溶解，但能够被水稀释。由于用水作溶解载体，水性油墨具有显著的环保安全特点：安全、无毒无害、不燃不爆，几乎无挥发性有机气体产生；但是水墨也有不抗醇、干燥慢、光泽度差、易造成纸张收缩等缺点。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种能改善水性油墨抗碱、抗乙醇和水、干燥速度快、光泽度好、不易造成纸张收缩的能水溶性良好的高分子量的改性松香树脂及其制备方法。
    本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种水性油墨用高分子量改性松香树脂，包括松香；多元醇；催化剂；不饱和二元酸；其中：所述改性松香树脂分子结构式如下：
Figure 2013105729386100002DEST_PATH_IMAGE002
其中，R为烃基，m=0～2之间的整数,n=0～2之间的整数，y=1～10之间的整数；
所述改性松香树脂包含以下重量份的原料：
松香100份；
多元醇13~60份；
催化剂0.005~0.3份；
不饱和二元酸20~40份。
    作为本发明的进一步改进：多元醇为乙二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、聚乙二醇、季戊四醇中的一种或多种。
    作为本发明的进一步改进：所述的催化剂为氧化锌、氧化镁、碳酸钠、碳酸锂；优选氧化锌。
    作为本发明的进一步改进：所述的不饱和二元酸为衣康酸、马来酸酐、甲基马来酸、富马酸中的一种或多种。优选富马酸和马来酸酐。
    作为本发明的进一步改进：所述的制备方法包括如下步骤和工艺条件：
    第一步:将松香与多元醇按质量比100:8～20混合，投入反应釜中，在180～280℃下，加催化剂0.005～0.3重量份，反应4～10小时，制得松香酯；制得的松香酯酸值少于20mgKOH/g。
     第二步:将松香酯与不饱和二元酸按质量比100:20～40混合，在170～250℃反应1～4小时，制得不饱和二元酸改性松香酯；　　　
　　　第三步:将所述不饱和二元酸改性松香酯与多元醇按质量比100:5～40混合，在180～280℃反应2～5小时，抽真空1小时，制得高分子改性松香树脂。
     作为本发明的进一步改进：所述第三步的多元醇是乙二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、聚乙二醇、季戊四醇中的一种或多种。
   与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所制备的高分子量改性松香树脂具有较高的分子量，粘度高,溶解性能好，与颜料亲和性好.本发明高分子量改性松香树脂适用于印刷油墨,在维持油墨各项性能的情况下,不影响印刷品的光泽,可降低印刷油墨的喷雾量，能改善水性油墨抗碱、抗乙醇和抗水性能、具有干燥速度快、光泽度好、不易造成纸张收缩等优点。
具体实施方式
一种水性油墨用高分子量改性松香树脂，包括松香；多元醇；催化剂；不饱和二元酸；其中：所述高分子量改性松香树脂分子结构式如下：
Figure 615200DEST_PATH_IMAGE002
其中，R为烃基，m=0～2之间的整数,n=0～2之间的整数，y=1～10之间的整数；
所述改性松香树脂包含以下重量份的原料：
松香100份；
多元醇13~60份；
催化剂0.005~0.3份；
不饱和二元酸20~40份。
   多元醇为乙二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、聚乙二醇、季戊四醇中的一种或多种。
    所述的催化剂为氧化锌、氧化镁、碳酸钠、碳酸锂等。优选氧化锌。
    所述的不饱和二元酸为衣康酸、马来酸酐、甲基马来酸、富马酸中的一种或多种。优选富马酸和马来酸酐。
    所述的制备方法包括如下步骤和工艺条件：
第一步:将松香与多元醇按质量比100:8～20混合，投入反应釜中，在180～280℃下，加催化剂0.005～0.3重量份，反应4～10小时，制得松香酯；制得的松香酯酸值少于20mgKOH/g。分子结构式如下：
Figure 2013105729386100002DEST_PATH_IMAGE004
其中，z=2～4间的整数，n=0～2之间的整数；
     第二步:将松香酯与不饱和二元酸按质量比100:20～40混合，在170～250℃反应1～4小时，制得不饱和二元酸改性松香酯；分子结构式如下：
其中，R1为烃基，n=0～2之间的整数，x=0～2之间的整数；　
    第三步:将所述不饱和二元酸改性松香酯与多元醇按质量比100:5～40混合，在180～280℃反应2～5小时，抽真空1小时，制得高分子量改性松香树脂。分子结构式如下：
其中，R为烃基，m=0～2之间的整数,n=0～2之间的整数，y=1～10之间的整数；
    所述第三步所用的多元醇是乙二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、聚乙二醇、聚醚三元醇、季戊四醇、双季戊四醇中的一种或多种。
 
下面结合实施例，对本发明做进一步地详细说明。
实施例中所用的氧化锌为化学纯，其他物质为工业级化学品。
实施例1 第一步   向反应釜中投入300克脂松香、0.3克氧化锌，加热到200℃时滴加32克甘油，然后保温反应1小时，再升温至260℃反应6小时，抽真空1小时，取样测得酸值为18mgKOH/g；
第二步   再降温到200℃，在松香酯中加入60克富马酸，反应2小时，再通0.5小时氮气，制得富马酸改性松香酯，取样测得酸值为188mgKOH/g。
第三步   加入15克乙二醇，于230℃反应1小时，250℃反应3小时，制得高分子量的改性松香树脂，取样测得酸值为122.1mgKOH/g。
 
实施例2
第一步   向反应釜中投入300克脂松香、0.3克氧化锌，加热到200℃时滴加28克甘油，然后保温反应1小时，再升温至260℃反应6小时，抽真空1小时，取样测得酸值为26.8mgKOH/g；
第二步   再降温到200℃，在松香酯中加入66克富马酸，反应2小时，再通0.5小时氮气，制得富马酸改性松香酯，取样测得酸值为205.3mgKOH/g。
第三步   加入12克甘油，于230℃反应1小时，250℃反应3小时，制得高分子量的改性松香树脂，取样测得酸值为140mgKOH/g。
实施例3
第一步   向反应釜中投入300克脂松香、0.3克氧化锌，加热到200℃时滴加28克甘油，然后保温反应1小时，再升温至260℃反应6小时，抽真空1小时，取样测得酸值为27.2mgKOH/g；
第二步   再降温到200℃，在松香酯中加入72克富马酸，反应2小时，再通0.5小时氮气，制得富马酸改性松香酯，取样测得酸值为226mgKOH/g。
第三步   加入15克乙二醇，于230℃反应1小时，250℃反应3小时，制得高分子量的改性松香树脂，取样测得酸值为150mgKOH/g。
实施例4
第一步   向反应釜中投入300克脂松香、0.3克氧化锌，加热到200℃时滴加32克甘油，然后保温反应1小时，再升温至260℃反应6小时，抽真空1小时，取样测得酸值为18mgKOH/g；
第二步   再降温到200℃，在松香酯中加入78克富马酸，反应2小时，再通0.5小时氮气，制得富马酸改性松香酯，取样测得酸值为237.2mgKOH/g。
第三步   加入18克甘油，于230℃反应1小时，250℃反应3小时，制得高分子量的改性松香树脂，取样测得酸值为180mgKOH/g。
实施例5
第一步   向反应釜中投入300克脂松香、0.3克氧化锌，加热到200℃时滴加32克甘油，然后保温反应1小时，再升温至260℃反应6小时，抽真空1小时，取样测得酸值为18mgKOH/g；
第二步   再降温到200℃，在松香酯中加入90克富马酸，反应2小时，再通0.5小时氮气，制得富马酸改性松香酯，取样测得酸值为288mgKOH/g。
第三步   加入20克甘油，于230℃反应1小时，250℃反应3小时，制得高分子量的改性松香树脂，取样测得酸值为135.8mgKOH/g。
实施例6
第一步   向反应釜中投入300克脂松香、0.3克氧化锌，加热到200℃时滴加30克季戊四醇，然后保温反应1小时，再升温至270℃反应6小时，抽真空1小时，取样测得酸值为27.2mgKOH/g；
第二步   再降温到200℃，在松香酯中加入72克富马酸，反应2小时，再通0.5小时氮气，制得富马酸改性松香酯，取样测得酸值为226mgKOH/g。
第三步   加入15克乙二醇，于230℃反应1小时，250℃反应3小时，制得高分子量的改性松香树脂，取样测得酸值为150mgKOH/g。
实施例7
第一步   向反应釜中投入300克脂松香、0.3克氧化锌，加热到200℃时滴加30克季戊四醇，然后保温反应1小时，再升温至270℃反应6小时，抽真空1小时，取样测得酸值为27.2mgKOH/g；
第二步   再降温到200℃，在松香酯中加入72克富马酸，反应2小时，再通0.5小时氮气，制得富马酸改性松香酯，取样测得酸值为226mgKOH/g。
第三步   加入20克甘油，于230℃反应1小时，250℃反应3小时，制得高分子量的改性松香树脂，取样测得酸值为130mgKOH/g。
实施例8 第一步   向反应釜中投入300克脂松香、0.3克氧化锌，加热到200℃时滴加32克甘油，然后保温反应1小时，再升温至260℃反应6小时，抽真空1小时，取样测得酸值为18mgKOH/g；
第二步   再降温到200℃，在松香酯中加入60克马来酸酐，反应2小时，再通0.5小时氮气，制得马来酸酐改性松香酯，取样测得酸值为188mgKOH/g。
第三步   加入15克乙二醇，于230℃反应1小时，250℃反应3小时，制得高分子量的改性松香树脂，取样测得酸值为126.1mgKOH/g。
实施例9
第一步   向反应釜中投入300克脂松香、0.3克氧化锌，加热到200℃时滴加30克季戊四醇，然后保温反应1小时，再升温至270℃反应6小时，抽真空1小时，取样测得酸值为27.2mgKOH/g；
第二步   再降温到200℃，在松香酯中加入72克马来酸酐，反应2小时，再通0.5小时氮气，制得马来酸酐改性松香酯，取样测得酸值为226mgKOH/g。
第三步   加入15克乙二醇，于230℃反应1小时，250℃反应3小时，制得高分子量的改性松香树脂，取样测得酸值为155mgKOH/g。
实施例10
第一步   向反应釜中投入300克脂松香、0.3克氧化锌，加热到200℃时滴加30克季戊四醇，然后保温反应1小时，再升温至270℃反应6小时，抽真空1小时，取样测得酸值为27.2mgKOH/g；
第二步   再降温到200℃，在松香酯中加入72克马来酸酐，反应2小时，再通0.5小时氮气，制得马来酸酐改性松香酯，取样测得酸值为226mgKOH/g。
第三步   加入20克甘油，于230℃反应1小时，250℃反应3小时，制得高分子量的改性松香树脂，取样测得酸值为137mgKOH/g。
 
如上所述，即可较好地实现本发明。
综上所述，本领域的普通技术人员阅读本发明文件后，根据本发明的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出其他各种相应的变换方案，均属于本发明所保护的范围。

Claims (6)

1.一种水性油墨用高分子量改性松香树脂，包括松香；多元醇；催化剂；不饱和二元酸；其特征在于：所述改性松香树脂分子结构式如下：
Figure 2013105729386100001DEST_PATH_IMAGE002
其中，R为烃基，m=0～2之间的整数,n=0～2之间的整数，y=1～10之间的整数；
所述改性松香树脂包含以下重量份的原料：
松香100份；
多元醇13~60份；
催化剂0.005~0.3份；
不饱和二元酸20~40份。
2.按照权利要求1所述的一种水性油墨用高分子量改性松香树脂，其特征在于：松香是马尾松香、湿地松香、南亚松香、云南松香中的一种或多种。
3.按照权利要求1所述的一种水性油墨用高分子量改性松香树脂，其特征在于：多元醇为乙二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、聚乙二醇、季戊四醇中的一种或多种。
4.按照权利要求1所述的一种水性油墨用高分子量改性松香树脂，其特征在于：所述的催化剂为氧化锌，氧化镁，碳酸钠，碳酸锂。
5.按照权利要求1所述的一种水性油墨用高分子量改性松香树脂，其特征在于：所述的不饱和二元酸为衣康酸、马来酸酐、甲基马来酸、富马酸中的一种或多种。
6.按照权利要求1所述的一种水性油墨用高分子量改性松香树脂的制备方法，其特征在于：所述的制备方法包括如下步骤和工艺条件：
　　　第一步:将松香与多元醇按质量比100:8～20混合，投入反应釜中，在180～280℃下，加催化剂0.005～0.3重量份，反应4～10小时，制得松香酯；
      第二步:将松香酯与不饱和二元酸按质量比100:20～40混合，在170～250℃反应1～4小时，制得不饱和二元酸改性松香酯；　　　
　　　第三步:将所述不饱和二元酸改性松香酯与多元醇按质量比100:5～40混合，在180～280℃反应2～5小时，抽真空1小时，制得高分子量改性松香树脂。
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