CN104985943B

CN104985943B - 一种膜转移机内涂布专用显色剂及其制备方法

Info

Publication number: CN104985943B
Application number: CN201510495751.XA
Authority: CN
Inventors: 王学义; 董志辉
Original assignee: Xinxiang City Ruifeng New Material Co Ltd
Current assignee: Xinxiang City Ruifeng New Material Co Ltd
Priority date: 2015-08-13
Filing date: 2015-08-13
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2035-08-13
Also published as: CN104985943A

Abstract

本发明提供了一种膜转移机内涂布专用显色剂及其制备方法。膜转移机内涂布专用显色剂包括：38wt％～43wt％的芳烷基取代水杨酸锌树脂，0.5wt％～5wt％的硬脂酸锌，1.5wt％～2wt％的聚乙烯醇，0.05wt％～1wt％的吐温，0.05wt％～1wt％的司盘，0～0.5wt％的聚苯乙烯马来酸酐树脂以及余量的水。本申请提供的显色剂应用过程中不出现涂料粘辊等不良现象，并且具有很好的低温显色性能。

Description

一种膜转移机内涂布专用显色剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及显色剂技术领域，尤其涉及一种膜转移机内涂布专用显色剂及其制备方法。

背景技术

无碳复写纸是利用涂在纸上的无色染料与显色剂接触反应而显色的一种特种纸，主要由三层组成：上纸(CB)，该层纸的背面涂有溶解在非挥发溶剂中的无色染料的微胶囊；中纸(CFB)，该层纸的正面涂有显色剂的涂层，背面则涂布着微胶囊；下纸(CF)，该层纸只在正面涂有含显色剂的CF涂料。无碳复写纸的发色原理为：当有压力施于上纸时，涂在纸背面的微胶囊破裂与CFB纸正面的显色剂接触发生反应而显色。

无碳纸的涂布方式有很多种，机内膜转移涂布方式是近年发展起来的新型涂布方式。机内膜转移涂布方式是在原抄纸机的基础上发展而来的，将计量施胶部改涂料部，如此减少了一台涂布机使得涂布纸成本大幅降低，但与机外涂布相比，这两种涂布方式工况差异太大，因此原来的化学品就不适用机内涂布，需重新设计和研制。

关于无碳复写纸显色剂的研制，国内专利文献报道的很多。美国专利USP46612254﹑欧洲专利EP0338808A2、中国专利CN1057103C等公开了一种酚醛树脂结构显色剂的制备方法，以烷基取代酚、甲醛和金属化合物为原料进行反应，得到了酚醛树脂结构的显色剂，该显色剂具有较好的耐水性和耐老化性，制得涂料流动性好，初期发色速度也较快，显色深度好，但其具有不可克服的缺点是纸张在光线或氧化性气体(主要是空气中NO_x气体)的作用下容易变黄。

申请号为200810141401.3的中国专利公开了一种改性水杨酸树脂显色剂，该显色剂是按以下方法制备的：向反应釜中加入水杨酸或其衍生物、金属盐和酸催化剂，升温熔融，物料全溶后开启搅拌，向反应釜中加入苯乙烯类不饱和单体，在60～150℃下缩合反应1～10h；向上述反应混合物中加入醛类物质进行聚合反应，在70～130℃下回流反应0.5～3h；反应产物在真空度0.01～0.06MPa，温度80～160℃下脱水0.5～8h，得到聚合物中间体；聚合物中加入乳化剂，在50℃～150℃乳化0.5～6h，再加入水和锌盐，混合搅拌，融溶剪切，得到改性水杨酸树脂显色剂。本专利公开的树脂显色剂显色速度快、色泽鲜艳、字迹耐老化性能好。

公开号为CN103587270A的中国专利公开了一种膜转移机内涂布专用显色剂及其制备方法，所述显色剂重量百分比组成如下：酚醛树脂F8011.5％～6.5％，松香改性酚醛树脂0.1％～1.5％，芳烷基取代水杨酸锌树脂F90235％～41％，聚乙烯醇1％～1.5％，吐温0.05％～1％，司盘0.05％～1％，聚苯乙烯马来酸酐树脂0～0.5％，水52％～55％。本发明将酚醛树脂和水杨酸锌树脂按照一定的比例进行混合，并加入能提高显色剂耐温性的松香改性酚醛树脂，选择合适的复合乳化剂，制得的显色剂应用过程中不出现涂料粘辊等不良现象，但涂布的CF纸在低温条件下显色速度慢。

美国专利USP5382560﹑日本专利JP853536﹑日本专利JP6227117、中国专利CN1939951B等公开了一种水杨酸锌结构显色剂的制备方法。水杨酸锌结构的显色剂具有低温显色速度快，色调鲜艳，更好的耐老化性能，一度被日本人称为最好的显色剂。但水杨酸锌结构的显色剂显色深度和预期有一定差距。

目前的上述显色剂产品在机内膜转移涂布应用过程中，一直存在粘辊和粘缸现象，使纸的品质和显色性能受到一定影响。并且，机内膜转移涂布专用显色剂不同于普通的显色剂，既要满足膜转移涂布方式的要求，又要适应机内涂布的工况特点：纸页表面温度较高；纸页表面没有施胶；纸页内施胶剂没有熟化；施涂辊压力大，剥离强度很高。因此作为该种专用显色剂，需要额外满足两个条件：有一定的耐温性(50～65℃)，不能在这样的温度下出现破乳而粘附涂布辊；机内涂布适应性：在CF涂层中的抗迁移性；与CF涂料成分的相容性，不发生凝聚结块，避免产生刮线；配成CF涂料要有良好的流变性。由此本申请提供了一种机内膜转移涂布专用显色剂。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种膜转移机内涂布专用显色剂，本申请提供的膜转移机内涂布专用显色剂显色性能优良，且具有较好的低温显色性能。

有鉴于此，本申请提供了一种膜转移机内涂布专用显色剂，其由以下组分制备得到：

优选的，所述吐温选自吐温20、吐温40、吐温60和吐温80中的一种或多种。

优选的，所述司盘选自司盘20、司盘40、司盘60和司盘80中的一种或多种。

优选的，所述芳烷基取代水杨酸锌树脂的含量为40wt％～42wt％。

优选的，所述硬脂酸锌的含量1.0wt％～3.5wt％。

优选的，所述聚乙烯醇的含量为1.6wt％～1.9wt％。

本申请hi阿提供了上述方案所述的膜转移机内涂布专用显色剂的制备方法，包括以下步骤：

将水、聚乙烯醇、吐温、司盘与聚苯乙烯马来酸酐树脂混合后升温，得到混合物；

将所述混合物、芳烷基取代水杨酸锌与硬脂酸锌混合，升温后乳化，得到膜转移机内涂布专用显色剂。

优选的，得到混合物的过程中，所述升温的温度为60～70℃。

优选的，得到膜转移机内涂布专用显色剂的过程中，所述升温的温度为115℃～125℃，所述乳化的时间为85min～110min。

优选的，所述乳化后还包括：在乳化后的乳液中加入水，使乳液降温至35℃～45℃。

本申请提供了一种膜转移机内涂布专用显色剂，包括：38wt％～43wt％的芳烷基取代水杨酸锌树脂，0.5wt％～5wt％的硬脂酸锌，1.5wt％～2wt％的聚乙烯醇，0.05wt％～1wt％的吐温，0.05wt％～1wt％的司盘，0～0.5wt％的聚苯乙烯马来酸酐树脂以及余量的水。本申请采用显色速度较快的芳烷基水杨酸新锌树脂作为显色剂的主要成分，并配以提高显色剂的耐温性又改善显色剂涂布性能的硬脂酸锌，还采用司盘、吐温、聚苯乙烯马来酸酐树脂作为复合乳化剂，在上述组分的协同作用下使膜转移机内涂布专用显色剂具有较好的显色性能，尤其具有较好的低温显色性能。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明实施例公开了一种膜转移机内涂布专用显色剂，其由以下组分制备得到：

本申请通过调整显色剂的配方，加入了一种提高显色剂涂布性能的润滑硬脂酸锌，其不但改善了显色剂的涂布性能也提升了耐温性，并且芳烷基取代水杨酸锌树脂锌含量得到了优化，与硬脂酸锌复配，得到了符合条件的膜转移机内涂布专用显色剂。

水杨酸是一种合成染料、香料的重要原料，水杨酸和不同链长的烷基结合，可以得到不同的烷基水杨酸。本申请选用锌含量优化的芳烷基取代水杨酸锌树脂作为显色剂的组分，其使显色剂的显色速度相对较快。本申请所述芳烷基取代水杨酸锌树脂按照本领域技术人员熟知的方式合成即可，本申请对此没有特别的限制。本申请所述芳烷基取代水杨酸锌树脂的含量为38wt％～43wt％，优选为40wt％～42wt％。

硬脂酸锌的中文别名为十八酸锌，其是一种白色粉末，作为助剂应用广泛，主要可作为热稳定剂、润滑剂、润滑脂、促进剂等。本申请硬脂酸锌在显色剂中可以提高显色剂涂布性能，关键是其与其他组分复配之后不但改善了显色剂的涂布性能，还提升了显色剂的耐温性。本申请所述硬脂酸锌的含量为0.5wt％～5wt％，在一些实施例中，所述硬脂酸锌的含量优选为1.0wt％～3.5wt％，在一些实施例中，所述硬脂酸锌的含量更优选为2.0wt％～3.0wt％。

本申请所述聚乙烯醇、吐温、司盘与聚苯乙烯马来酸酐树脂作为表面活性剂、复合乳化剂，与上述两种组分复配，使显色剂具有较好的显色性能。

本申请所述聚乙烯醇的含量为1.5wt％～2.0wt％，在一些实施例中，所述聚乙烯醇的含量优选为1.6wt％～1.9wt％。本申请所述吐温可选自吐温20、吐温40、吐温60和吐温80中的一种或多种，优选为吐温20，所述吐温的含量为0.05wt％～1wt％，在一些实施例中，所述吐温的含量优选为0.1wt％～0.3wt％。本申请所述司盘选自司盘20、司盘40、司盘60和司盘80中的一种或多种，优选为司盘40。本申请所述司盘的含量为0.05wt％～1wt％，在一些实施例中，所述司盘的含量优选为0.1wt％～0.5wt％。本申请所述聚苯乙烯马来酸酐树脂的含量为0～0.5wt％，在一些实施例中，所述聚苯乙烯马来酸酐树脂的含量优选为0.05～0.2wt％。本申请所述聚乙烯醇、吐温、司盘与聚苯乙烯马来酸酐树脂均为现有已知的产品，本申请对其来源没有特别的限制。

本申请还提供了所述膜转移机内涂布专用显色剂的制备方法，包括以下步骤：

在上述制备膜转移机内涂布专用显色剂的过程中，在第一步骤得到混合物的过程中，所述升温的温度优选为60～70℃，该温度能将所加入的原料溶解于水中。

然后再将芳烷基取代水杨酸锌、硬脂酸锌加入至所述混合物中，并升温乳化，而得到显色剂。所述升温的温度优选为115～125℃，所述乳化的时间优选为85～110min。所述乳化使物料由油包水转变为水包油，此过程中有水蒸发，因此需要补加水，使乳液降温至35～45℃。

本申请提供了一种膜转移机内涂布专用显色剂，其在应用过程中不出现涂料粘辊等不良现象，使机内涂布机运用平稳，涂布的CF纸显色性能优良。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的膜转移机内涂布专用显色剂及其制备方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

在室温下，在乳化分散机中加入105毫升蒸馏水，3.2克聚乙烯醇，0.4克吐温20，0.2克司盘40，0.1克聚苯乙烯马来酸酐树脂，缓慢升温至65℃水，使所加物料溶解；

然后在盛有上述溶液的乳化分散机中加入6克硬脂酸锌，84克芳烷基取代水杨酸锌，升温到120℃乳化分散100分钟左右，使物料由油包水转变为水包油，补加蒸馏水95毫升，乳液降温至40℃，得到平均粒径小于1.5μm的显色剂乳液。

实施例2

在室温下，在乳化分散机中加入105毫升蒸馏水，3.8克聚乙烯醇，0.4克吐温20，0.4克司盘40，0.15克聚苯乙烯马来酸酐树脂，缓慢升温至65℃水，使所加物料溶解。

然后在盛有上述溶液的乳化分散机中加入10克硬脂酸锌，79克芳烷基取代水杨酸锌，升温到120℃乳化分散100分钟左右，使物料由油包水转变为水包油，补加蒸馏水95毫升，乳液降温至40℃，得到平均粒径小于1.5μm的显色剂乳液。

实施例3

在室温下，在乳化分散机中加入105毫升蒸馏水，3.4克聚乙烯醇，0.2克吐温20，0.2克司盘40，0.1克聚苯乙烯马来酸酐树脂，缓慢升温至65℃水，使所加物料溶解。

然后在盛有上述溶液的乳化分散机中加入7克硬脂酸锌，80克芳烷基取代水杨酸锌，升温到120℃乳化分散100分钟左右，使物料由油包水转变为水包油，补加蒸馏水95毫升，乳液降温至40℃，得到平均粒径小于1.5μm的显色剂乳液。

实施例4

在室温下，在乳化分散机中加入105毫升蒸馏水，3.4克聚乙烯醇，0.6克吐温20，0.4克司盘40，0.2克聚苯乙烯马来酸酐树脂，缓慢升温至65℃水，使所加物料溶解。

然后在盛有上述溶液的乳化分散机中加入4克硬脂酸锌，82克芳烷基取代水杨酸锌，升温到120℃乳化分散100分钟左右，使物料由油包水转变为水包油，补加蒸馏水95毫升，乳液降温至40℃，得到平均粒径小于1.5μm的显色剂乳液。

实施例5

在室温下，在乳化分散机中加入105毫升蒸馏水，3.1克聚乙烯醇，0.6克吐温20，0.2克司盘40，0.1克聚苯乙烯马来酸酐树脂，缓慢升温至65℃水，使所加物料溶解。

然后在盛有上述溶液的乳化分散机中加入5克硬脂酸锌，84克芳烷基取代水杨酸锌，升温到120℃乳化分散100分钟左右，使物料由油包水转变为水包油，补加蒸馏水95毫升，乳液降温至40℃，得到平均粒径小于1.5μm的显色剂乳液。

实施例6

在室温下，在乳化分散机中加入105毫升蒸馏水，3.1克聚乙烯醇，0.4克吐温20，0.2克司盘40，0.1克聚苯乙烯马来酸酐树脂，缓慢升温至65℃水，使所加物料溶解。

然后在盛有上述溶液的乳化分散机中加入2克硬脂酸锌，86克芳烷基取代水杨酸锌，升温到120℃乳化分散100分钟左右，使物料由油包水转变为水包油，补加蒸馏水95毫升，乳液降温至40℃，得到平均粒径小于1.5μm的显色剂乳液。

按照申请号为CN103587270A的专利公开的方法制备的膜转移显色剂引用于此作为对比例：

对比例1

在室温下，在乳化分散机中加入105毫升蒸馏水，2.4克聚乙烯醇，0.4克吐温20，0.2克司盘40，0.1克聚苯乙烯马来酸酐树脂，缓慢升温至65℃水，使所加物料溶解。

然后往盛有上述溶液的乳化分散机中加入7克酚醛树脂，1克松香改性酚醛树脂，80克芳烷基取代水杨酸锌，升温到120℃乳化分散100分钟左右，使物料由油包水转变为水包油，补加蒸馏水95毫升，乳液降温至40℃，得到平均粒径小于1.5μm的显色剂乳液。

为了验证上述实施例生产的显色剂的显色性能和机内涂布性能，将显色剂乳液按CF配方配制成的CF浆料，手工涂布于纸片上，晾干后称重，计算涂布量。在EPSEN-III型打字机上的三档四联打印后，用北京康光SC-80C色彩色差仪测其显色值。

对CF纸的耐温性进行考察(CF纸的耐温性间接反映了所用显色剂的耐温性)：将涂好的CF纸放入40℃的烘箱中加热20分钟，把直径1CM长35CM的不锈钢圆棒放入65℃的烘箱中加热恒温60分钟；同时取出CF纸和不锈钢圆棒，将不锈钢圆棒在CF纸面不停滚动，滚动30秒后观察不锈钢圆棒表面的干净程度，用0、1、2、3、4五级表示，0表示最干净，没有涂料粘在不锈钢圆棒表面，4表示最不干净，有一些涂料粘在不锈钢圆棒表面。采用这个方法来测定显色剂的耐温性，也间接反映显色剂对机内膜转移涂布的适应性。实施例与对比例显色剂的机内涂布显色性能与低温显色性能如表1、表2所示。

CF配方：

瓷土20克，碳酸钙20克，淀粉胶(12％)92克，丁苯胶乳6克，本发明显色剂乳液15克，分散剂1克，水80毫升。

表1 实施例1～6与对比例1显色剂的性能数据表(温度25℃，湿度RH45％)

表2 实施例1～6与对比例显色剂的低温显色数据表(温度5℃，湿度RH54％)

注：对照品-1为目前市场常用的显色剂商品。

由上述实验数据可以看出按本发明制备的膜转移机内涂布专用显色剂和现有市场产品的常温显色数据基本相当，显色剂的耐温性明显优于现有产品，也从一个方面反映出本发明制备的显色剂适合膜转移机内涂布。从低温显色数据可以看出按本发明制备的膜转移机内涂布专用显色剂在10秒钟的显色数据明显高于对比例，这表明本发明制备的膜转移机内涂布显色剂不仅具备机内涂布的要求而且具有优良的低温显色性能。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种膜转移机内涂布专用显色剂，其由以下组分制备得到：

余量的水。

2.根据权利要求1所述的膜转移机内涂布专用显色剂，其特征在于，所述吐温选自吐温20、吐温40、吐温60和吐温80中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的膜转移机内涂布专用显色剂，其特征在于，所述司盘选自司盘20、司盘40、司盘60和司盘80中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的膜转移机内涂布专用显色剂，其特征在于，所述芳烷基取代水杨酸锌树脂的含量为40wt％～42wt％。

5.根据权利要求1所述的膜转移机内涂布专用显色剂，其特征在于，所述硬脂酸锌的含量1.0wt％～3.5wt％。

6.根据权利要求1所述的膜转移机内涂布专用显色剂，其特征在于，所述聚乙烯醇的含量为1.6wt％～1.9wt％。

7.权利要求1～6任一项所述的膜转移机内涂布专用显色剂的制备方法，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，得到混合物的过程中，所述升温的温度为60～70℃。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，得到膜转移机内涂布专用显色剂的过程中，所述升温的温度为115℃～125℃，所述乳化的时间为85min～110min。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述乳化后还包括：在乳化后的乳液中加入水，使乳液降温至35℃～45℃。