CN108864819A

CN108864819A - 一种耐化学腐蚀性疏水油墨连接料的制备方法

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Publication number: CN108864819A
Application number: CN201810758217.7A
Authority: CN
Inventors: 徐冬; 蒋梦成; 陈帅
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-07-11
Filing date: 2018-07-11
Publication date: 2018-11-23

Abstract

本发明涉及一种耐化学腐蚀性疏水油墨连接料的制备方法，属于高分子材料制备技术领域。本发明首先以丙烯酰胺、丙烯酸丁酯以及醋酸乙烯酯为原料制得混合反应液，再以酪素配合三乙醇胺等制得改性溶液，最后将改性溶液与二氧化钛纳米颗粒混合制得耐化学腐蚀性疏水油墨连接料，酪素可以与水反应生成致密的有机物薄膜层，使油墨连接料的疏水性得到提高，同时羧基、氨基等极性官能团可以与油墨连接料中的其它活性基团进行反应，使油墨连接料的结构更加致密，提高疏水效果，利用二氧化钛纳米颗粒提高油墨连接料的化学腐蚀性能，同时有机硅烷提供化学键能极大的Si‑O键、Si‑C键，进一步提高油墨连接料的耐化学腐蚀性能，具有广阔的应用前景。

Description

一种耐化学腐蚀性疏水油墨连接料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种耐化学腐蚀性疏水油墨连接料的制备方法，属于高分子材料制备技术领域。

背景技术

油墨是用于印刷的重要材料，它通过印刷将图案、文字表现在承印物上。油墨是由有色体（如颜料、染料等）、连结料、填（充）料、附加料等物质组成，这些成分均匀地混合并经反复轧制而成一种黏性胶状流体。油墨广泛用于书刊、包装装潢、建筑装饰等各种印刷，随着社会需求增大，油墨品种和产量也相应扩展和增长。

油墨连接料是印刷油墨的重要组成部分，其用量占油墨质量百分比的80%左右，是油墨的流体部分。连接料作为油墨的心脏，能使着色剂（颜料）在分散设备上充分研磨、分散均匀；使颜料在承印物上附着牢固，而且使油墨具有必要的光泽、干燥性能和印刷适性等。油墨的主要性能，如流动性、粘度、干燥性能及印刷适应性等都取决于连接料，所以它是油墨质量好坏的关键。各种植物油，大都可用来制造油墨连结料，一些动物油、矿物油也被应用于油墨连结料中，溶剂和水也不例外。

目前，连接料主要包括两大类：溶剂型连接料和水性连接料，其中环保、无毒的水性连接料已经成为印刷行业的发展趋势。水性连接料主要包括水性丙烯酸及其酯类树脂和水性聚氨酯等。丙烯酸树脂成膜后具有高机械强度、不易老化、不易发黄和抗水性好等优点，但丙烯酸树脂在有机溶剂中的溶解性比较差，而且容易发生高温粘、低温脆的现象。而聚氨酯具有流平性好、成膜性好、遮盖力强、涂层耐寒、耐热、耐磨以及富有弹性等特点，但固含量低，耐化学性、耐水性、耐水解性不良，耐酸碱性差，抗粘连性差，硬度和表面光泽度低，需进一步改进。

因此，研制出一种能够解决上述性能问题的油墨连接料非常有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前油墨连接料疏水能力差、耐化学腐蚀性能不佳的缺陷，提供了一种耐化学腐蚀性疏水油墨连接料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种耐化学腐蚀性疏水油墨连接料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）按重量份数计，称取10～12份丙烯酰胺、2～4份丙烯酸丁酯、2～4份醋酸乙烯酯和17～20份去离子水放入三口烧瓶中，搅拌恒温反应，自然冷却制得混合反应液，备用；

（2）按重量份数计，称取3～5份酪素、9～11份三乙醇胺和15～17份去离子水投入烧杯中，将烧杯置于水浴锅中搅拌，搅拌完成后升温水浴温度制得反应溶剂，在水浴恒温加热的条件下，向烧杯中滴加反应溶剂质量30～38%的丙烯酸酯，制得预处理溶液；

（3）将上述水浴温度，向上述烧杯中滴加预处理溶液质量20～24%的备用的混合反应液，恒温反应，制得预聚溶液，向烧杯中加入预聚溶液质量10～15%的γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷，恒温反应70～80min制得改性溶液，备用；

（4）按重量份数计，称取5～7份硫酸钛、13～15份蒸馏水和6～8份氨水投入三口烧瓶中，将三口烧瓶放入冰水浴中，恒温反应，过滤得到滤渣，将滤渣放入马弗炉中，高温煅烧制得煅烧产物，将煅烧产物研磨过400目筛制得研磨产物；

（5）将备用的改性溶液和上述研磨产物按质量比8：1混合，并放入超声震荡仪中超声震荡制得混合浆液，按重量份数计，称取20～24份混合浆液、1.0～1.5份氯化钙、2.0～2.5份十二烷基硫酸钠、7～9份丙烯酰胺、5～6份三乙醇胺和3～4份甲基丙烯酸甲酯放入反应釜中混合搅拌5～7h，制得耐化学腐蚀性疏水油墨连接料。

步骤（1）中所述的搅拌转速为200～240r/min，反应温度为85～90℃，恒温反应时间为90～100min。

步骤（2）中所述的水浴锅的水浴温度为63～66℃，搅拌转速为300～330r/min，搅拌时间为120～140min，搅拌完成后升温水浴温度至75～78℃。

步骤（3）中所述的水浴温度升温至80～83℃，恒温反应时间为2～3h。

步骤（4）中所述的氨水的质量分数为20～25%，烧杯在冰水浴中恒温反应时间为40～60min，马弗炉中温度为600～620℃，高温煅烧时间为60～80min。

步骤（5）中所述的超声震荡仪的频率为30～32kHz，超声震荡时间为4～6h。

本发明的有益技术效果是：

（1）本发明首先以丙烯酰胺、丙烯酸丁酯以及醋酸乙烯酯为原料在高温条件下制得混合反应液，再以酪素配合三乙醇胺制得混合溶剂，与丙烯酸酯混合，再加入γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷偶联反应制得改性溶液，然后以硫酸钛为原料制备二氧化钛纳米颗粒，最后将改性溶液与二氧化钛纳米颗粒混合制得耐化学腐蚀性疏水油墨连接料，本发明将丙烯酰胺、丙烯酸丁酯与醋酸乙烯酯反应生成三元两亲共聚物，再依次用酪素和有机硅烷偶联剂改性三元两亲共聚物，酪素是一种高分子蛋白质，其中具有羧基、氨基、亚氨基等官能团能够与丙烯酰胺形成共价键、离子键以及氢键吸附，同时可以与水反应生成致密的有机物薄膜层，使油墨连接料的疏水性得到提高，同时羧基、氨基等极性官能团可以与油墨连接料中的其它活性基团进行反应，使酪素侧链上的N原子与其它分子结合，使油墨连接料的结构更加致密，从而使水分子难以渗透，提高疏水效果，同时引入有机硅烷使油料连接料中各分子与有机硅烷偶联反应，致使油墨连接料中各物质之间连接更加紧密，从而进一步提高疏水性能；

（2）本发明以硫酸钛为原料制得纳米二氧化钛颗粒，二氧化钛纳米颗粒通过有机硅烷偶联反应以及丙烯酰胺对纳米颗粒的分子间作用力从而充分分散于油墨连接料中，并且能够以共价键、离子键以及其它化学键合力与油墨连接料中其它有机分子形成更加稳定的紧密的结构，利用二氧化钛纳米颗粒本身的耐化学腐蚀性能提高油墨连接料的化学腐蚀性能，同时有机硅烷提供化学键能极大的Si-O键、Si-C键，从而进一步提高油墨连接料的耐化学腐蚀性能，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

按重量份数计，称取10～12份丙烯酰胺、2～4份丙烯酸丁酯、2～4份醋酸乙烯酯和17～20份去离子水放入三口烧瓶中，在转速为200～240r/min、温度为85～90℃的条件下恒温反应90～100min，自然冷却制得混合反应液，备用；按重量份数计，称取3～5份酪素、9～11份三乙醇胺和15～17份去离子水投入烧杯中，将烧杯置于温度为63～66℃的水浴锅中，以300～330r/min的转速搅拌120～140min，搅拌完成后升温水浴温度至75～78℃制得反应溶剂，在水浴恒温加热的条件下，向烧杯中滴加反应溶剂质量30～38%的丙烯酸酯，制得预处理溶液；将上述水浴温度升温至80～83℃，向上述烧杯中滴加预处理溶液质量20～24%的备用的混合反应液，恒温反应2～3h，制得预聚溶液，向烧杯中加入预聚溶液质量10～15%的γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷，恒温反应70～80min制得改性溶液，备用；按重量份数计，称取5～7份硫酸钛、13～15份蒸馏水和6～8份质量分数为20～25%的氨水投入三口烧瓶中，将三口烧瓶放入冰水浴中，恒温反应40～60min，过滤得到滤渣，将滤渣放入马弗炉中，以600～620℃的温度高温煅烧60～80min制得煅烧产物，将煅烧产物研磨过400目筛制得研磨产物；将备用的改性溶液和上述研磨产物按质量比8：1混合，并放入超声震荡仪中以30～32kHz的频率超声震荡4～6h，制得混合浆液，按重量份数计，称取20～24份混合浆液、1.0～1.5份氯化钙、2.0～2.5份十二烷基硫酸钠、7～9份丙烯酰胺、5～6份三乙醇胺和3～4份甲基丙烯酸甲酯放入反应釜中混合搅拌5～7h，制得耐化学腐蚀性疏水油墨连接料。

按重量份数计，称取10份丙烯酰胺、2份丙烯酸丁酯、2份醋酸乙烯酯和17份去离子水放入三口烧瓶中，在转速为200r/min、温度为85℃的条件下恒温反应90min，自然冷却制得混合反应液，备用；按重量份数计，称取3份酪素、9份三乙醇胺和15份去离子水投入烧杯中，将烧杯置于温度为63℃的水浴锅中，以300r/min的转速搅拌120min，搅拌完成后升温水浴温度至75℃制得反应溶剂，在水浴恒温加热的条件下，向烧杯中滴加反应溶剂质量30%的丙烯酸酯，制得预处理溶液；将上述水浴温度升温至80℃，向上述烧杯中滴加预处理溶液质量20%的备用的混合反应液，恒温反应2h，制得预聚溶液，向烧杯中加入预聚溶液质量10%的γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷，恒温反应70min制得改性溶液，备用；按重量份数计，称取5份硫酸钛、13份蒸馏水和6份质量分数为20%的氨水投入三口烧瓶中，将三口烧瓶放入冰水浴中，恒温反应40min，过滤得到滤渣，将滤渣放入马弗炉中，以600℃的温度高温煅烧60min制得煅烧产物，将煅烧产物研磨过400目筛制得研磨产物；将备用的改性溶液和上述研磨产物按质量比8：1混合，并放入超声震荡仪中以30kHz的频率超声震荡4h，制得混合浆液，按重量份数计，称取20份混合浆液、1.0份氯化钙、2.0份十二烷基硫酸钠、7份丙烯酰胺、5份三乙醇胺和3份甲基丙烯酸甲酯放入反应釜中混合搅拌5h，制得耐化学腐蚀性疏水油墨连接料。

按重量份数计，称取11份丙烯酰胺、3份丙烯酸丁酯、3份醋酸乙烯酯和18份去离子水放入三口烧瓶中，在转速为220r/min、温度为87℃的条件下恒温反应95min，自然冷却制得混合反应液，备用；按重量份数计，称取4份酪素、10份三乙醇胺和16份去离子水投入烧杯中，将烧杯置于温度为64℃的水浴锅中，以310r/min的转速搅拌130min，搅拌完成后升温水浴温度至77℃制得反应溶剂，在水浴恒温加热的条件下，向烧杯中滴加反应溶剂质量34%的丙烯酸酯，制得预处理溶液；将上述水浴温度升温至82℃，向上述烧杯中滴加预处理溶液质量22%的备用的混合反应液，恒温反应2h，制得预聚溶液，向烧杯中加入预聚溶液质量13%的γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷，恒温反应75min制得改性溶液，备用；按重量份数计，称取6份硫酸钛、14份蒸馏水和7份质量分数为23%的氨水投入三口烧瓶中，将三口烧瓶放入冰水浴中，恒温反应50min，过滤得到滤渣，将滤渣放入马弗炉中，以610℃的温度高温煅烧70min制得煅烧产物，将煅烧产物研磨过400目筛制得研磨产物；将备用的改性溶液和上述研磨产物按质量比8：1混合，并放入超声震荡仪中以31kHz的频率超声震荡5h，制得混合浆液，按重量份数计，称取22份混合浆液、1.3份氯化钙、2.3份十二烷基硫酸钠、8份丙烯酰胺、5份三乙醇胺和3份甲基丙烯酸甲酯放入反应釜中混合搅拌6h，制得耐化学腐蚀性疏水油墨连接料。

按重量份数计，称取12份丙烯酰胺、4份丙烯酸丁酯、4份醋酸乙烯酯和20份去离子水放入三口烧瓶中，在转速为240r/min、温度为90℃的条件下恒温反应100min，自然冷却制得混合反应液，备用；按重量份数计，称取5份酪素、11份三乙醇胺和17份去离子水投入烧杯中，将烧杯置于温度为66℃的水浴锅中，以330r/min的转速搅拌140min，搅拌完成后升温水浴温度至78℃制得反应溶剂，在水浴恒温加热的条件下，向烧杯中滴加反应溶剂质量38%的丙烯酸酯，制得预处理溶液；将上述水浴温度升温至83℃，向上述烧杯中滴加预处理溶液质量24%的备用的混合反应液，恒温反应3h，制得预聚溶液，向烧杯中加入预聚溶液质量15%的γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷，恒温反应80min制得改性溶液，备用；按重量份数计，称取7份硫酸钛、15份蒸馏水和8份质量分数为25%的氨水投入三口烧瓶中，将三口烧瓶放入冰水浴中，恒温反应60min，过滤得到滤渣，将滤渣放入马弗炉中，以620℃的温度高温煅烧80min制得煅烧产物，将煅烧产物研磨过400目筛制得研磨产物；将备用的改性溶液和上述研磨产物按质量比8：1混合，并放入超声震荡仪中以32kHz的频率超声震荡6h，制得混合浆液，按重量份数计，称取24份混合浆液、1.5份氯化钙、2.5份十二烷基硫酸钠、9份丙烯酰胺、6份三乙醇胺和4份甲基丙烯酸甲酯放入反应釜中混合搅拌7h，制得耐化学腐蚀性疏水油墨连接料。

对比例以广州市某公司生产的油墨连接料作为对比例

对本发明制得的耐化学腐蚀性疏水油墨连接料和对比例中的油墨连接料进行检测，检测结果如表1所示：

固含量测试

先准备一卷锡纸（约100mm×100mm锡纸片），在电子天平上秤下重量，计为M₁。去皮后，倒入要测量的油墨，计为M₂。再放入103℃烤箱中，烘烤2h，拿出后秤重，计为M₃。

固含量计算公式=（M₃－M₁）/M₂×100%

吸水率测试

将本发明制备的实例1～3和对比例的水性油墨连接料添加到油墨中，备用，将油墨涂覆于聚四氟乙烯板上，在室温下放置一周自然干燥成膜，将其裁成尺寸为30mm×30mm试块，称其质量记为a，在常温下浸入纯净水中，24h后取出，自然晾干表面水分称量其记为质量b。

吸水率＝(b－a)/a×100%。

稳定性测试将本发明制备的实例1～3和对比例的油墨连接料放置于比色管中，室温下避光保存6个月。

铅笔硬度测试采用铅笔硬度测试。将本发明制备的实例1～3和对比例的油墨连接料添加到油墨中，备用，将油墨涂覆于聚四氟乙烯板上，在室温下放置，直至自然干燥成膜，涂膜干燥后，以垂直压力1千克的力量，45度斜角在涂膜画出3cm长度，画5次，涂膜没划痕，该铅笔级别硬度即为涂膜硬度。

附着力测试按照标准GB/T9286进行测试。0级最好，1级次之。

耐水性测试按照标准GB/T1733进行测试。

耐湿热性测试按照标准GB/T1740-2007进行测试。

耐酸性测试分别取一定量本发明制得的耐化学腐蚀性疏水油墨连接料和对比例中的油墨连接料添加到油墨中，将制得的油墨作为样品，再将浓度为5%的浓硫酸溶液点于样品表面48h，观察样品变化。

耐碱性测试分别取一定量本发明制得的耐化学腐蚀性疏水油墨连接料和对比例中的油墨连接料添加到油墨中，将制得的油墨作为样品，再将浓度为5%的氢氧化钠溶液点于样品表面48h，观察样品变化。

表1性能测定结果

由表1数据可知，将本发明制得的耐化学腐蚀性疏水油墨连接料用于油墨中时，可使油墨的耐水性、耐湿热性、附着力以及稳定性等均得到提高，且本发明的制备工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，可大规模工业化生产，具有广阔的使用前景。

Claims

1.一种耐化学腐蚀性疏水油墨连接料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

2.根据权利要求1所述的一种耐化学腐蚀性疏水油墨连接料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的搅拌转速为200～240r/min，反应温度为85～90℃，恒温反应时间为90～100min。

3.根据权利要求1所述的一种耐化学腐蚀性疏水油墨连接料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的水浴锅的水浴温度为63～66℃，搅拌转速为300～330r/min，搅拌时间为120～140min，搅拌完成后升温水浴温度至75～78℃。

4.根据权利要求1所述的一种耐化学腐蚀性疏水油墨连接料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述的水浴温度升温至80～83℃，恒温反应时间为2～3h。

5.根据权利要求1所述的一种耐化学腐蚀性疏水油墨连接料的制备方法，其特征在于：步骤（4）中所述的氨水的质量分数为20～25%，烧杯在冰水浴中恒温反应时间为40～60min，马弗炉中温度为600～620℃，高温煅烧时间为60～80min。

6.根据权利要求1所述的一种耐化学腐蚀性疏水油墨连接料的制备方法，其特征在于：步骤（5）中所述的超声震荡仪的频率为30～32kHz，超声震荡时间为4～6h。