CN111848879A - 一种条码碳带边压树脂及其制备方法 - Google Patents

一种条码碳带边压树脂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种条码碳带边压树脂及其制备方法，具体涉及高分子材料领域，其中包括以下重量份数的原料：树脂单体460‑520份、碳纤维45‑50份、丙烯酸缩水甘油酯10‑20份、甲基四氢苯二酸酐12‑14份、2‑乙基‑4‑甲基咪唑8‑12份、木质素改性剂18‑25份。本发明通过木质素改性剂的添加，用生物质原料木质素直接代替部分苯酚，将生物质进行活化处理后再应用，以苯酚与甲醛在碱性条件下合成酚醛的预聚物，使得合成木质素改性剂时可以增加木质素的活性，木质素三维结构高分子的引入可有效提高树脂的整体热稳定性，从而提高制得改性树脂的韧性，防止开裂。

Description

一种条码碳带边压树脂及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，更具体地说，本发明涉及一种条码碳带边压树脂及其制备方法。
背景技术
碳带是打印时非常重要的材料，一般来说，碳带的好坏，除了决定打印头的寿命还关系到打印的效果。良好的碳带，能够保护打印头，产生的效果可以准确的附着在纸张上面，不容易扩散，也不容易脱落。碳带可以分为平压式与边压式，主要是针对市场上标签打印机的类型，一般大部分品牌是平压式打印头就用平压式碳带，少部分的打印机用边压式打印头则用边压式碳带；良好的碳带，能够保护打印头，产生的效果可以准确的附着在纸张上面，不容易扩散，也不容易脱落。碳带就其材料分类，可以简单的分为以下三种：折叠蜡基碳带、树脂基碳带和折叠混合基碳带。
其中树脂基碳带要求打印的资料必须要求能够抗溶剂抗高温，用于化学产品包装，或者必须耐高温，用于电器发热部位的，或者必须打印在特殊的PET等化学成品上的，建议使用树脂碳带，因为树脂的成分才能够达到以上的要求，不过这种碳带通常价格比较高昂，不过打印效果还是必须和纸张/打印介质搭配才能达到最好的打印水平。
且树脂基碳带中需要用到的树脂同样需要承受高温环境下的工作环境，现有市面上的条码碳带，在使用过程中有时会发生边压树脂的融化或脱落现象，对其打印效果大打折扣，从而无法保证碳带的使用效果。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种条码碳带边压树脂及其制备方法，本发明所要解决的技术问题是：如何解决现有碳带上树脂材料不耐高温、容易脱落的现象，从而保证其自身的打印效果。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种条码碳带边压树脂，其中包括以下重量份数的原料：树脂单体460-520份、碳纤维45-50份、丙烯酸缩水甘油酯10-20份、甲基四氢苯二酸酐12-14份、2-乙基-4-甲基咪唑8-12份、木质素改性剂18-25份，其中，所述木质素改性剂由以下百分比的原料：木质素60％-70％、苯酚12％-14％、甲醛15％-17％、氢氧化钾6％-8％。
在一个优选地实施方式中，所述苯酚和甲醛之间的比例为1：1.4。
在一个优选地实施方式中，所述树脂单体设置为不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂和聚酰亚胺树脂中的任意一种。
本发明还包括条码碳带边压树脂的制备方法，其具体制备步骤如下：
S1、原料预加工：
S1.1：先将碳纤维切割成30-50mm的短切纤维，留存备用；
S1.2：取氢氧化钾与30-40倍质量的水进行稀释，制得碱性溶液，随后加入对应比例份数的苯酚和甲醛进行溶解，再将对应份数的木质素投入溶液中完全没入液面下浸泡，得到木质素改性剂溶液；
S1.3：对步骤S1.2制得的木质素改性剂溶液进行加热蒸发，得到木质素改性剂；
S2、炼制：
S2.1：在无氧环境下，按照比例将树脂单体、丙烯酸缩水甘油酯、甲基四氢苯二酸酐和2-乙基-4-甲基咪唑投入密炼机中，以2-乙基-4-甲基咪唑作为促进剂，甲基四氢苯二酸酐作为固化剂，于120-140℃温度下搅拌反应1.5-2小时；
S2.2：待步骤S2.1中树脂融化成胶液状，向其中投放步骤S1.1中制得的碳纤维短切纤维，继续拌合40-60min；
S2.3：待步骤S2.2中搅拌均匀后，向其中投入步骤S1.3中制得木质素改性剂，并继续搅拌并降温至50-60℃，减压抽去体系内未挥发的甲醇，得到改性树脂；
S3、成型：将步骤S2.3得到的改性树脂真空脱泡后浇注到标准试样模具中，在烘箱中进行固化成型。
在一个优选地实施方式中，所述步骤S1.3中加热蒸发采用水浴加热。
在一个优选地实施方式中，所述步骤S2.1中无氧环境采用保护气填充的方式，所述保护气设置为氮气。
在一个优选地实施方式中，所述步骤S2.2中拌合温度设置为140-160℃。
在一个优选地实施方式中，所述步骤S3中烘箱中的固化条件设置为按80℃/1h+120℃/2h+150℃/2h。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过木质素改性剂的添加，用生物质原料木质素直接代替部分苯酚，将生物质进行活化处理后再应用，以苯酚与甲醛在碱性条件下合成酚醛的预聚物，使得合成木质素改性剂时可以增加木质素的活性，木质素三维结构高分子的引入可有效提高树脂的整体热稳定性，从而提高制得改性树脂的韧性，防止开裂；
2、本发明通过丙烯酸缩水甘油酯、甲基四氢苯二酸酐和2-乙基-4-甲基咪唑的添加，固化反应中产生的热量补充固化剂甲基四氢苯二酸酐中参与反应的基团和环氧基团的消耗，从而使交联密度增大，提高制得的改性树脂的耐热性能；
3、本发明加入碳纤维，与树脂胶液充分混合并浸润，利用自身限位的纤维小段松散无定向，保证制得的数值流动性及附着力，从而提高制得的改性树脂的拉伸强度。
具体实施方式
下面将结合本发明中的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明提供了一种条码碳带边压树脂，其中包括以下重量份数的原料：树脂单体460-520份、碳纤维45-50份、丙烯酸缩水甘油酯10-20份、甲基四氢苯二酸酐12-14份、2-乙基-4-甲基咪唑8-12份、木质素改性剂18-25份，其中，所述木质素改性剂由以下百分比的原料：木质素60％-70％、苯酚12％-14％、甲醛15％-17％、氢氧化钾6％-8％；
而具体到本实施例中，其中包括以下重量份数的原料：树脂单体460份、丙烯酸缩水甘油酯10份、甲基四氢苯二酸酐12份、2-乙基-4-甲基咪唑8份、木质素改性剂18份，其中，所述木质素改性剂由以下百分比的原料：木质素61％、苯酚14％、甲醛17％、氢氧化钾8％。
所述苯酚和甲醛之间的比例为1：1.4，所述树脂单体设置为不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂和聚酰亚胺树脂中的任意一种。
本发明还包括条码碳带边压树脂的制备方法，其具体制备步骤如下：
S1、原料预加工：
S1.1：取氢氧化钾与30倍质量的水进行稀释，制得碱性溶液，随后加入对应比例份数的苯酚和甲醛进行溶解，再将对应份数的木质素投入溶液中完全没入液面下浸泡，得到木质素改性剂溶液；
S1.2：对步骤S1.1制得的木质素改性剂溶液采用水浴加热的方式进行加热蒸发，得到木质素改性剂；
S2、炼制：
S2.1：在氮气环境下，按照比例将树脂单体、丙烯酸缩水甘油酯、甲基四氢苯二酸酐和2-乙基-4-甲基咪唑投入密炼机中，以2-乙基-4-甲基咪唑作为促进剂，甲基四氢苯二酸酐作为固化剂，于120℃温度下搅拌反应2.5小时；
S2.3：待步骤S2.1中搅拌均匀后，向其中投入步骤S1.2中制得木质素改性剂，并继续搅拌并降温至50℃，减压抽去体系内未挥发的甲醇，得到改性树脂；
S3、成型：将步骤S2.3得到的改性树脂真空脱泡后浇注到标准试样模具中，在烘箱中按80℃/1h+120℃/2h+150℃/2h进行固化。
实施例2：
本发明提供了一种条码碳带边压树脂，其中包括以下重量份数的原料：树脂单体460-520份、碳纤维45-50份、丙烯酸缩水甘油酯10-20份、甲基四氢苯二酸酐12-14份、2-乙基-4-甲基咪唑8-12份、木质素改性剂18-25份，其中，所述木质素改性剂由以下百分比的原料：木质素60％-70％、苯酚12％-14％、甲醛15％-17％、氢氧化钾6％-8％；
而具体到本实施例中，其中包括以下重量份数的原料：树脂单体490份、碳纤维47.5份、丙烯酸缩水甘油酯15份、甲基四氢苯二酸酐13份、2-乙基-4-甲基咪唑10份、木质素改性剂21.5份，其中，所述木质素改性剂由以下百分比的原料：木质素65％、苯酚13％、甲醛15％、氢氧化钾7％。
所述苯酚和甲醛之间的比例为1：1.4，所述树脂单体设置为不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂和聚酰亚胺树脂中的任意一种。
本发明还包括条码碳带边压树脂的制备方法，其具体制备步骤如下：
S1、原料预加工：
S1.1：先将碳纤维切割成30-50mm的短切纤维，留存备用；
S1.2：取氢氧化钾与30倍质量的水进行稀释，制得碱性溶液，随后加入对应比例份数的苯酚和甲醛进行溶解，再将对应份数的木质素投入溶液中完全没入液面下浸泡，得到木质素改性剂溶液；
S1.3：对步骤S1.2制得的木质素改性剂溶液采用水浴加热的方式进行加热蒸发，得到木质素改性剂；
S2、炼制：
S2.1：在氮气环境下，按照比例将树脂单体、丙烯酸缩水甘油酯、甲基四氢苯二酸酐和2-乙基-4-甲基咪唑投入密炼机中，以2-乙基-4-甲基咪唑作为促进剂，甲基四氢苯二酸酐作为固化剂，于130℃温度下搅拌反应2小时；
S2.2：待步骤S2.1中树脂融化成胶液状，向其中投放步骤S1.1中制得的碳纤维短切纤维，升温至140-160℃，继续拌合40min；
S2.3：待步骤S2.2中搅拌均匀后，向其中投入步骤S1.3中制得木质素改性剂，并继续搅拌并降温至55℃，减压抽去体系内未挥发的甲醇，得到改性树脂；
S3、成型：将步骤S2.3得到的改性树脂真空脱泡后浇注到标准试样模具中，在烘箱中按80℃/1h+120℃/2h+150℃/2h进行固化。
实施例3：
本发明提供了一种条码碳带边压树脂，其中包括以下重量份数的原料：树脂单体460-520份、碳纤维45-50份、丙烯酸缩水甘油酯10-20份、甲基四氢苯二酸酐12-14份、2-乙基-4-甲基咪唑8-12份、木质素改性剂18-25份，其中，所述木质素改性剂由以下百分比的原料：木质素60％-70％、苯酚12％-14％、甲醛15％-17％、氢氧化钾6％-8％；
而具体到本实施例中，其中包括以下重量份数的原料：树脂单体520份、碳纤维45份、丙烯酸缩水甘油酯20份、甲基四氢苯二酸酐14份、2-乙基-4-甲基咪唑12份。
所述树脂单体设置为不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂和聚酰亚胺树脂中的任意一种。
本发明还包括条码碳带边压树脂的制备方法，其具体制备步骤如下：
S1、原料预加工：先将碳纤维切割成30-50mm的短切纤维，留存备用；
S2、炼制：
S2.1：在氮气环境下，按照比例将树脂单体、丙烯酸缩水甘油酯、甲基四氢苯二酸酐和2-乙基-4-甲基咪唑投入密炼机中，以2-乙基-4-甲基咪唑作为促进剂，甲基四氢苯二酸酐作为固化剂，于120-140℃温度下搅拌反应1.5-2小时；
S2.2：待步骤S2.1中树脂融化成胶液状，向其中投放步骤S1.1中制得的碳纤维短切纤维，升温至140-160℃，继续拌合40-60min，减压抽去体系内未挥发的甲醇，得到改性树脂；
S3、成型：将步骤S2.2得到的改性树脂真空脱泡后浇注到标准试样模具中，在烘箱中按80℃/1h+120℃/2h+150℃/2h进行固化。
实施例4：
本发明提供了一种条码碳带边压树脂，其中包括以下重量份数的原料：树脂单体460-520份、碳纤维45-50份、木质素改性剂18-25份，其中，所述木质素改性剂由以下百分比的原料：木质素60％-70％、苯酚12％-14％、甲醛15％-17％、氢氧化钾6％-8％；
而具体到本实施例中，其中包括以下重量份数的原料：树脂单体520份、碳纤维45份、木质素改性剂25份，其中，所述木质素改性剂由以下百分比的原料：木质素67％、苯酚12％、甲醛15％、氢氧化钾6％。
所述苯酚和甲醛之间的比例为1：1.4，所述树脂单体设置为不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂和聚酰亚胺树脂中的任意一种。
本发明还包括条码碳带边压树脂的制备方法，其具体制备步骤如下：
S1、原料预加工：
S1.1：先将碳纤维切割成30-50mm的短切纤维，留存备用；
S1.2：取氢氧化钾与30-40倍质量的水进行稀释，制得碱性溶液，随后加入对应比例份数的苯酚和甲醛进行溶解，再将对应份数的木质素投入溶液中完全没入液面下浸泡，得到木质素改性剂溶液；
S1.3：对步骤S1.2制得的木质素改性剂溶液采用水浴加热的方式进行加热蒸发，得到木质素改性剂；
S2、炼制：
S2.1：在氮气环境下，按照比例将树脂单体投入密炼机中，于120-140℃温度下搅拌反应1.5-2小时；
S2.2：待步骤S2.1中树脂融化成胶液状，向其中投放步骤S1.1中制得的碳纤维短切纤维，升温至140-160℃，继续拌合40-60min；
S2.3：待步骤S2.2中搅拌均匀后，向其中投入步骤S1.3中制得木质素改性剂，并继续搅拌并降温至50-60℃，减压抽去体系内未挥发的甲醇，得到改性树脂；
S3、成型：将步骤S2.3得到的改性树脂真空脱泡后浇注到标准试样模具中，在烘箱中按80℃/1h+120℃/2h+150℃/2h进行固化。
实施例5：
分别取上述实施例1-4所制得的改性树脂作为原材料制备树脂基碳带，并对制得的树脂基碳带进行质量检测，得到以下数据：
Figure BDA0002633976450000081
Figure BDA0002633976450000091
由上表可知，实施例2中制得的改性树脂得到的条码碳带，其拉伸强度得到大幅度的提升，且在长时间放置后。不会发生开裂、脱落的现象，且在短时间内的高温环境下可保证条码碳带的外观完整性，从而保证打印工作的顺畅进行及打印效果。
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种条码碳带边压树脂，其特征在于：其中包括以下重量份数的原料：树脂单体460-520份、碳纤维45-50份、丙烯酸缩水甘油酯10-20份、甲基四氢苯二酸酐12-14份、2-乙基-4-甲基咪唑8-12份、木质素改性剂18-25份，其中，所述木质素改性剂由以下百分比的原料：木质素60％-70％、苯酚12％-14％、甲醛15％-17％、氢氧化钾6％-8％。
2.根据权利要求1所述的一种条码碳带边压树脂，其特征在于：所述苯酚和甲醛之间的比例为1：1.4。
3.根据权利要求1所述的一种条码碳带边压树脂，其特征在于：所述树脂单体设置为不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂和聚酰亚胺树脂中的任意一种。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种条码碳带边压树脂，其特征在于：还包括条码碳带边压树脂的制备方法，其具体制备步骤如下：
S1、原料预加工：
S1.1：先将碳纤维切割成30-50mm的短切纤维，留存备用；
S1.2：取氢氧化钾与30-40倍质量的水进行稀释，制得碱性溶液，随后加入对应比例份数的苯酚和甲醛进行溶解，再将对应份数的木质素投入溶液中完全没入液面下浸泡，得到木质素改性剂溶液；
S1.3：对步骤S1.2制得的木质素改性剂溶液进行加热蒸发，得到木质素改性剂；
S2、炼制：
S2.1：在无氧环境下，按照比例将树脂单体、丙烯酸缩水甘油酯、甲基四氢苯二酸酐和2-乙基-4-甲基咪唑投入密炼机中，以2-乙基-4-甲基咪唑作为促进剂，甲基四氢苯二酸酐作为固化剂，于120-140℃温度下搅拌反应1.5-2小时；
S2.2：待步骤S2.1中树脂融化成胶液状，向其中投放步骤S1.1中制得的碳纤维短切纤维，继续拌合40-60min；
S2.3：待步骤S2.2中搅拌均匀后，向其中投入步骤S1.3中制得木质素改性剂，并继续搅拌并降温至50-60℃，减压抽去体系内未挥发的甲醇，得到改性树脂；
S3、成型：将步骤S2.3得到的改性树脂真空脱泡后浇注到标准试样模具中，在烘箱中进行固化成型。
5.根据权利要求4所述的一种条码碳带边压树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤S1.3中加热蒸发采用水浴加热。
6.根据权利要求4所述的一种条码碳带边压树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤S2.1中无氧环境采用保护气填充的方式，所述保护气设置为氮气。
7.根据权利要求4所述的一种条码碳带边压树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤S2.2中拌合温度设置为140-160℃。
8.根据权利要求4所述的一种条码碳带边压树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中烘箱中的固化条件设置为按80℃/1h+120℃/2h+150℃/2h。
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