CN112390277A - 一种油墨专用纳米碳酸钙的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种油墨专用纳米碳酸钙的制备方法通过碳化工艺的控制，采用三聚磷酸钠、二聚酸钠、硫酸锌和蔗糖的混合物为晶型控制剂，硬脂酸钠、松香基单季铵盐和聚丙烯酰胺的混合物为改性剂，开发出颗粒粒径为40~50nm、活化度99%以上的纳米碳酸钙，其中改性剂硬脂酸钠、松香基单季铵盐和聚丙烯酰胺的质量比为1∶0.5∶0.2；晶型控制剂三聚磷酸钠、二聚酸钠、硫酸锌和蔗糖的质量比依次为1∶2∶1∶1。本发明纳米活性碳酸钙作为填料应用于油墨的生产中，与油墨中的高分子材料和基料具有良好的相容性，不团聚，分散性好，油墨体系稳定，表现出很好的储存稳定性、流动性、透明性和印刷适应性，而且光泽度高。
Description
所属领域
本发明涉及一种油墨专用纳米碳酸钙的制备方法，具体属于纳米碳酸钙制备技术领域。
背景技术
纳米碳酸钙平均粒径在20~100 nm之间，广泛用作印刷油墨的填充料，其目的是降低成本、调节油墨的流动性和色浓度。作为油墨的填充料，要求它具有透明性，在进行填充后不能对油墨产品的颜色产生冲突，而且光泽度越高越好，但吸油值和流动度要在一定的范围内，在油墨生产时易分散，与树脂和基料相溶性好，纳米碳酸钙分为透明钙和半透明钙，透明钙粒径为30~40 nm，日本白石公司的白艳华O透明性能极佳，光泽度高，主要应用于彩色胶印油墨和UV光固化油墨等的生产。国内油墨用纳米碳酸钙与白艳华O等国外纳米碳酸钙产品在性能方面还有一定的差距，主要表现在颗粒粒径宽，吸油值偏低，在苯类溶剂中的分散性较好，但在大量使用以醇、酯和酮等为溶剂的油溶性油墨中分散性不理想，易团聚沉淀，从而影响油墨产品储存的稳定性，导致油墨的印刷质量受影响。为此，开发颗粒粒径分布窄，适应醇、酯和酮等环境友好型溶剂的纳米碳酸钙有很好的现实意义。
发明内容
本发明针对油墨用纳米碳酸钙的现状，提出一种油墨专用纳米碳酸钙的制备方法，通过颗粒粒径控制和表面改性, 使碳酸钙颗粒粒径分布集中，具有良好分散性和流动性。
本发明一种油墨专用纳米碳酸钙的制备方法，其特征在于：所述的制备方法三聚磷酸钠、二聚酸钠、硫酸锌和蔗糖的混合物为晶型控制剂，硬脂酸钠、松香基单季铵盐和聚丙烯酰胺的混合物为改性剂，通过碳化、表面改性和解聚，制得油墨专用纳米碳酸钙，具体过程为：
将精制Ca(OH)2浆料陈化24-48h，经振动筛和旋液分离器6级除渣，调节其质量浓度至10%~20%、温度至20~35℃后，加入Ca(OH)2质量的0.5%～1.5％的晶型控制剂，搅拌混合均匀，之后通入体积浓度为20%～40%的CO2气体进行鼓泡碳化反应，直到浆料pH为6.5～7碳化终点，得到质量浓度为10%～20％的熟浆；将熟浆除渣后，边搅拌边升温，温度到达75~85℃后加入Ca(OH)2质量的5%～8％的改性剂，调节pH值为7～9，搅拌改性60～90min；得到改性的纳米碳酸钙悬浊液经压滤脱水、烘干解聚，制得油墨专用纳米碳酸钙；改性剂硬脂酸钠、松香基单季铵盐和聚丙烯酰胺的质量比为1∶0.5∶0.2；晶型控制剂三聚磷酸钠、二聚酸钠、硫酸锌和蔗糖的质量比依次为1∶2∶1∶1
本发明的有益效果：
本发明通过控制碳化工艺的控制，采用三聚磷酸钠、二聚酸钠、硫酸锌和蔗糖的混合物为晶型控制剂，硬脂酸钠、松香基单季铵盐和聚丙烯酰胺的混合物为改性剂，开发纳米碳酸钙的颗粒粒径为40~50nm、活化度99%以上，吸油值适中。本发明纳米活性碳酸钙粒径分布窄，适应醇、酯和酮等环境友好型溶剂，作为填料应用于油墨的生产中，与高分子材料和基料具有良好的相容性，不团聚，分散性好，油墨体系稳定，表现出很好的储存稳定性、流动性、透明性和印刷适应性，而且光泽度高。
具体实施方式
实施例1
油墨专用纳米碳酸钙的制备过程为：
将精制Ca(OH)2浆料陈化30h，经振动筛和旋液分离器6级除渣，调节其质量浓度至12%、温度至24℃后，加入Ca(OH)2质量的1.0％的晶型控制剂，搅拌混合均匀，之后通入体积浓度为30%的CO2气体进行鼓泡碳化反应，直到浆料pH为6.5碳化终点，得到质量浓度为12％的熟浆；将熟浆除渣后，边搅拌边升温，温度到达85℃后加入Ca(OH)2质量的7％的改性剂，调节pH值为7，搅拌改性90min；得到改性的纳米碳酸钙悬浊液经压滤脱水、烘干解聚，制得油墨专用纳米碳酸钙。改性剂硬脂酸钠、松香基单季铵盐和聚丙烯酰胺的质量比依次为1∶0.5∶0.2；晶型控制剂三聚磷酸钠、二聚酸钠、硫酸锌和蔗糖的质量比依次为1∶2∶1∶1。
纳米碳酸钙透明性好，粒径40-50nm，分布窄，吸油值26 gDOP/100g，流动度35mm的油墨专用纳米碳酸钙。
实施例2
油墨专用纳米碳酸钙制备过程为：
将精制Ca(OH)2浆料陈化24h，经振动筛和旋液分离器6级除渣，调节其质量浓度至15%、温度至25℃后，加入Ca(OH)2质量的1.0％的晶型控制剂，搅拌混合均匀，之后通入体积浓度为30%的CO2气体进行鼓泡碳化反应，直到浆料pH为7碳化终点，得到质量浓度为15％的熟浆；将熟浆除渣后，边搅拌边升温，温度到达85℃后加入Ca(OH)2质量的6％的改性剂，调节pH值为7，搅拌改性90min；得到改性的纳米碳酸钙悬浊液经压滤脱水、烘干解聚，制得水性油墨专用纳米活性碳酸钙。改性剂硬脂酸钠、松香基单季铵盐和聚丙烯酰胺的质量比依次为1∶0.5∶0.2；晶型控制剂三聚磷酸钠、二聚酸钠、硫酸锌和蔗糖的质量比依次为1∶2∶1∶1。
纳米碳酸钙透明性好，粒径50-60nm，分布窄，吸油值28 gDOP/100g，流动度33mm的油墨专用纳米碳酸钙。
实施例3
按质量份数计算，聚酯丙烯酸酯（M-8060）60份、环氧丙烯酸酯12份、烷基丙烯酸酯磷酸酯（CD9050）5份、LG丙烯酸单体4份、光引发剂（Omnirad 819）10份，高速分散均匀1h；其后在250 r/min的转速下，分别加入（实施例1）纳米碳酸钙10份、黑色有机颜料25份；待物料混合均匀后，高速搅拌分散1h，再经三辊机研磨6h，得到紫外光固化胶印油墨。该水性油墨在纸张上，表现出良好的附着力和粘度，印刷牢固，适应强，具光泽度高，不脱色。
Claims (1)
1.一种油墨专用纳米碳酸钙的制备方法，其特征在于：所述的制备方法采用三聚磷酸钠、二聚酸钠、硫酸锌和蔗糖的混合物为晶型控制剂，硬脂酸钠、松香基单季铵盐和聚丙烯酰胺的混合物为改性剂，通过碳化、表面改性和解聚，制得油墨专用纳米碳酸钙，具体过程为：
将精制Ca(OH)2浆料陈化24-48h，经振动筛和旋液分离器6级除渣，调节其质量浓度至10%~20%、温度至20~35℃后，加入Ca(OH)2质量的0.5%～1.5％的晶型控制剂，搅拌混合均匀，之后通入体积浓度为20%～40%的CO2气体进行鼓泡碳化反应，直到浆料pH为6.5～7碳化终点，得到质量浓度为10%～20％的熟浆；将熟浆除渣后，边搅拌边升温，温度到达75~85℃后加入Ca(OH)2质量的5%～8％的改性剂，调节pH值为7～9，搅拌改性60～90min；得到改性的纳米碳酸钙悬浊液经压滤脱水、烘干解聚，制得油墨专用纳米碳酸钙；改性剂硬脂酸钠、松香基单季铵盐和聚丙烯酰胺的质量比为1∶0.5：0.2；晶型控制剂三聚磷酸钠、二聚酸钠、硫酸锌和蔗糖的质量比依次为1∶2∶1∶1。
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