CN113060751A - 一种led-uv油墨用纳米碳酸钙填料的制备方法及产物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED‑UV油墨用纳米碳酸钙填料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:在冷却后的氢氧化钙浆当中加入双组份的晶型控制剂后通入窑气进行碳化,控制碳化温度不高于50℃,制得粒径在30~50纳米的纳米碳酸钙浆料;将所述纳米碳酸钙浆料升温至60℃,调节PH值在8.5‑9.5,加入复合包覆剂皂化乳液进行包覆处理;将包覆处理后的浆料进行压滤得浆料滤饼后进干燥、解聚,即得LED‑UV油墨用纳米碳酸钙填料产品。本发明还公开了其产物。本发明所制备的LED‑UV油墨用纳米碳酸钙填料的粒径在30~50纳米左右,白度大于92,吸油值小于30,在油墨中具有高填充量仍保持较好的综合性能,与不饱和树脂相容性好。
Description
技术领域
本发明涉及纳米碳酸钙填料制备领域,具体涉及一种LED-UV油墨用纳米碳酸钙填料的制备方法及产物。
背景技术
传统UV油墨使用时排热导管开关灯需要时预热,并且会产生臭氧,令操作人员感觉到不舒服,而LED-UV油墨能在一波长(365nm、385nm、395nm)下,实现瞬间开关灯固化,无臭氧产生,消耗的电力约为传统UV油墨的四分之一。
LED与紫外灯方式相比,只需要其1/4的电能消耗,可节省能耗费用,大大减少了CO2的排放量。由于LED发热少,对于塑胶薄膜等耐热性差的承印材料的印刷以及印刷机的热影响小,只需对印刷精度稍作调整即可,纸张损耗随之减少。LED光源元件与紫外线灯相比寿命约为其12倍,光源更换频度大幅降低,器材耗用随之减少。LED可做到瞬间开启或关闭,无需UV灯方式所必须的预热及降温时间,作业效率得到提高。由于紫外线照射装置与相关配套装置非常紧凑,无需以往那种较大的机械安装空间以及管道施工,设置简单容易。
LED-UV光固化系统具有很强的环保性,在其运作过程中系统不会产生臭氧,且无不良气体排出,这些特点使设备不需要安装额外的除味装置和排风管道等辅助措施,有效地节省了厂区空间。
同时,LED-UV印刷油墨不含VOC物质(挥发性有机化合物),干燥的过程中又摒弃了传统印刷中的热风干燥和喷粉环节,大幅度降低了二氧化碳排放及粉尘威胁,做到对环境的保护和对工人健康的保障。
而现有的LED-UV当存在高填充量的情况下,综合性能较差。不能满足日常需要和后期加工的需要。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷,本发明的目的在于提供一种LED-UV油墨用纳米碳酸钙填料的制备方法及产物,来满足在高填充量的情况下还能使得符合加工后的LED-UV油墨的物性要求。
为了实现本发明的目的,所采用技术方案是:
一种LED-UV油墨用纳米碳酸钙填料的制备方法,包括如下步骤:
在冷却后的氢氧化钙浆当中加入双组份的晶型控制剂后通入窑气进行碳化,控制碳化温度不高于50℃,制得粒径在30~50纳米的纳米碳酸钙浆料;
将所述纳米碳酸钙浆料升温至60℃,调节PH值在8.5-9.5,加入复合包覆剂皂化乳液进行包覆处理;
将包覆处理后的浆料进行压滤得浆料滤饼后进干燥、解聚,即得LED-UV油墨用纳米碳酸钙填料产品。
在本发明的一个优选实施例中,所述氢氧化钙浆为精制后冷却至20℃后制备的氢氧化钙浆,所述氢氧化钙浆的重量浓度为9.1%。
在本发明的一个优选实施例中,所述双组份的晶型控制剂为重量之比为1:1的蔗糖与葡萄糖,加入量为碳酸钙重量的1.5~2.0%。
在本发明的一个优选实施例中,所述碳化温度起始温度为20℃。
在本发明的一个优选实施例中,所述窑气为体积百分浓度为28~31%的CO2气体,所述窑气的通入量为每分钟0.8立方米。
在本发明的一个优选实施例中,所述粒径在30~50纳米的纳米碳酸钙浆料的pH值不高于7.0。
主要是通过在碳化过程中,通过添加双组份晶型控制剂,在较低的温度下合成适合油墨填料用的纳米碳酸钙粒子。
在本发明的一个优选实施例中,所述复合包覆剂皂化乳液当中的复合包覆剂为硬脂酸和松香,两者的用量比为3﹕1,复合包覆剂总量是碳酸钙重量的3.5~4.0%。
在本发明的一个优选实施例中,所述复合包覆剂皂化乳液由如下方式制备而得:
在90℃的热水中加入所述复合包覆剂,然后加入复合包覆剂总量的13~15%固碱,使复合包覆剂在热水中皂化溶解成乳液,并澄清。这样做的好处在于提高碳酸钙湿法包覆的效果,具体是使得制备的LED-UV油墨用纳米碳酸钙填料吸油值低,在油墨中分散性好,增加了填充量,降低了油墨的制作成本。
在本发明的一个优选实施例中,所述浆料滤饼的含水量小于50%,所述浆料滤饼的烘干温度为80~110℃。
一种LED-UV油墨用纳米碳酸钙填料产物,其中,所述填料产物由所述制备方法制备而得,所述填料产物在TEM电镜上测得粒径在30~50纳米,无团聚现象,白度大于92,吸油值小于30。
本发明的有益效果在于:
本发明所制备的LED-UV油墨用纳米碳酸钙填料的粒径在30~50纳米左右,白度大于92,吸油值小于30,在油墨中具有高填充量仍保持较好的综合性能,与不饱和树脂相容性好。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明作进一步描述,但应该理解这些实施例并不限制本发明的范围,在不违背本发明精神和范围的情况下,本领域技术人员可对本发明改变和改进以使其不同的使用情况、条件和实施方案。
实施例1
在1立方米的鼓泡式碳化反应釜中,加入重量浓度为9.1%的氢氧化钙浆料0.9立方米,加入蔗糖1.2公斤和葡萄糖1.2公斤溶解液,通入体积百分浓度为28~31%的CO2气体(窑气)进行碳化。
起始碳化温度为20℃,控制窑气的流量为每分钟0.8立方米。
碳化1小时50分钟后浆料的pH值降为7.0以下,温度为47.5℃,再继续碳化10分钟即为碳化终点。
将3.9公斤的硬脂酸和1.3公斤的松香加至22公斤90℃的热水中,并加0.73公斤固碱进行皂化得皂化乳液。
然后将皂化乳液加入已升温至60℃的pH值在8.5-9.5的碳酸钙浆料(通过添加固碱调节pH值)中,并进行搅拌包覆处理1.5小时。
最后将表面处理后的浆料过滤至含水量小于50%的滤饼,并在80~110℃烘干,解聚即获得本发明产品。
该产品在TEM电镜上测得粒径在30~50纳米,无团聚现象,白度93.6,吸油值27.5,可作为LED-UV油墨用纳米碳酸钙填料产品进行后续加工使用。
其中,白度按GB/T 19590-2011的6.9进行测试;吸油值按GB/T 19590-2011的6.8进行测试。
实施例2
在1立方米的鼓泡式碳化反应釜中,加入重量浓度为9.4%的氢氧化钙浆料0.9立方米,加入蔗糖1.3公斤和葡萄糖1.3公斤溶解液,体积百分浓度为28~31%的CO2气体(窑气)进行碳化。
起始碳化温度为20℃,控制窑气的流量为每分钟0.8立方米,碳化1小时45分钟后浆料的pH值降为7.0以下,温度为48.5℃,再继续碳化10分钟即为碳化终点。
将4.0公斤的硬脂酸和1.3公斤的松香加至22公斤90℃的热水中,并加0.75公斤固碱进行皂化得皂化乳液。
然后将皂化乳液加入已升温至60℃的pH值在8.5-9.5的碳酸钙浆料(通过添加固碱调节pH值)中,并进行搅拌包覆处理1.5小时。
最后将表面处理后的浆料过滤至含水量小于50%的滤饼,并在80~110℃烘干,解聚即获得本发明产品。
该产品在TEM电镜上测得碳酸钙粒径在30~50纳米,无团聚现象,白度93.9,吸油值28.2,可作为LED-UV油墨用纳米碳酸钙填料产品进行后续加工使用。
其中,白度按GB/T 19590-2011的6.9进行测试;吸油值按GB/T 19590-2011的6.8进行测试。
对比例1
在1立方米的鼓泡式碳化反应釜中,加入重量浓度为9.1%的氢氧化钙浆料0.9立方米,加入蔗糖2.6公斤溶解液,通入体积百分浓度为28~31%的CO2气体(窑气)进行碳化。
起始碳化温度为25.5℃,控制窑气的流量为每分钟1.0立方米,碳化1小时33分钟后浆料的pH值降为7.0以下,温度为47℃,再继续碳化10分钟即为碳化终点。
将5.2公斤的硬脂酸至20公斤90℃的热水中,并加0.75公斤固碱进行皂化得皂化乳液。
然后将皂化乳液加入已升温至60℃的pH值在8.5-9.5的碳酸钙浆料(通过添加固碱调节pH值)中,并进行搅拌包覆处理1.5小时。最后将表面处理后的浆料过滤至含水量小于50%的滤饼,并在80~110℃烘干后解聚得产品。
该产品在TEM电镜上测得碳酸钙粒径在50~70纳米,略有团聚现象,白度94.7,吸油值23.7,在填充油墨制程时透明度差,光泽度差,不利于加工。
其中,白度按GB/T 19590-2011的6.9进行测试;吸油值按GB/T 19590-2011的6.8进行测试。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
对比例2
在1立方米的鼓泡式碳化反应釜中,加入重量浓度为9.4%的氢氧化钙浆料0.9立方米,加入蔗糖1.3公斤和葡萄糖1.3公斤溶解液,体积百分浓度为28~31%的CO2气体(窑气)进行碳化。
起始碳化温度为20℃,控制窑气的流量为每分钟0.8立方米,碳化1小时39分钟后浆料的pH值降为7.0以下,温度为47.9℃,再继续碳化10分钟即为碳化终点。
将1.5公斤的硬脂酸和5.0公斤的松香加至22公斤90℃的热水中,并加0.9公斤固碱进行皂化得皂化乳液。
然后将皂化乳液加入已升温至60℃的pH值在8.5-9.5的碳酸钙浆料(通过添加固碱调节pH值)中,并进行搅拌包覆处理1.5小时。
最后将表面处理后的浆料过滤至含水量小于50%的滤饼,并在80~110℃烘干,解聚即获得本发明产品。
该产品在TEM电镜上测得碳酸钙粒径在30~50纳米,无团聚现象,白度90.9,吸油值31.02,在填充油墨制程时遮盖率不足,墨色偏黄,流动性差,不利于加工。
其中,白度按GB/T 19590-2011的6.9进行测试;吸油值按GB/T19590-2011的6.8进行测试。
Claims (10)
1.一种LED-UV油墨用纳米碳酸钙填料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
在冷却后的氢氧化钙浆当中加入双组份的晶型控制剂后通入窑气进行碳化,控制碳化温度不高于50℃,制得粒径在30~50纳米的纳米碳酸钙浆料;
将所述纳米碳酸钙浆料升温至60℃,调节PH值在8.5-9.5,加入复合包覆剂皂化乳液进行包覆处理;
将包覆处理后的浆料进行压滤得浆料滤饼后进干燥、解聚,即得LED-UV油墨用纳米碳酸钙填料产品。
2.如权利要求1所述的一种LED-UV油墨用纳米碳酸钙填料的制备方法,其特征在于,所述氢氧化钙浆为精制后冷却至20℃后制备的氢氧化钙浆,所述氢氧化钙浆的重量浓度为9.1%。
3.如权利要求1所述的一种LED-UV油墨用纳米碳酸钙填料的制备方法,其特征在于,所述双组份的晶型控制剂为重量之比为1:1的蔗糖与葡萄糖,加入量为碳酸钙重量的1.5~2.0%。
4.如权利要求1所述的一种LED-UV油墨用纳米碳酸钙填料的制备方法,其特征在于,所述碳化温度起始温度为20℃。
5.如权利要求1所述的一种LED-UV油墨用纳米碳酸钙填料的制备方法,其特征在于,所述窑气为体积百分浓度为28~31%的CO2气体,所述窑气的通入量为每分钟0.8立方米。
6.如权利要求1所述的一种LED-UV油墨用纳米碳酸钙填料的制备方法,其特征在于,所述粒径在30~50纳米的纳米碳酸钙浆料的pH值不高于7.0。
7.如权利要求1所述的一种LED-UV油墨用纳米碳酸钙填料的制备方法,其特征在于,所述复合包覆剂皂化乳液当中的复合包覆剂为硬脂酸和松香,两者的用量比为3﹕1,复合包覆剂总量是碳酸钙重量的3.5~4.0%。
8.如权利要求7所述的一种LED-UV油墨用纳米碳酸钙填料的制备方法,其特征在于,所述复合包覆剂皂化乳液由如下方式制备而得:
在90℃的热水中加入所述复合包覆剂,然后加入复合包覆剂总量的13~15%固碱,使复合包覆剂在热水中皂化溶解成乳液,并澄清。
9.如权利要求1所述的一种LED-UV油墨用纳米碳酸钙填料的制备方法,其特征在于,所述浆料滤饼的含水量小于50%,所述浆料滤饼的烘干温度为80~110℃。
10.一种LED-UV油墨用纳米碳酸钙填料产物,其中,所述填料产物由如权利要求1-9当中任意一项所述制备方法制备而得,所述填料产物在TEM电镜上测得粒径在30~50纳米,无团聚现象,白度大于92,吸油值小于30。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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