CN1580093A - 可自乳化的醇酸树脂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可自乳化的醇酸树脂及其制备方法。本发明采用多种多元醇的混合物和有机酸为原料，在醇酸树脂中引入环氧基团和非羟非羧的亲水基团，增大了树脂的结构，提高了耐碱性，降低了树脂的酸价，并具有较强的亲水性和自乳化性，可于配制油墨时，不添加乳化剂，降低了生产成本，并具有较好的耐碱性能，对溶剂的释放，优于普通醇酸树脂。为一种理想的雕刻凹版印刷油墨用原料。

Description

可自乳化的醇酸树脂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种醇酸树脂及其制备方法，特别涉及一种可自乳化的醇酸树脂及其制备方法。
背景技术
醇酸树脂是一种十分重要的化工产品，在油墨、涂料等领域有着广泛的用途。
目前，油墨工业上广泛使用的醇酸树脂，如中国专利申请号00115590.3所公开的技术，一般为中长油度的植物油改性间苯/邻苯醇酸树脂，亲水性差，不耐碱，而且不能自乳化，使用时需要添加乳化剂，因此限制了它的应用范围，尤其不能用于制备需要耐碱性能较好的水擦雕刻凹版油墨。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是公开一种可自乳化的醇酸树脂及其制备方法，以克服现有技术存在的上述缺陷，满足有关行业的需要。
本发明的技术构思是这样的：
本发明采用多种多元醇的混合物和有机酸为原料，在醇酸树脂中引入环氧基团和非羟非羧的亲水基团，增大树脂结构，提高了耐碱性，降低了树脂的酸价，并具有较强的亲水性和自乳化性。
本发明的可自乳化的醇酸树脂的结构通式如下：
Figure A20041001855500041
其中：n＝3～7；
R1：脂肪酸碳链结构如：C17H33、C17H31、C17H29(十八碳烯基)
R：多元醇碳链结构如：-CH2CH(OH)CH2-、-CH2C(OH)2CH2-或双酚A环氧树脂的碳架结构见下图：
n＝0～0.5
优选的R1为亚油脂肪酸或棉籽油脂肪酸等植物油脂肪酸；
本发明的可自乳化的醇酸树脂的制备方法，包括如下步骤：
将多元醇的混合物与脂肪酸在惰性气氛中进行酯化反应，反应温度为190～230℃，反应时间为15～60分钟，使酸价降到19～25mgKOH/g，降温至170～200℃，然后加入二元酸，在220～250℃，反应15～60分钟，升温至260～280℃，再保温10～50分钟，即获得所说的可自乳化的醇酸树脂。
所说的多元醇的混合物为聚乙二醇、环氧树脂和季戊四醇、三羟甲基乙烷的混合物；
所说的脂肪酸为棉子油酸、亚油酸或十八碳烯酸中的一种，其含量为50-60％，含量越高与脂肪烃类溶剂相溶性越好，但树脂的溶剂释放性变慢；脂肪酸的不饱和度越低，越不利于油墨的干燥，但所配制的油墨的机上稳定性和储存性能越好。
其中：聚乙二醇的分子量为200～1200，最佳分子量为200～600，若分子量过大，就会使树脂的乳化稳定性差；若其用量过大，会产生复溶效应，使墨膜发粘；优选的聚乙二醇为PEG200、PEG300、PEG400；
所用的环氧树脂为双酚A环氧树脂；
所说的二元酸为邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸等；
多元醇的混合物各组分的重量百分比含量包括：
聚乙二醇                10～20％
环氧树脂                10～25％
季戊四醇                5～10％
脂肪酸                  50～60％
二元酸                  10～20％
上述醇酸树脂用于配制油墨，可采用常规的油墨配方，油墨文献中公开的配方减去乳化剂即可，如可采用如下的配方：
自乳化醇酸15％
酚醛树脂油35％
颜料10％
填料：30％
蜡：5％
干燥剂：1.5％
溶剂：3.5％
所说的溶剂为C11-C13的直链烷烃，沸程为196～236℃，溶剂可在所说的醇酸树脂制备时，反应结束后，醇酸树脂的温度降至180℃以下时加入，也可在配制油墨时加入。
上述的醇酸树脂酸价较低，一般5mgKOH/g，亲水好，在水中即可自乳化，可用于配制雕刻凹版油墨。因为其具有自乳化的功能，因此用于配制油墨时，可不添加或少添加乳化剂，降低了生产成本，并具有较好的耐碱性能，对溶剂的释放，优于普通醇酸树脂。为一种理想的雕刻凹版油墨原料。
采用如下的方法可对所说的醇酸树脂进行耐碱性能检测：
将配制的油墨涂布于样条上，并浸渍于2％的NaOH的水溶液中，浸渍时间为0.5小时，取出，用清水漂洗后晾干。
附图说明
图1为醇酸树脂中溶剂的释放曲线。
具体实施方式
                         实施例1
将脂肪酸78公斤，分子量为600的聚乙二醇18公斤，双酚A环氧树脂20公斤，季戊四醇7公斤投入四口瓶，通氮气搅拌，快速升温，使温度升至210℃，保温30分钟，进行酯化反应，使酸价降到22mgKOH/g，降温至180℃，然后加入17公斤邻苯二甲酸酐，升温至240℃，保温40分钟，升温至270℃，再保温35分钟，降温至250℃，即获得所说的可自乳化的醇酸树脂。其凝胶色谱分子量测试数据如下：
    Mn     Mw     Mz     d     Mz/Mw     Mz/Mn
    1780     21564     123270     1211     5.72     11.09
                        实施例2
采用实施例1的方法，在保温35分钟后降温至250℃，加入22公斤沸程为200～210℃的C12直链烷烃溶剂，然后加入其他原料，配制油墨，配方如下：
自乳化醇酸10％
凝胶化高酸价酚醛树脂油25％
酚醛树脂油10％
颜料：8％
CaCO3：35％
TiO2：2％
BaSO4：5％
异锌酸钴(干燥剂)：1％
溶剂(C12的烷烃)：4％
即获得印制有价证券雕刻凹版的油墨。
                        实施例3
对实施例2的油墨进行耐碱性能的测试：将配制的油墨涂布于样条上，并浸渍于2％的NaOH水溶液中，浸渍时间为0.5小时，取出漂洗、晾干评级。
对实施例2的油墨进行溶剂的释放速度进行测试，其结果见图1。图中，曲线1为实施例2的数据。
                     对比实施例1
采用实施例2的配方，但是以常规的醇酸树脂代替本发明的可自乳化的醇酸树脂，其耐碱性能评级如下：
常规醇酸树脂：耐碱差。
自乳化醇酸：耐碱良到优。
溶剂的释放性见图1。图中，曲线2为对比实施例1的释放曲线；曲线1为对比实施例2的释放曲线。
由图1可见：(1)自乳化醇酸树脂在粘性仪上运转时其粘性不断增加，粘性增至200时，溶剂释放完全而出现“拐点”，油墨达到固着状态。(2)普通醇酸树脂在粘性仪上运转时其粘性增加很小，始终未出现“拐点”，油墨达不到固着状态。

Claims (7)

1.一种可自乳化的醇酸树脂，其特征在于，结构通式如下：
Figure A2004100185550002C1
其中：n＝3～7；
R1：脂肪酸碳链结构，如：C17H33、C17H31、C17H29(十八碳烯基)；
R：多元醇碳链结构，如：-CH2CH(OH)CH2-、-CH2C(OH)2CH2-或双酚A环氧树脂的碳架结构，如：
Figure A2004100185550002C2
n＝0～0.5。
2.根据权利要求1所述的可自乳化的醇酸树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将多元醇的混合物与脂肪酸在惰性气氛中进行酯化反应，反应温度为190～230℃，反应时间为15～60分钟，使酸价降到19～25mgKOH/g，降温至170～200℃，然后加入二元酸，在220～250℃，反应15～60分钟，升温至260～280℃，再保温10～50分钟，即获得
所说的可自乳化的醇酸树脂。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所说的多元醇的混合物为聚乙二醇、环氧树脂和季戊四醇、三羟甲基乙烷的混合物；
所说的脂肪酸为棉子油酸、亚油酸或十八碳烯酸中的一种；
所用的环氧树脂为双酚A环氧树脂；
所说的二元酸为邻苯二甲酸酐或间苯二甲酸。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，聚乙二醇的分子量为200～1200。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，聚乙二醇为PEG200、PEG300或PEG400。
6.根据权利要求2～5任一项所述的制备方法，其特征在于，多元醇的混合物各组分的重量百分比含量包括：
聚乙二醇         10～20％
环氧树脂         10～25％
季戊四醇         5～10％
脂肪酸           50～60％
二元酸           10～20％。
7.权利要求1所述的可自乳化的醇酸树脂在制备油墨中的应用。
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