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塑料凹印油墨的研制(上)

2007/8/10 15:04:24 人評論

    1   引言      UV固化印刷油墨作為綠色印刷材料,以其瞬間干燥、無揮發(fā)溶劑和優(yōu)異的印刷適性倍受青睞?,F(xiàn)已通過絲網(wǎng)、平印、凸版和凹版印刷方式廣泛應(yīng)用于紙張、木材、金屬及塑料等各種基材的印刷。比較而言,UV固化印刷油墨采用凹版印刷塑料制品的應(yīng)用目前仍處于研究開發(fā)階段,其應(yīng)用的廣泛性還不及其他方式。究其原因不外乎塑料表面性能的復(fù)雜性、凹版印刷方式的特殊性和因此而造成UV油墨適性的局限性。本研究課題采用二聚二元酸、二元胺、一元酸通過縮聚得到低分子量的聚酰胺樹脂,采用丙烯酸羥乙酯與二異氰酸酯(TDI)等摩爾反應(yīng)得到丙烯酸乙酯氨基甲酸酯基一異氰酸酯,然后,使低分子量的聚酰胺樹脂與丙烯酸乙酯氨基甲酸酯基一異氰酸酯進(jìn)行加成反應(yīng),得到以聚酰胺為主鏈、以丙烯酸乙酯二氨基甲酸酯為側(cè)鏈的梳型預(yù)聚物,將此預(yù)聚物與適當(dāng)?shù)幕钚韵♂寗?、光引發(fā)劑、顏填料和油墨助劑進(jìn)行合理的復(fù)配,可以得到滿足凹版印刷適性的用于塑料(PE、PP、PS、PET、PA)的UV固化印刷油墨。 ?。?nbsp;  實驗研制 ?。玻?梳型預(yù)聚物的合成  2.1.1 合成原理  首先,使二聚脂肪酸與乙二胺縮聚得到聚酰胺,為了得到低分子量的聚酰胺,必須加入一元酸(蓖麻油酸)降低反應(yīng)體系的官能度,同時為了調(diào)整聚合物的性能,加入適量的己二酸。其反應(yīng)方程式為:nHOOC-R1-COOH+n H2N-R2-NH2—[OC-R1-COHN-R2NH]n—+2nH2O 同時,甲苯-2,4-二異氰酸酯(TDI)和丙烯酸羥乙酯(HEA)等摩爾反應(yīng),使二異氰酸酯的一個異氰酸酯基與丙烯酸羥乙酯的羥基反應(yīng)形成氨基甲酸酯,從而得到丙烯酸一異氰酸酯。其反應(yīng)方程式為:OCN-ph-NCO +CH2=CH-COOCH2CH2OHOCN-ph-NHCOO CH2CH2OOC-CH=CH2然后,低分子量聚酰胺與丙烯酸一異氰酸酯通過加成反應(yīng)生成以聚酰胺為主鏈、丙烯酸氨酯基為側(cè)鏈的梳型預(yù)聚物。其反應(yīng)方程式為:—[OC-R1-COHN-R2NH]n— + OCN-ph-NHCOO CH2CH2OOC-CH=CH2         —[OC-R1-COHN-R2N]n — CH2=CHCOOCH2CH2OOCNH-ph-NHOC  ?。玻保?合成原料     二聚脂肪酸(用棉籽油酸聚合、=2500-3500CP/25℃、Ar=195㎎KOH/g、色澤≤10),蓖麻油酸(Ar≥195㎎KOH/g),己二酸,乙二胺,甲苯-2,4-二異氰酸酯(TDI),丙烯酸羥乙酯(HEA) ,二月桂酸二丁基錫,苯醌。 ?。玻保?合成實驗 ?。ǎ保┑头肿恿烤埘0窐渲暮铣伞 ⒍壑舅幔ǎ叮胺荩?、蓖麻油酸(30份)、己二酸(0.5份)一次投入帶有電熱套加熱、冷凝回流、電動攪拌和負(fù)壓系統(tǒng)的反應(yīng)器中,通氮?dú)忾_冷凝,開攪拌并升溫。溫度達(dá)120~130℃時,開始滴加乙二胺(9.5份),注意滴加速度,防止溢鍋。于130~135℃保溫2~3小時后,升溫至180℃保溫反應(yīng)2小時,再負(fù)壓反應(yīng)1小時,通氮?dú)?,使壓力恢?fù)正常,測酸價和胺值合格后降溫出料。酸價低于6,胺值低于6?! 。ǎ玻┍┧嵋划惽杷狨サ暮铣?nbsp;    將甲苯-2,4-二異氰酸酯(TDI)和丙烯酸羥乙酯(HEA)等摩爾投入與步驟(1)具有相同裝置的反應(yīng)器中,反應(yīng)體系中避免帶入水或其他質(zhì)子化合物,開動攪拌使體系均勻,再加入總投料量0.5%的催化劑二月桂酸二丁基錫和0.1%的阻聚劑對苯二醌,升溫至50~60℃,保溫3小時,冷凝器中無回流,反應(yīng)到達(dá)終點(diǎn)?! 。ǎ常┦嵝皖A(yù)聚物的合成     將上述合成的丙烯酸一異氰酸酯(60份)投入帶電熱套加熱、冷凝回流、電動攪拌的反應(yīng)器中,開動攪拌,保持體系溫度60℃。取上述合成的低分子量聚酰胺樹脂(40份)于加熱容器中,加熱使其熔化,然后緩慢加入反應(yīng)器中,必須控制加料速度以免溢鍋。加料結(jié)束后,繼續(xù)保持反應(yīng)3小時,測一異氰酸酯含量合格后即可出料。反應(yīng)過程中如果體系黏度過大,可適量加入HEA調(diào)節(jié)黏度,以便順利攪拌和出料。 ?。玻?UV連結(jié)料的制備  稱取一定量上述合成的梳型預(yù)聚物丙烯酸羥乙酯(HEA)于帶電熱套加熱、冷凝回流、電動攪拌的容器中,開攪拌和冷凝,保持溫度50℃,加入總投量5%的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA),攪拌均勻,繼續(xù)加入丙烯酸羥乙酯(HEA),取樣測黏度至100~200 CP/25℃,合格出料,即得UV連結(jié)料。 ?。玻?UV印刷油墨的配制  2.3.1 主要原料  連結(jié)料:梳型預(yù)聚物UV連結(jié)料(2.2制備型)。顏料:彩色顏料有酞箐藍(lán)、聯(lián)苯胺黃、永固紅、桃紅,消色顏料有鈦白粉(R930)、高色素碳黑。填料:膠質(zhì)碳酸鈣。光敏劑:二苯甲酮。輔助劑:消泡劑為R2500(有機(jī)硅丙烯酸酯),減磨劑為石蠟,穩(wěn)定劑為對苯醌?! 。玻常?配制工藝     稱?。福怠梗胺葸B結(jié)料投入預(yù)分散容器中,按配方量稱?。丁保胺菟桀伭虾停场捶莸奶盍?、同時稱?。埃斗莸墓饷魟┖停埃捶莸妮o助劑加入到已盛連結(jié)料的預(yù)分散容器中,攪拌使顏填料粉體潤濕并使體系初步分散。將預(yù)分散的物料送入砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨,保持研磨料溫度低于30℃,測黏度和細(xì)度,黏度為30~35S(涂-4杯)、細(xì)度15μm以下即可出料包裝?! 。玻常?檢測方法 ?。ǎ保╊伾矗牵拢?13217.1-91進(jìn)行檢測?! 。ǎ玻┲Π矗牵拢?13217.6-91進(jìn)行檢測。      (3)初干性按GB/T 13217.5-91進(jìn)行檢測,采用UV-125型固化裝置?! 。ǎ矗┘?xì)度按GB/T 13217.3-91進(jìn)行檢測。 ?。ǎ担ざ劝矗牵拢?13217.4-91進(jìn)行檢測,采用QND-4型黏度儀,測試溫度30℃。 ?。ǎ叮└街味劝矗牵拢裕保常玻保罚罚梗边M(jìn)行檢測。 ?。ǎ罚┕鉂砂矗牵拢?13217.2-91進(jìn)行檢測?! 。ǎ福?殘留溶劑用氣相色譜檢測印刷24小時后印刷品中溶劑的殘留量。

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