第十章连接料与助剂

2020年5月11日星期一1第一节概述一、连接料的用途和类型油墨连结料，又称凡立水(Vehicle)是由高分子物质混溶和制成的液状物质，在油墨中的作用：1.作为分散介质使用,是颜料的载体.2.作为成膜物质.第十章连接料与助剂2020年5月11日星期一2二.连结料的主要成分植物油干性油:桐油、亚麻油、脱水蓖麻油等半干性油：豆油等不干性油：椰子油等矿物油机械油：10号、20号等油墨油：煤油蜡天然蜡合成蜡动物蜡植物蜡矿物蜡聚乙烯蜡聚四氟乙烯蜡2020年5月11日星期一3有机溶剂碳氢化合物类:烷烃、环烷烃、芳烃等醇类：乙醇、丙醇等酮类：乙酮、甲乙酮等脂类：乙酸乙脂、乙酸丁脂等树脂天然树脂松香、松香衍生物石油树脂、沥青合成树脂酚醛树脂醇酸树脂聚酰胺树脂纤维衍生物橡胶丙烯酸树脂二.连结料的主要成分2020年5月11日星期一4三.连结料组分的理化指标1.酸值:1克油脂所消耗的氢氧化钾KOH的毫克数.*酸值高,颜料的分散性比较好,但是容易发生乳化.2.碘值:1克油脂所消耗的碘I2的毫克数.*碘值高低表示油脂或树脂不饱和程度的高低.它是某种连结料干燥能力的间接描述。3.软化点:树脂从固态到液态的转化温度.(与晶体不同)*软化点低,在溶剂中容易溶解,但是,对溶剂的释放性差,影响干燥.4.脂族羟溶解性(煤油容纳度)：它是指树脂在正庚烷中的溶解性能。一般溶解性好，则制得油墨的流动性较好，其抗水性能也较好。2020年5月11日星期一5第二节连接料组分的性能与结构一.植物油1.组成与结构CH2-O-C-R1OCH--O-C-R2OCH2-O-C-R3O其中，R1、R2、R3是不同或相同脂肪羟基，可以是饱和的或不饱和的。高级脂肪酸的甘油酯2020年5月11日星期一6几种常用的高级脂肪酸的分子结构式：硬脂酸CH3(CH2)16COOH油酸CH3(CH2)7CH=CH-(CH2)7COOH亚油酸CH3(CH2)4CH=CH-CH2-CH=CH(CH2)7COOH亚麻油酸CH3CH2CH=CH-CH2CH=CH-CH2-CH=CH(CH2)7COOH桐油酸CH3(CH2)3CH=CH-CH=CH-CH=CH-(CH2)7COOH分子中双键数目的多少及相对位置决定了它们的活性即干性强弱，通常可根据碘值的高低分为干性、半干性和不干性。2020年5月11日星期一7干性油在空气中有较好的干燥性，碘值一般在140以上，属于这一类的植物油有桐油、亚麻油、梓油等。半干性油在空气中干燥较慢，碘值一般在100-140之间，属于这一类的有豆油、菜籽油等。不干性油在空气中氧化极慢，不能成膜干燥，碘值在100以下，属于这一类的有篦麻油、椰子油、花生油等。2020年5月11日星期一82.油墨中常用的植物油（1）桐油---干性油：其干燥性能和成膜性能优异，在高光泽油墨中多有使用。桐油干性油2020年5月11日星期一92.油墨中常用的植物油（2）亚麻油---干性油：干性比桐油慢，活性比桐油小，它是油墨工业最基本的原料之一。亚麻仁油干性油2020年5月11日星期一102.油墨中常用的植物油（3）豆油---半干性油：干燥较慢，用来制造浅色油墨，特别是制造烘干型油墨。大豆油半干性油菜籽油大豆油2020年5月11日星期一112.油墨中常用的植物油（4）蓖麻油和脱水蓖麻油——不干性油：可用于制造复印油墨及作为增塑剂用于某些油墨中。脱水蓖麻油可用于印铁和食品包装油墨中。不干性油2020年5月11日星期一12二、矿物油(石油干馏的产物)1.汽油（60℃-220℃）：是油脂、树脂的良好溶剂，常用于制造照相凹版油墨。汽油2020年5月11日星期一13二、矿物油(石油干馏的产物)2.高沸点煤油---油墨油：主要适用于快固油墨及热固型胶印油墨。煤油2020年5月11日星期一14二、矿物油(石油干馏的产物)3.机械油：用于轮转新闻油墨，典型的渗透干燥型连结料。2020年5月11日星期一15三、有机溶剂在油墨中，有机溶剂用于溶解树脂类成膜物质而制成溶剂型连结料。指标品种乙酸甲酯CH3COOCH30.957.117010511809.6M乙酸乙酯CH3COOC3H50.967.775.2886159.1M23乙酸丁酯CH3COOC4H90.881268.3741108.2M74甲醇CH3OH0.7978.34420034012.7S57乙醇C2H5OH0.7964.59726261014.5S42异丙醇C3H7OH0.7982.33315923011.5S53丁醇C4H9OH0.81117.741414511.4S95苯C6H60.8880.174.7946309.2W12甲笨C6H5CH30.87110.822872408.9W40二甲苯C6H4(CH3)20.8714495638.8W63丙酮CH3COCH30.7956.1186124116010M1甲乙酮CH3COC2H50.8179.6701165729.3M19环乙酮C6H10O0.95156.73.9109239.9M117乙烷C6H140.66698077007.3W-7石油溶剂(轻)高碳烃类0.76180~210121石油溶剂(重)高碳烃类0.77200~240176水H2O110070020分子式密度(20℃)沸点(℃)饱和蒸汽压(nmHg)20℃蒸发潜热Cal/g相对蒸发速率溶解度参数氢键等级闪点(F)2020年5月11日星期一161.油墨对有机溶剂的基本要求(1)溶剂的溶解参数、氢键值与树脂的溶解性一般地，当溶剂和聚合物的溶解度参数和氢键值近似时，其溶解性（互溶性）是良好的。2020年5月11日星期一17(2)挥发能力快蒸发蒸发速率300中蒸发蒸发速率130-300慢蒸发蒸发速率40-130十分慢蒸发蒸发速率40溶剂从油墨中挥发的性能取决于溶剂本身的因素，如分子量、蒸发潜热、饱合蒸气压、沸点、粘附能密度等，外部因素有油墨组分、各组分含量、温度等。通常，用溶剂的相对蒸发速率（令乙酸乙酯的蒸发速率为100）来表示溶剂的挥发能力。2020年5月11日星期一18(3)安全及环境保护问题，溶剂在空气中的最大浓度mg/m3乙酸1500异丙醇490笨、甲苯100二甲苯200乙酸丁酯300酯族汽油350一些溶剂在工作场所允许最高浓度:甲苯100乙酸丁酯400异丙酸500正丁醇500甲醇200乙醇10002020年5月11日星期一192.油墨中常用的有机溶剂有:芳烃类、醇类和酯类等，主要用于制造挥发干燥的照相凹版油墨和柔性版油墨。芳香烃类醇类2020年5月11日星期一202.油墨中常用的有机溶剂有:芳烃类、醇类和酯类等，主要用于制造挥发干燥的照相凹版油墨和柔性版油墨。酮类醋酸乙酯2020年5月11日星期一21指标品种乙酸甲酯CH3COOCH30.957.117010511809.6M乙酸乙酯CH3COOC3H50.967.775.2886159.1M23乙酸丁酯CH3COOC4H90.881268.3741108.2M74甲醇CH3OH0.7978.34420034012.7S57乙醇C2H5OH0.7964.59726261014.5S42异丙醇C3H7OH0.7982.33315923011.5S53丁醇C4H9OH0.81117.741414511.4S95苯C6H60.8880.174.7946309.2W12甲笨C6H5CH30.87110.822872408.9W40二甲苯C6H4(CH3)20.8714495638.8W63丙酮CH3COCH30.7956.1186124116010M1甲乙酮CH3COC2H50.8179.6701165729.3M19环乙酮C6H10O0.95156.73.9109239.9M117乙烷C6H140.66698077007.3W-7石油溶剂(轻)高碳烃类0.76180~210121石油溶剂(重)高碳烃类0.77200~240176水H2O110070020分子式密度(20℃)沸点(℃)饱和蒸汽压(nmHg)20℃蒸发潜热Cal/g相对蒸发速率溶解度参数氢键等级闪点(F)分子式、沸点、相对蒸发速率等见表。2020年5月11日星期一22四、蜡1.蜡在油墨中的应用蜡是油墨常用助剂，用于油墨中，能改善油墨的抗水性和印刷性能，主要是改变油墨的流变性。蜡2020年5月11日星期一23四、蜡2.蜡的类别及品种蜡动物蜡：虫蜡、蜂蜡植物蜡：卡诺巴蜡等矿物蜡：石蜡等合成蜡：聚乙烯蜡、聚四氟乙烯蜡2020年5月11日星期一24五、树脂单独由干性油制成的油型连结料分子量小，固着速度慢，光泽不好，乳化易严重，所以，将树脂引入油墨的连结料中，连结料的各项性能得到了重大改善。油墨中使用的树脂主要分为天然树脂和合成树脂两大类，油墨中常用的树脂有：2020年5月11日星期一251.松香及其衍生物（1）松香是松树分泌的树脂，呈琥珀色的透明固体，主要组分是松香酸，分子式：C19H29COOH结构式：COOH容易氧化且脆，一般不直接用于油墨连结料中，而是需要经过化学改性再用于油墨中。松香2020年5月11日星期一26（2）松香酯是松香与醇类物质反应的产物，可以分为甘油松香酯、季戊四醇松香酯和季戊四醇聚合松香酯。以甘油和松香酸的反应为例：COOH3+HOCHCH2OHCH2OHCOCHCH2OCH2OOCOC+3H2O季戊四醇松香酯可直接用于照相凹版油墨，季戊四醇聚合松香酯广泛用于胶印、特别是热固型轮转胶印油墨中。2020年5月11日星期一27(3)松香酸金属盐由于价格低廉，长期被油墨工业所采用，缺点是性质较脆。2020年5月11日星期一28(4)失水苹果酸树脂COOH+CH-COOCH-COCOOHCH-COOCH-CO用多元醇酯化可得到油溶性树脂松香酯，制成的油墨粘性比较低，印刷性能较好。分三种规格：乙二醇溶型：大量用于溶剂型和水性油墨中；乙醇溶型：大量用于照相凹版油墨，经处理后可用于凸版油墨；油溶型或碳氢溶剂溶解型：用于快干和热固型胶印。2020年5月11日星期一292.天然沥青与石油沥青天然沥青溶解在苯类溶剂中可制造照相凹版油墨；石油沥青溶于矿物油中可制造胶印轮转黑墨及黑色新闻油墨。沥青价格便宜，性能较好，使用相当普遍。天然沥青石油沥青2020年5月11日星期一303.改性酚醛树脂OH+HCHOOHCH2n然后用松香进行改性，得到改性酚醛树脂，它的软化点较高，结膜硬度好，光泽好，油溶性好，所以是胶印亮光快干油墨连结料的理想树脂。酚醛树脂是酚类物质与醛类物质经缩合而得到的高分子特质。如2020年5月11日星期一314.改性醇酸树脂CH2-O-C-RCH2-O-C-RCH-O-C-Rooo+CH2-OHCH2-OHCH-OHCH2OHCH-OC-RCH2-OHO醇酸树脂是多醇和多酸类物质酯化得到的高分子物质，改性醇酸树脂一般是先由植物油醇解形成甘油单酯，再与多元酸酯化形成高分子。反应式如下：2020年5月11日星期一32与多元酸酯化：CH2OHCH-O-C-RCH2OHO+COOCOCC-OCH2-CH-CH2OHOOOHOCROCC-OCH2-CH-CH2OHOOOCRO聚合n2020年5月11日星期一33改性醇酸树脂对颜料润湿性，显色性都比较理想，制成的油墨流动性好，结膜光泽好，干燥性好。但由于体系中往往存在较多羟基，导致抗水性差，因而限制了它在胶印油墨中的作用。2020年5月11日星期一345聚酰胺树脂二聚亚油酸与二胺反应为：CH2-CH=CH(CH2)7COOHCHCH(CH2)7COOHCHCHCHCHCH3(CH2)4CH3(CH2)5+NH2-R-NH2聚合聚酰胺是多胺与多酸类物质缩合而得到的高分子物质，用于油墨的聚酰胺树脂是二聚脂肪酸与二胺类物质的缩合产物。2020年5月11日星期一35NH-R-NH-C-(CH2)7CH=CH-CH2OCHCH(CH2)7CCHCHCHCHCH3(CH2)4CH3(CH2)5On聚合油墨中所用的聚酰胺树脂属于非反应型树脂，主要用于溶剂型油墨，如照相凹版油墨、柔版油墨、塑料包装