论文部分内容阅读
近年来,民众对减少涂料、油墨、粘合剂等大宗化民用产品中存在大量有机挥发物(VOCs)排放的呼声越来越高。在油墨行业,开发环保性水性油墨已成为大势所趋。在制备油墨时,需要加入高吸油值的颜填料以赋予油墨不同的颜色和调节其基本性能,需要使用大量离子的研磨树脂以提高其展色性,同时还要加入一定量的乙醇等有机溶剂以提高墨层的干燥速度和印刷效率,这就要求水性油墨中使用的连接料应该具有非常好的耐电解质性和耐乙醇稳定性。但是水性油墨中使用量最大的连接料体系——聚丙烯酸酯乳液存在耐电解质性和耐乙醇性较差的缺陷。本论文以水性油墨用聚丙烯酸酯乳液的合成及性能研究为课题方向,以研究影响聚丙烯酸乳液钙离子稳定性和耐乙醇稳定性的因素为主要内容,开展了研究工作。(1)设计合成了系列非核壳结构的聚丙烯酸乳液,系统研究了聚合工艺、功能单体、助溶剂、硫醇、乳化剂种类及用量、功能树脂等因素对乳液耐Ca2+稳定性和耐乙醇稳定性的影响规律。实验结果表明,上述因素对乳液的基本性能及其钙离子稳定性和耐乙醇稳定性都有很大的影响。其中,使用一定量的功能树脂,可以显著改善乳液的稳定性,但引起乳胶膜耐水性的下降；交联体系DAAM与ADH可以在不降低乳液稳定性的情况下提高乳胶膜的耐水性。采用单体预乳液滴加法的聚合工艺,功能单体K用量1份,分子量调节剂硫醇用量0.2份,功能树脂用量1份,制备得到的聚丙烯酸乳液Ca2+稳定性达到5%,耐乙醇稳定性(50℃)达到15天以上。(2)设计合成了系列核壳结构的聚丙烯酸酯乳液,结合在非核壳结构的聚丙烯酸乳液体系获得的研究结果,主要研究了功能树脂、单体配比等因素对核壳结构的乳液稳定性的影响,以及功能交联单体、单体Ⅰ、成膜助剂、内交联剂H等对乳胶膜湿摩擦性能的影响。研究结果表明,一定量的功能树脂的使用,可以有效地提高乳液的稳定性,但是导致乳液耐水性的下降；壳层单体的种类和用量对乳液的性能,特别是稳定性有着极大的影响；成膜助剂、内交联剂H、功能交联单体W、Z、Y等对提高乳液在PP、PE等塑料基材上形成的胶膜的湿摩擦性能作用不明显；在核壳结构中同时使用一定量的Ⅰ,可以显著地提高乳液对PP、PE等塑料基材的附着力,以及胶膜的湿摩擦性能。采用优化的配方和聚合工艺,制备得到了性能优良、耐乙醇稳定性和钙离子稳定性好的核壳型聚丙烯酸酯乳液。以此乳液为连接料,与相关企业合作,研制出塑料薄膜凹版印刷用水性油墨,其在基材PE、PP膜上附着力、耐揉搓牢度、耐划伤牢度均达到了100%,湿摩擦牢度分别在100%、78%,而且稳定性基本达到实际应用的要求。(3)在10L的反应装置上,进行了核壳型乳液的模式放大生产技术研究,为后续更大规模的工业化放大实验奠定了基础。