丙烯酸树脂水性油墨配方设计及优化讲诉
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I水性涂料用丙烯酸树脂的制备摘要与传统的溶剂型涂料相比,水性涂料具有价格低、使用安全,节省资源和能源,减少环境污染和公害等优点,因而已成为当前发展涂料工业的主要方向。
水性丙烯酸烯树脂涂料是水性涂料中发展最快、品种最多的无污染型涂料。
本实验采用溶液聚合法,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)和丙烯酸(AA)为单体,以正丁醇为溶剂,过氧化苯甲酰(BPO)为热引发剂,制得了水性丙烯酸树脂。
分析了反应温度、时间,单体、引发剂和中和剂用量对水性丙烯酸树脂性能的影响。
结果表明合成水性丙烯酸树脂的最佳工艺条件为:丙烯酸AA为单体总摩尔质量的12.5%,甲基丙烯酸甲酯(MMA):丙烯酸丁酯(BA)为1:1,引发剂用量为单体总摩尔质量的0.5%,反应温度为100℃,反应时间为3h,中和度为90%。
关键词:丙烯酸树脂,单体,涂料,溶液聚合,合成II The Preparation of Water-based Coating withAcrylic ResinABSTRACTCompared with the traditional solvent coating, coating with low price The use of safe, save resources and energy, reduce environmental pollution and pollution etc, and thus has become the current development of coating industry the main direction of water-borne acrylic PVC resin paint is water-based coating the fastest growing most varieties in no polluting coatings.This experiment by solution polymerization, with methyl methacrylate (MMA), butyl acrylate (BA)and acrylic acid (AA)as the monomer, with butyl alcohol as the solvent and benzoyl peroxide (BPO)as the thermal initiator, with water based acrylic resin.Analyzed the reaction temperature, time, monomer initiator and neutralizing agent dosage on the properties of water-based acrylic resin. The results showed that the best process conditions for synthesis of waterborne acrylic resin: Acrylic AA 12.5% of the total molar mass of monomer, methyl methacrylate (MMA), butyl acrylate (BA)as 1:1, initiator dosage is 0.5% of the total molar mass of monomer, reaction temperature of 100, the reaction time is 3 h, neutralization degree of 90%.KEYWORDS:acrylic resin,monomer,coating,solution polymerization,synthesis目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 水性涂料 (1)1.2 水性丙烯酸树脂简介 (2)1.2.1 水性丙烯酸树脂的概念 (2)1.2.2 水性丙烯酸树脂的特点 (3)1.2.3 水性丙烯酸树脂的分类 (3)1.3 水性丙烯酸树脂的主要合成方法 (5)1.4 水性涂料用丙烯酸树脂的研究现状 (6)1.5 水性丙烯酸树脂反应机理 (8)1.5.1 水性丙烯酸树脂的聚合机理 (8)1.5.2 丙烯酸树脂水性化方法 (10)1.6 丙烯酸树脂的运用 (11)1.7 本课题研究的目的意义及内容 (11)2 实验部分 (13)2.1 实验药品及仪器 (13)2.1.1 实验药品 (13)2.1.2 实验仪器 (13)2.1.3 实验装置 (13)2.2 树脂的合成反应原理 (14)2.3 实验原料的选择 (14)2.3.1 单体的选择 (14)2.3.2 引发剂的选择 (14)2.3.4 溶剂的选择 (15)2.3.5 中和剂的选择 (15)2.4 水性丙烯酸树脂的制备工艺 (15)2.5 水性丙烯酸树脂的性能测试 (15)2.5.1 外观的检测 (15)2.5.2 固含量的测定 (15)2.5.3 反应转化率的测定 (16)2.5.4 黏度的测定 (16)2.5.5 水溶性的测定 (16)2.5.6 透光率的测定 (16)3 结果与讨论 (17)3.1 不同单体用量对树脂性能的影响 (17)3.1.1 软硬单体比例对树脂性能的影响 (17)3.1.2 AA用量对丙烯酸树脂性能的影响 (17)3.1.3 引发剂用量对树脂性能的影响 (18)3.2 反应温度对树脂性能的影响 (20)3.3 反应时间对树脂性能的影响 (22)3.4 中和剂对树脂性能的影响 (23)4 结论 (26)致谢 (27)参考文献 (28)水性涂料用丙烯酸树脂的制备 11 绪论1.1 水性涂料涂料,旧称油漆,是指可涂覆于物件表面,与基体结合牢固、形成具有一定强度固态薄膜的物质。
1.丙烯酸酯涂料简介1.1 定义以丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯为主要原料合成的树脂称丙烯酸酯树脂,由丙烯酸酯树脂为主要基料的涂料属丙烯酸酯涂料。
1.2 结构丙烯酸树脂的化学结构如图1,其中R为-H、-CN、烷基、芳基和卤素等;R为-H、烷基、芳基、羟烷基;其中-COOR也被-CN、-CONH2、-CHO等基团取代。
作为涂料用丙烯酸树脂则主要是丙烯酸、甲基丙烯酸及其脂与苯乙烯经共聚而得到的热塑性或热固性丙烯酸系树脂,以及其他树脂(如醇酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂等)改性的丙烯酸树脂。
图11.3丙烯酸酯涂料的分类1.3.1按成膜特性分类(1)热塑性丙烯酸酯涂料热塑性丙烯酸酯涂料由丙烯酸树脂溶于有机溶剂制得,如丙烯酸清漆、丙烯酸磁漆,带溶剂挥发后,形成美观而坚固的涂膜。
(2)热固性丙烯酸酯涂料热固性丙烯酸酯涂料则是通过自交联或与环氧树脂、氨基树脂、异氰酸酯等交联(常温或烘干)完成成膜过程,交联使漆膜变成巨大的网状结构,提高了涂膜多方面的物理性能及防腐蚀、耐化学品性能。
1.3.2按丙烯酸酯涂料形态分类按丙烯酸酯聚合物的形态分类和性质分为三种:溶剂型、水性、无溶剂型,如表1-1。
表1-1 丙烯酸酯涂料按形态分类1.3.3按丙烯酸酯涂料用途分类①木器用丙烯酸酯涂料;②建筑用丙烯酸酯涂料;③汽车用丙烯酸酯涂料;④工业防腐蚀用丙烯酸酯涂料;⑤塑料表面用丙烯酸酯涂料;⑥家电用丙烯酸酯涂料;⑦预涂装用丙烯酸酯涂料;1.4热塑性丙烯酸树脂涂料的优点①与硝基清漆、醇酸树脂涂料相比,他的耐候性优良;②保光性优良,具有深邃的光泽和透明性;③耐水性优良,耐酸、耐碱性优良,对洗涤剂有较强的抗性;④只要底漆选择适当,附着力就良好;⑤抛光性良好;1.5热塑性丙烯酸树脂涂料的缺点①施工性能不好,流动展平性不良,透干性不好,涂料易流挂;②耐溶剂性差,当遇到溶剂时会发生再溶解容易溶胀;③相溶性差,难以与其他树脂并用;④热敏感性差,研磨性不好,糊砂纸。
水性油墨用水性丙烯酸树脂的研制2杭州临安区技工学校浙江杭州311300摘要:随着我国碳达峰、碳中和承诺的提出,开发绿色环保的塑料油墨势在必行。
但由于水性油墨本身的特性及制备工艺的特点,利用传统的水性连接料制备的塑料油墨的性能并不突出,从而制约了其在高端领域中的应用。
基于水性聚氨酯的油墨连接料因为其突出的综合性能,在众多领域得到广泛的应用,基于此,本文针对水性油墨用水性丙烯酸树脂的研制进行了分析。
关键词:水性油墨;水性丙烯酸树脂;研制引言OPP薄膜印刷用的油墨大多都为传统溶剂型油墨,但是根据国家绿色环保的倡导和人们对美好生活环境的期望,发展塑料油墨势在必行。
塑料油墨正在慢慢倾向于多元化、功能化发展,力求用最少的涂层数拥有综合化、高效化的目的。
1.水性油墨的概述1.1油墨的组成油墨一般由色料、粘合剂树脂连接料、溶剂、添加剂四部分组成。
按照油墨的印刷基材来分,主要有纸张油墨、塑料油墨;按照使用油墨的印刷设备来分,主要有丝网油墨、柔印油墨、凹版油墨以及联机使用的上光油;按照油墨的树脂连接料可分为丙烯酸树脂类、氨基树脂类、松香改性马来酸树脂类、聚氨酯类。
由于现在全球性的发展趋势都在追求绿色环保、减少环境污染,研制水性油墨代替有机溶剂型油墨势在必行。
1.2水性油墨的组成水性油墨的组成有水性高分子乳液连接料、有机颜料、树脂、助剂等,经过化学反应和物理共混得到水基印刷油墨。
水性油墨的优点:绿色环保、价廉易得、无毒不燃,这都得益于其中的水性聚氨酯连接料,还有水性溶剂。
针对水性油墨在制备和使用过程中产生泡沫会影响印刷效果的问题,本研究采用添加消泡剂的方式保证水性油墨的良好印刷适性,制备了不同含量改性聚硅氧烷消泡剂D1的凹版薄膜复合水性油墨,并对消泡效果、流平性以及复合强度等性能进行测试。
2.技术分析2.1水性丙烯酸树脂连接料丙烯酸树脂与其他水分散体树脂相比,具有颜色浅、光泽度好、保光、保色性优、耐候性佳等优点。
研究合成了一种水性可剥离的涂料,并且探讨了水性丙烯酸树脂在其中的开发原理和相应的应用。
丙烯酸树脂水性油墨配方设计及优化一、实验药品仪器表2主要化学试剂名称规格生产厂家丙烯酸树脂佛山市红树水性印涂材料有限公司三乙胺工业级飞翔化工(张家港)有限公司乙醇胺化学纯上海凌峰化学试剂有限公司2-氨基-2-甲基-1-丙醇分析纯阿拉丁试剂(中国)有限公司无水乙醇,分析纯天津北联精细化学品开发有限公司顺丁烯二酸分析纯阿拉丁试剂(中国)有限公司对苯二胺分析纯天津北联精细化学品开发有限公司硬脂酸铝分析纯上海凌峰化学试剂有限公司表3主要仪器名称生产厂家电动搅拌器常州澳华仪器有限公司分散机FSJ-400 上海全简机电有限公司恒温加热磁力搅拌器巩义市予华仪器有限公司冰箱容声冰箱真空烘箱宁波恒固电器有限公司NDJ-5S数字式旋转粘度计上海羽通仪器仪表厂电子天平上海精密科学仪器有限公司二、实验利用粉碎机将块状水溶性丙烯酸树脂打成粉末备用。
将实验需要的各种原料按制作配方中的比例进行称取。
将实验所需的纯净水倒入500ml三口瓶中以一定转速200r/min进行搅拌,用一药匙以1g/0.5min的速度将水溶性丙烯酸树脂粉末往三口瓶中进行投料,用胶头滴管以0.4ML/0.5min的速度分别将乙醇和氨化试剂进行投料,最后将所需助剂一次性投入(若实验组中没有助剂可省掉此步骤)。
由投料结束开始用秒表计时稳定转速在规定时间内搅拌,搅拌结束后将制得试样从三口瓶中转移到具有剪切、搅拌、乳化功能的分散机FSJ-400。
将所制得的水溶性树脂乳液(水性连接料)加入炭黑颜料色浆(由炭黑粉末用颜料粉碎机处理而得)用具有剪切、搅拌、乳化功能的分散机FSJ-400 以280r/minI进行搅拌分散30min,搅拌结束后将制得试样从三口瓶中倒出,以一次性塑料杯在室温恒温存放。
三、各种应用性能测试(一)稳定性测试 ①检验原理对油墨进行一定时间的冷冻盒加热试验,观察油墨胶化情况或反粗现象。
在规定压力下,经一定时间,所扩展成圆柱体直径大小,以毫米表示。
水性丙烯酸树脂工艺与配方设计1.引言2.水性丙烯酸树脂工艺流程2.1原料准备2.2乳化制备将丙烯酸单体、甲基丙烯酸单体和二甲基丙烯酸丁酯加入反应釜中,并加入适量的稳定剂和乳化剂。
启动搅拌器并加热至适当温度,使得乳液发生聚合反应。
此过程需要控制反应温度和搅拌速度,确保聚合反应的完全进行。
2.3放冷却将聚合后的乳液放置在冷却器中,以降低温度。
此步骤是为了控制聚合反应的速度,并确保产物的质量。
冷却过程通常需要一段时间,直到乳液达到适合继续处理的温度。
2.4过滤将冷却后的乳液通过过滤器进行过滤,以去除其中的杂质物质。
过滤器可选择合适的孔径,以确保过滤效果良好。
2.5增稠根据需要,可添加增稠剂来改变水性丙烯酸树脂的粘度。
增稠剂的添加量应根据产品的使用要求进行调整。
2.6包装最后,将处理好的水性丙烯酸树脂产品装入适当的包装容器中,并密封保存。
包装应符合相关标准要求,并严密防止产品受潮。
3.水性丙烯酸树脂配方设计在水性丙烯酸树脂配方设计中,需要考虑以下几个方面:3.1功能要求根据产品的使用要求和功能需求,确定所需的性能指标,如附着力、耐水性、耐候性、耐化学腐蚀性等。
选择合适的原料和添加剂,以实现这些性能指标。
3.2基体料和固化料选择根据产品的具体要求,选择合适的丙烯酸树脂基体料和固化料。
具体选择需要考虑产品的使用环境、所需涂膜的硬度和柔软度等因素。
3.3添加剂的选择和调整根据产品的需要,选择合适的稳定剂、乳化剂和增稠剂,并调整其添加量和比例,以达到最佳工艺效果。
此外,还可以添加一些特殊功能的添加剂,如防腐剂、消泡剂等,以满足特定的产品要求。
3.4配方优化通过试验和实验室调整,优化水性丙烯酸树脂的配方。
根据实际情况,调整原料的添加量和比例,以获得具有良好性能的成品。
4.结尾本文介绍了水性丙烯酸树脂的工艺流程和配方设计,这是一种简单且实用的方法用于生产该类型产品。
通过合理选择和调整原料,可以生产出具有良好性能的水性丙烯酸树脂。
复合丙烯酸树脂水性柔版油墨的研制摘要:合成适合水性油墨制备要求的丙烯酸乳液树脂与顺酐加成松香树脂,选用合理的水复合溶剂体系,在中和剂作用下丙烯酸树脂与顺酐加成树脂复合制备水性连结料,利用此复合水性连结料与优质颜料、填料和助剂通过分散研磨生产出水性柔版油墨。
关键词:丙烯酸树脂复合连结料水性柔版油墨1 引言溶剂型油墨中所含的有机挥发物(VOC)大多易燃有毒,会对环境造成严重的污染进而危害人类的健康。
长期吸入有机挥发物会导致疲劳乏力、记忆衰退甚至死亡。
VOC直接排放到大气中,在紫外线的辐射下会产生光化学烟雾或形成酸雾,有些有机挥发物还会对大气臭氧层造成破坏。
为了限制印刷油墨中VOC对环境的污染和危害,自二十世纪六十年代以来世界各国相继颁布实施了有关的法律法规,对油墨中VOC的排放量作了严格的规定,同时油墨科技工作者也在不断地开发微含或不含VOC的、符合环保要求并能满足印刷适性的新型油墨,水性油墨应运而生。
水性油墨经过数十年的开发研究,在性能和应用方面得到了长足的发展,水性油墨以水为主,配以无毒或低毒的有机溶剂作为溶剂和稀释剂,不仅价格低廉、印刷适性良好,且无毒、芳香、安全、对环境友好,倍受印刷界的青睐。
不同水性油墨品种因所采用的主成膜树脂不同而具有不同的性能和应用。
目前,应用比较成功的主要有用于包装装潢印刷的顺酐加成松香树脂水性柔版油墨、丙烯酸树脂柔版及凹版水性油墨、水性豆油醇酸树脂油墨和水性环氧树脂塑凹油墨等。
从应用的情况看,在水性油墨配方结构中采用单一品种的主成膜树脂很难达到产品综合性能的优化表征。
本课题通过对合成材料进行精心筛选,对合成工艺路线进行优化组合,得到丙烯酸树脂和顺酐加成松香树脂,将二者在中和剂存在下于水复合溶剂体系中形成均一稳定的水性连结料,采用此连结料与着色颜料、填料和助剂经过分散研磨得到综合性能优良的水性柔版油墨。
2 实验研制2.1 水性复合连结料的制备2.1.1 丙烯酸乳液的合成2.1.1.1 主要原料丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯、过硫酸铵、乳化剂、OP-10蒸馏水。
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在进行丙烯酸树脂制作油墨之前,有诸多准备工作需要完成。
水性丙烯酸树脂烤漆的配方设计烤漆是在一定温度下烘烤,漆膜得以交联,形成不溶不熔的漆膜。
也就是我们常说的热固型的漆。
烘烤型的漆具有以下优点:1、经过一定温度烘烤干燥的漆膜其物理机械强度比自然温度干燥的漆膜高,高达几十倍。
2、烘烤漆可以形成机械或自动喷涂生产线,占地小、生产效率高。
3、全天候的工作,不受环境的影响(低温,高湿),可以改善生产环境污染,可回收污染源的“三废”进行综合治理。
水性烤漆的配方设计:1、对水性树脂的选择:要求树脂要与水有一定的相容性,与固化剂要有很好的混溶性,要有一定的耐水解性。
对颜料的润温性要好,要有很好的成膜性。
(不易产生针孔、缩孔、缩框等弊病)耐烘烤不黄变。
YT-02水性丙烯酸树脂符合这一要求:组成:本树脂由丙烯酸酯类单体、丙烯酸功能单体经自由基溶液聚合,采用有机胺中和成盐的水性树脂。
特点:具有优良的储存稳定性、烘烤温度低、光泽高、硬度高(3H以上)、附着力强、耐冲击、耐候性好等优点。
用途:本树脂与甲醚化氨基树脂合理配比,可配制罩光清漆、磁漆、底漆等;适用于交通运输车辆、五金件、工程机械等方面的表面涂装。
如用“氰特325#甲醚化氨基”配烤漆,温度120℃,30min干燥完成各项机械强度测试。
技术指标:2、对固化剂的选择:要求与水性树脂有好的相容性,其开封温度要与配方要求的干燥温度相匹配。
氰特325适合140℃以下,漆膜硬度大耐化学性优良。
氰特303适合170℃左右,硬度大柔性好。
将树脂与固化剂配成清漆,按照设计粘度的烘干条件,干燥检测所检项目,确定树脂与固化剂的合适配比。
清漆的固化剂比色漆的固化剂要高20%左右,因色漆有颜料存在,硬度要偏高一些。
3、色漆PVC颜料体积浓度的设计:一般遵循溶剂型色漆PVC颜料体积浓度设计要求的同时,要获得一个较高光泽的漆膜时,颜料的体积浓度要适当略低一点。
白色水性丙烯酸烤漆配方及工艺配方配方分析:三、工艺要求:1、将树脂、钛白、水计量后投入配料缸中搅匀,润湿30min。
丙烯酸树脂水性油墨配方设计及优化
首先,选择适当的丙烯酸树脂。
丙烯酸树脂具有重要的作用,能够提
供水性油墨的粘结力和耐水性。
根据不同的应用要求,可以选择不同牌号
的丙烯酸树脂。
例如,如果需要高附着力和耐磨性,可以选择耐磨型丙烯
酸树脂。
其次,选择合适的颜料。
颜料决定了水性油墨的颜色、遮盖力和耐光性。
一般来说,选择质量稳定的无机颜料或有机颜料,并根据需要进行配色。
此外,还可以添加一定量的白色或黑色颜料,以调整水性油墨的明度。
然后,选择合适的助剂。
助剂在丙烯酸树脂水性油墨中起到调节粘度、提高流平性、增加耐磨性等作用。
常用的助剂有流平剂、增稠剂、抗结皮
剂等。
根据水性油墨的具体要求,选择合适的助剂。
最后,进行配方优化。
在设计水性油墨配方时,需要综合考虑各种因素,如油墨的粘度、干燥时间、耐候性等。
通过试验和调整配方中的各个
组分的比例,可以得到性能稳定、适用于特定应用的丙烯酸树脂水性油墨。
总结起来,设计和优化丙烯酸树脂水性油墨配方需要综合考虑丙烯酸
树脂、颜料和助剂的选择,并进行配方的合理调整。
通过合理选择和优化,可以得到性能稳定、可靠的丙烯酸树脂水性油墨配方,满足不同应用领域
的需求。
丙烯酸树脂水性油墨配方设计及优化
一、颜料选择:
颜料是丙烯酸树脂水性油墨中起色彩作用的成分,选择合适的颜料对
油墨配方的设计和优化至关重要。
常见的颜料有有机颜料和无机颜料两种。
选择有机颜料时,需考虑其分散性好、稳定性高、耐候性好等特性。
而选择无机颜料时,需考虑其耐光性能、高色彩强度及光泽性等方面。
二、填充剂选择:
填充剂是油墨中用于增加体积和降低成本的主要成分。
常见的填充剂
有白碳黑、滑石粉等。
在选择填充剂时,需要考虑其对油墨性能的影响,
如粘度的改变、颜色的变化以及对印刷性能的影响。
三、助剂选择:
助剂在丙烯酸树脂水性油墨中起到调节黏度、改善流动性、增加附着
性等作用。
常见的助剂有润湿剂、消泡剂等。
在选择助剂时,需考虑其与
树脂的相容性及使用的目的。
四、稳定剂的添加:
在设计和优化丙烯酸树脂水性油墨的配方时,需要根据具体要求和应
用场景进行综合考虑,并进行实验验证。
通过调整各成分的比例和添加量,不断优化配方,以达到所需的印刷效果和性能要求。
总之,丙烯酸树脂水性油墨配方的设计和优化是一个综合性的过程,
需要考虑颜料选择、填充剂选择、助剂选择以及稳定剂的添加等多个因素。
通过合理调配各成分比例和添加量,可以实现丙烯酸树脂水性油墨的优化
性能和应用效果。
丙烯酸树脂水性油墨配方设计及优化一、实验药品仪器表2主要化学试剂名称规格生产厂家丙烯酸树脂市红树水性印涂材料有限公司三乙胺工业级飞翔化工(家港)有限公司乙醇胺化学纯上海凌峰化学试剂有限公司2-氨基-2-甲基-1-丙醇分析纯阿拉丁试剂(中国)有限公司无水乙醇,分析纯天津北联精细化学品开发有限公司顺丁烯二酸分析纯阿拉丁试剂(中国)有限公司对苯二胺分析纯天津北联精细化学品开发有限公司硬脂酸铝分析纯上海凌峰化学试剂有限公司表3主要仪器名称生产厂家电动搅拌器澳华仪器有限公司分散机FSJ-400 上海全简机电有限公司恒温加热磁力搅拌器巩义市予华仪器有限公司冰箱容声冰箱真空烘箱恒固电器有限公司NDJ-5S数字式旋转粘度计上海羽通仪器仪表厂电子天平上海精密科学仪器有限公司二、实验利用粉碎机将块状水溶性丙烯酸树脂打成粉末备用。
将实验需要的各种原料按制作配方中的比例进行称取。
将实验所需的纯净水倒入500ml三口瓶中以一定转速200r/min进行搅拌,用一药匙以1g/0.5min的速度将水溶性丙烯酸树脂粉末往三口瓶中进行投料,用胶头滴管以0.4 ML/0.5min的速度分别将乙醇和氨化试剂进行投料,最后将所需助剂一次性投入(若实验组中没有助剂可省掉此步骤)。
由投料结束开始用秒表计时稳定转速在规定时间搅拌,搅拌结束后将制得试样从三口瓶中转移到具有剪切、搅拌、乳化功能的分散机FSJ-400。
将所制得的水溶性树脂乳液(水性连接料)加入炭黑颜料色浆(由炭黑粉末用颜料粉碎机处理而得)用具有剪切、搅拌、乳化功能的分散机FSJ-400以280r/minI进行搅拌分散30min,搅拌结束后将制得试样从三口瓶中倒出,以一次性塑料杯在室温恒温存放。
三、各种应用性能测试(一)稳定性测试①检验原理对油墨进行一定时间的冷冻盒加热试验,观察油墨胶化情况或反粗现象。
在规定压力下,经一定时间,所扩展成圆柱体直径大小,以毫米表示。
若经过一段时间加热或降温实验流动度不变,则稳定;流动度变大,胶化可能性不大,但不够稳定;流动度变小,胶化倾向。
高档水性油墨的工艺配方及其制造工艺—一、高档水性油墨配方1、水性黑色油墨配方:名称数量(份)870型丙烯酸树脂液30乙醇9丙二醇丁醚8N330炭黑10酞菁蓝BGS(或华兰) 1.56240青莲0.5831乳液10824乳液20消泡剂0.5去离子水101、大红名称数量(份)870丙烯酸树脂液30乙醇8大红粉6、立素尔大红2 8丙二醇丁醚8水性腊 1831乳液10824乳液20消泡剂0.5去离子水14.52、深绿名称数量(份)870丙烯酸树脂液30乙醇8酞菁绿5、联苯胺黄3 8831乳液10824乳液20水性腊 1丙二醇丁醚8消泡剂0.5去离子水14.53、天兰名称数量(份)870丙烯酸树脂液30乙醇8酞菁蓝BGS6.5、钛白1.5 8 831乳液10 824乳液20水性腊 1丙二醇丁醚8消泡剂0.5去离子水14.5二、高档水性油墨制造工艺按配方所需将丙烯酸树脂液、乙醇及部分去离子水,投入到分散釜内,充分搅拌分散均匀。
1、配方所需称准颜料、0.3份消泡剂投入到分散釜内,充分分散搅拌均匀。
2、分散好的物料移至砂磨进行研磨,研磨3-4道,测细度达到15um以下即可,否则再继续研磨,直到细度达到要求。
4、将研磨好的物料移至分散釜内,再按配方所需依次称准831乳液、824乳液、水性腊、丙二醇丁醚、剩余份消泡及去离子水投入分散釜内,充分分散均匀后即可。
(分散机速度控制在300-500转/分左右)三、、生产过程注意事项和质量控制a)开始操作前应首先检查生产设备是否干净,能否正常运行。
b)生产车间一定要远离火源,阴凉通风、磨砂机的密封、冷却是否完好。
c)要严格按配方所需称好原料用量。
d)严格按先后投料次序进行操作。
e)各种原料进厂后,应先做小批量试验室生产,以确保工业产品质量。
四、各种原料规格型号、产地及参考价格名称型号参考价格870水性丙烯酸树脂液中山英杰柔印科技有限公司824水性丙烯酸乳液中山英杰柔印科技有限公司831水性丙烯酸乳液中山英杰柔印科技有限公司水性消泡剂1803.8-4万元/吨水性分散剂9202.8-3万元/吨五、主要生产设备1000立升电加溶解釜1台、高速分散机7.5-11千瓦/台、高速砂磨机(卧式)1台六、试验室检验设备如下名称数量(1)100-300ml具塞量筒1套(2)刮板细度计(100um)1台(3)小型砂磨机(2L)1台(4)保温烘箱1台(5)试验设备一套(搅拌、电炉等)1套(6)光泽计1台(7)自动酸价滴定仪1台(8)250ml棕小口瓶1箱(9)比色纸、比色刀、调墨刀各1套(10)粘度计(涂料4号铜杯)1台(11)展色轮1个(12)40倍放大镜1个(13)丝网刮棒2支七、产品检验方法该产品所有指标均参照企业标准检验。
水性丙烯酸树脂烤漆的配方设计
1.基料选择:
2.稀释剂选择:
水是一种常用的稀释剂,可以稀释丙烯酸树脂,提高涂料的流动性和
可涂性。
3.助剂选择:
(1)乳化剂:用于将丙烯酸树脂乳化成水分散体,增强涂料的稳定性。
(2)润湿剂:提高涂料的湿润性,使其更容易涂抹在基材上。
(3)交联剂:用于增加涂层的硬度和耐久性。
(4)防黄剂:防止涂层在阳光下暴露后发黄。
4.填料选择:
填料可以增加涂膜的厚度和硬度,改善其润滑性和耐磨性。
(1)钛白粉:提高涂层的遮盖力和抗紫外线性能。
(2)硅酸盐:增加涂层的硬度和耐久性。
(3)云母:提高涂层的闪光效果和抗腐蚀性能。
根据以上要素,以下是一种可能的水性丙烯酸树脂烤漆的配方设计:
配方1:
-丙烯酸树脂:50%
-水:25%
-乳化剂:5%
-润湿剂:2%
-交联剂:3%
-防黄剂:1%
-钛白粉:5%
-硅酸盐:5%
-云母:4%
配方2:
-丙烯酸树脂:45%
-水:20%
-乳化剂:4%
-润湿剂:3%
-交联剂:2.5%
-防黄剂:0.5%
-钛白粉:6%
-硅酸盐:7%
-云母:5%
这只是一个示例配方,实际的配方设计需要根据具体的使用要求进行调整。
在配方设计过程中,要注意相应的助剂与基料之间的相容性,以确
保配方的稳定性和性能。
同时,还要根据产品的使用环境和要求考虑涂料的耐久性、耐磨性和耐化学品性能等方面的因素。
水性丙烯酸树脂的设计合成及应用一、本文概述水性丙烯酸树脂作为一种重要的高分子材料,在涂料、粘合剂、油墨等领域具有广泛的应用。
本文旨在全面介绍水性丙烯酸树脂的设计合成方法、性能特点以及在实际应用中的优势。
文章首先概述了水性丙烯酸树脂的发展历程和现状,然后详细阐述了水性丙烯酸树脂的合成原理和技术,包括原料选择、反应条件控制以及聚合反应动力学等方面的内容。
接着,文章重点分析了水性丙烯酸树脂的物理化学性质,如分子量分布、玻璃化转变温度、耐水性、耐候性等,以及这些性质对其应用性能的影响。
文章探讨了水性丙烯酸树脂在涂料、粘合剂、油墨等领域的具体应用案例和市场前景,以期为读者提供全面而深入的了解,推动水性丙烯酸树脂的进一步研究和应用。
二、水性丙烯酸树脂的设计水性丙烯酸树脂的设计是水性涂料领域的关键技术之一,其目标是开发出性能优异、环保友好的树脂,以满足日益增长的环保需求和市场要求。
在设计水性丙烯酸树脂时,需要综合考虑分子结构、官能团、分子量分布、亲水亲油平衡(HLB值)等因素。
分子结构设计是水性丙烯酸树脂设计的核心。
通过选择合适的丙烯酸单体,如甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)等,并调整单体的配比,可以调控树脂的硬度、柔韧性、耐候性、耐水性等性能。
同时,引入功能性单体,如羟基丙烯酸酯、羧基丙烯酸酯等,可以赋予树脂特殊的功能,如交联性、自乳化性、耐水性等。
官能团的引入对于水性丙烯酸树脂的性能也至关重要。
官能团可以影响树脂的分子间相互作用、相容性以及界面性能。
例如,引入羟基或羧基官能团可以提高树脂的水分散性,同时增加其与基材的粘附力;引入氨基或酰胺官能团可以提高树脂的耐水性和耐化学腐蚀性能。
分子量分布也是水性丙烯酸树脂设计中的重要因素。
通过控制聚合反应的条件,如温度、引发剂浓度、反应时间等,可以得到不同分子量分布的树脂。
分子量分布越窄,树脂的性能越稳定;而分子量分布适当拓宽,则可以提高树脂的柔韧性和抗冲击性能。
丙烯酸树脂水性油墨配方设计及优化一、实验药品仪器表2主要化学试剂名称规格生产厂家丙烯酸树脂佛山市红树水性印涂材料有限公司三乙胺工业级飞翔化工(张家港)有限公司乙醇胺化学纯上海凌峰化学试剂有限公司2-氨基-2-甲基-1-丙醇分析纯阿拉丁试剂(中国)有限公司无水乙醇,分析纯天津北联精细化学品开发有限公司顺丁烯二酸分析纯阿拉丁试剂(中国)有限公司对苯二胺分析纯天津北联精细化学品开发有限公司硬脂酸铝分析纯上海凌峰化学试剂有限公司表3主要仪器名称生产厂家电动搅拌器常州澳华仪器有限公司分散机FSJ-400 上海全简机电有限公司恒温加热磁力搅拌器巩义市予华仪器有限公司冰箱容声冰箱真空烘箱宁波恒固电器有限公司NDJ-5S数字式旋转粘度计上海羽通仪器仪表厂电子天平上海精密科学仪器有限公司二、实验利用粉碎机将块状水溶性丙烯酸树脂打成粉末备用。
将实验需要的各种原料按制作配方中的比例进行称取。
将实验所需的纯净水倒入500ml三口瓶中以一定转速200r/min进行搅拌,用一药匙以1g/0.5min的速度将水溶性丙烯酸树脂粉末往三口瓶中进行投料,用胶头滴管以0.4 ML/0.5min的速度分别将乙醇和氨化试剂进行投料,最后将所需助剂一次性投入(若实验组中没有助剂可省掉此步骤)。
由投料结束开始用秒表计时稳定转速在规定时间内搅拌,搅拌结束后将制得试样从三口瓶中转移到具有剪切、搅拌、乳化功能的分散机FSJ-400。
将所制得的水溶性树脂乳液(水性连接料)加入炭黑颜料色浆(由炭黑粉末用颜料粉碎机处理而得)用具有剪切、搅拌、乳化功能的分散机FSJ-400以280r/minI进行搅拌分散30min,搅拌结束后将制得试样从三口瓶中倒出,以一次性塑料杯在室温恒温存放。
三、各种应用性能测试(一)稳定性测试①检验原理对油墨进行一定时间的冷冻盒加热试验,观察油墨胶化情况或反粗现象。
在规定压力下,经一定时间,所扩展成圆柱体直径大小,以毫米表示。
若经过一段时间加热或降温实验流动度不变,则稳定;流动度变大,胶化可能性不大,但不够稳定;流动度变小,胶化倾向。
②实验工具及材料塑料胶杯若干;自控恒温箱;冷藏冰柜;流动度测试仪(由质量为140±0.05g,厚度为5~6min,直径为10mm圆玻璃片两片,金属固定盘一个组成);金属削刀;针筒;透明量度尺(刻度值为1mm);定时钟图3流动度装置图③检验条件:检验应在溫度25±℃,相对湿度65%±5%条件下进行。
④检验方法(1)将受测试油墨分别装入塑料胶杯中,杯内装油墨约为5g。
利用金属削力将杯内的油墨要排除气泡,在封上玻璃纸记上标志,然后分别放入70℃自动恒温箱和3℃的冷冻箱内2h取出,置室温存放。
(2)把已置室温30 min以上的受测试油墨在检验条件下进行流动度测试。
(3)用金属削刀将塑料杯中的油墨来回调动去除气泡,用针筒吸取试样0.1mL,将管口及周围余墨刮去,使试样与管口齐平,管内油墨不得含有气泡。
(4)将针筒内的油墨挤出,用金属削刀把针筒管口余墨刮掉,抹于上玻璃片中心。
(5)将上圆玻璃片放在金属固定盘内的圆玻璃上,是中间有墨部分重叠,立即压上砝码,开始计时(注意固定盘盈保持水平)。
(6)15min时移去砝码,用透明度量尺测量油墨圆体直径,交叉测试两次。
⑤检验结果交叉测量之平均值为流动度数据。
如交叉测量相差大于等于2mm,则试验必须重做。
(二)光泽度测试①检验原理在定光源的照射下,将印着受测油墨的铜版纸进行光泽对比。
②检验材料铜版纸若干;胶辊;针筒;40目尼龙网若干;剪刀;万字夹;金属削刀③检验条件:检验应在温度25±℃相对湿度65 %±5%条件下进行。
④检验步骤(1)将尼龙网剪成铜版纸大小。
(2)用金属削刀将塑料杯中的油墨来回调动去除气泡,用针筒吸取试样3mL,将管口及周围余墨刮去,使试样与管口齐平,管内油墨不得含有气泡。
(3)将针筒内的油墨挤在胶辊,用金属削刀把针筒管口余墨刮掉,抹于胶辊上。
(4)利用万字夹将尼龙网和铜版纸夹紧,利用胶辊将受测油墨均匀的印在铜版纸上。
(5)取下万字夹以及尼龙网,将所有印上受测油墨的铜版纸编号,置于白炽灯直射光线下观察。
(6)将它们按光泽度的优劣进行排序,并将其编号按序记录。
⑤检验结果胶辊在铜版纸上来回拖动15次(一个来回为一次)排除气泡,气泡过多会影晌观察效果。
(三)干燥性测试①检验原理将油墨试样刮在玻璃上或纸上,放在烘箱或令其自然干燥,定时用手摸试其干燥与否,干燥后,看所需时间来判定油墨的干燥性。
②检验材料50*50*0.1CM3软玻璃;透明量度尺(刻度值为1mm,美工笔;油性笔;金属削刀;剪刀;502胶水③检验仪器烘箱④检验条件:检验应在溫度40±1℃⑤检验步骤(一)测工具盘制作(1)剪刀剪取8.5*20*0.1 CM3软玻璃5张,四周预留2cm的空位用透明量度尺量度四个2.5*4.5 CM2的长方形(以2CM为间隔)并以油性笔做标记。
(2)用美工刀围着长方形切割,把软玻璃长方形挖空。
(3)将挖空的软玻璃与没有挖空的软玻璃用502胶水粘结起来。
(4)用美工刀将其中的三个挖空位置重新挖空。
(5)重复步骤⑶用美工刀将其中的二个挖空位置重新挖空。
(6)重复步骤⑶用美工刀将其中的一个挖空位置重新挖空。
(7)重复步骤⑶,从而形成一个有四个(2.5*4.5*0.1 CM3、2.5*4.5*0.2 CM3、4.5*2.5*0.3 CM3、4.5*2.5*0.3 CM3)测试坑的软玻璃盘。
(二)烘箱测试(1)用金属削刀将受测油墨来回推动赶出气泡,并将其引流进四个测试坑,并用金属削刀将多余的油墨刮出,每个测试坑表面平整。
(2)将一组受测油墨的软玻璃测试盘放进恒定温度为40℃的供箱中,每隔6个小时将烘箱中的测试盘拿出,用手摸试其干燥程度并将状况记录下来。
⑥检验结果用手摸试其干燥程度时,以不黏手为油墨的表面已经干透;手指用力按压时不下陷为油墨内部干透。
四、水性连接料各组分比例对其应用性能的影响水性连接料对水性油墨的应用性能影响因素主有水性树脂与水的用量比、胺化试剂种类、胺化试剂塞水的用量比、助溶剂与水的用量比[9-10]。
在这次的实验中,我们以丙烯酸树脂为连接料中的水性树脂,采用了三种中和剂三乙胺、乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇作为胺化试剂中和剂,分析这三种中和剂以及其用量对水性油墨应用性能的影响;釆用了乙醇作为助溶剂,分析助溶剂用量对水性油墨应用性能的影响。
4.1水性树脂与水的用量比表4各组分与水的用量比序号水性树脂与水的氨化试剂氨化试剂量乙醇1 2:3 乙醇胺7:20 3:82 5:6 乙醇胺7:20 3:83 1:1 乙醇胺7:20 3:84 7:6 乙醇胺7:20 3:8表5水性树脂与水的用量比应用性能测试序号粘度光泽度干燥时间流动度(cm*cm) (Mpa.S) (排序) (h)加热后未处理冷藏后1 728.8 4 108 8.8*8.8 7.1*7.2 7.1*7.22 20363 96 3.2*3.3 6.0*6.0 5.8*5.93 2739.8 2 84 3.5*3.4 5.6*5.7 5.1*5.24 9018.4 1 64 5.3*5.4 5.0*5.0 5.0*5.1图4水性树脂与水的用量比与粘度关系通过实验数据我们可以得出水性连接料中投入的水性树脂量对水性油墨的粘度有重大的影响,随着水性树脂的用量投加到比例为7:6时,粘度迅速上升。
同时也发现水性树脂与水的用量比越大时,制得的本性油墨的光泽度越好和干燥速度更快。
对比4组实验,水性树脂与水的用量比为7:6稳定性最好,但是考虑到水性油墨的粘度过大,干燥速度过怏,容易造成印版和网纹辊堵塞,引起版面上脏。
综上所述,水性树脂与水的用量比为1:1较为适合。
4.2氨化试剂的种类表6氨化试剂的种类序号水性树脂与水的氨化试剂氨化试剂乙醇1 1:1 三乙胺7:20 3:82 1:1 乙醇胺7:20 3:83 1:1 2-氨基-2-甲基7:20 3:8表7氨化试剂的种类应用性能测试序号粘度光泽度干燥时间流动度(cm*cm) (Mpa.S) (排序) (h)加热后未处理冷藏后1 3140.2 2 78 5.2*5.3 4.2*4.3 5.8*5.82 2739.8 1 84 3.5*3.4 5.6*5.7 5.1*5.23 3507.5 3 74 5.2*5. 3 4.4*4.5 5.0*5.14.3氨化试剂与水的用量比这三种氨化试剂中,2-氨基-2-甲基-1-丙醇和乙醇胺与水性树脂发生的是酰胺化反应达到中和,而三乙胺与水性发生的是酯化反应达到中和。
通过实验数据对比,我们可以知道这三种氨化试剂在相词的用量下对所制得水性油墨粘度影响性不大,由于2-氨基-2-甲基-1-丙醇自身的粘度较其他两种氨化试剂大,所测得的粘度为三者中最大。
对比三乙胺和乙醇胺的稳定性能数据,可以发现乙醇胺比三乙胺要稳定。
除此之外,2-氨基-2-甲基-1-丙醇的使用成本为三者中最贵,三乙胺的挥发气味为三者最大,所以氨化试剂选取乙醇胺较为适合。
表8各组分与水的用量比序号水性树脂与水的氨化试剂氨化试剂乙醇1 1:1 乙醇胺4:15 3:82 1:1 乙醇胺7:20 3:83 1:1 乙醇胺13:20 3:8表9胺化试剂与水的用量比应用性能测试序号粘度光泽度干燥时间流动度(cm*cm) (Mpa.S) (排序) (h)加热后未处理冷藏后1 4321.3 3 72 6.2*6.3 5.0*5.0 5.4*5.52 3140.2 2 78 5.2*5.3 4.2*4.3 5.8*5.83 2948.2 1 88 7.0*7.0 6.1*6.0 6.7*6.8图4氨化试剂用量比与粘度关系4.4助溶剂与水的用量比在影响水性油墨印刷质量的诸多因素中,最主要的控制指标是粘度值和和PH值,因此水墨粘度和PH值的稳定性对于水墨性能的影响显得格外重要。
粘度是流体黏滯性的一种量度,它将直接影响油墨的转移性和印刷质量[11-14];同时,PH值的大小及其稳定性是影响水墨稳定性另一重要因素[12]。
PH值的大小也将会直接影响到水墨的粘度。
通过实验可知随着氨化试剂投入的量增加,水性树脂的溶解量会增加,粘度会减少。
同时发现随着用量增加,水性油墨的干燥速度陆续减少,干燥的时间一直增加;随着胺化试剂用量的增加,PH值随即增加,水性油墨的光泽度越好。
综合水性油墨各物性要求,胺化试剂与水的用量较为合适的比例为7:20 。
4.4助溶剂与水的用量比表10各组分与水的用量比序号水性树脂与水的氨化试剂氨化试剂乙醇1 1:1 乙醇胺7:20 7:242 1:1 乙醇胺7:20 3:83 1:1 乙醇胺7:20 11:24表11助溶剂与水的用量比应用性能测试序号粘度光泽度干燥时间流动度(cm*cm) (Mpa.S) (排序) (h)加热后未处理冷藏后1 5029.4 1 69 3.1*3.1 5.3*5.4 5.1*5.22 2739.8 2 84 5.0*5.1 5.6*5.7 5.8*5.93 2538.2 3 85 4.7*4.8 4.8*4.9 5.0*5.1图5助溶剂用量比与粘度关系通过图5发现助溶剂与水的用量比越大的时候粘度越小,证明当助溶剂与水用量比达到3:8的时候,水性树脂在体系中迅速溶解。