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文档简介

树脂结构特性及应用培训1第一页,共八十页,2022年,8月28日

内容:1.前言2.树脂结构类型与特性3.树脂在有机颜料中的应用

3.1高聚合物工程材料用着色

3.2印刷油墨连结料用*

3.3涂料用树脂

3.4树脂作为有机颜料之载体*

3.5树脂作为有机颜料之分散剂*

3.6树脂作为有机颜料膠囊化改性4.结语2第二页,共八十页,2022年,8月28日

聚合物树脂作用①.有机颜料的改性(增加或降低表面极性)作用;②.有机颜料的润湿(粒子表面吸附)作用;③.有机颜料的预分散(载体)作用;④.改进着色强度与光泽度⑤.有机颜料固着或成膜作用(PigmentResinColorant);⑥.有机颜料的展色作用;⑦.改进有机颜料的分散体贮存稳定(空间或立体障碍);⑧.有机颜料制备物色母粒(MB)或色片(CH,Chip).

1.前言

聚合物树脂在有机颜料合成、商品化、以及塑料、涂料与印刷油墨著色过程中具有十分重要的作用。任何一个有机颜料的应用领域,为获得满意的着色效果,几乎均离不开树脂的匹配作用。3第三页,共八十页,2022年,8月28日“颜料-连结料-添加剂-溶剂”

之间的相互作用

包括:吸附作用(Adsorption);稳定作用(Stabilisation)溶剂化作用(Solvation);表面改性作用(SurfaceModification);结晶作用(Crystllisation);润湿作用(Wetting);胶束化作用(Micelltion).4第四页,共八十页,2022年,8月28日2.树脂结构类型与特性

聚合物树脂可有不同的分类方法:依据来源不同分类:

①.天然树脂;松香酸树脂;达马树脂;②.天然加工、改性树脂:聚合松香树脂、石灰松香树脂、岐化松香树脂、氢化松香树脂、硝化纤维树脂等;③.合成树脂:酚醛树脂、醇酸树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、三聚氰胺树脂、丙烯酸树脂等。依据树脂加工性能分类

①.热塑性树脂②.热固性树脂5第五页,共八十页,2022年,8月28日依据化学结构分类

①.酚醛树脂(PF,PhenolicResin);醇酸树脂(AlkydResin)②.环氧树脂(EpoxyResin)③.聚酰胺树脂(PA,PolyamideResin)④.三聚氰胺树脂(MelamineResin)⑤.甲基丙烯酸甲酯(PMMA,Polymethylmethacrylate)⑥.聚乙烯(HDPE;LDPELow-densityPolyethylene)⑦.聚苯乙烯(PS,Polystyrene)⑧.聚氮聚乙烯(PVC,Polyvinylchloride)⑨.聚丙烯(PP,Polypropylene)⑩.丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS,Acrylonitrite-Butatiene-Styrene)

依据树脂应用特性分类:①.工程材料用②.印刷油墨用③.涂料用④.栽体树脂用⑤.助剂用(润湿剂、流平剂等)⑥.分散剂用.6第六页,共八十页,2022年,8月28日3.树脂在有机颜料中的应用

3.1高聚合物工程材料用着色

合成树脂、塑料为人们提供各种合成纤维、轻工业产品及特殊功能的材料,对其着色剂不仅需求量逐年增加,而且依据不同着色对象的特性、着色工艺、加工条件,对作为着色剂的包括:有机颜料,颜料制备物,溶剂染料或称可溶性染料及无机颜料等,提出更新更高的要求;着色剂的内在质量及结构特性将是直接影响树脂、塑料、合成纤维制品外观、应用性能(如耐候性、强度等)重要因素之—。

合成树脂品种繁多,如按树脂可塑性不同可分为两大类别,即,依据加热条件下加工特性与机械强度不同适用于各种不同领域。7第七页,共八十页,2022年,8月28日

热硬化树脂热塑性树脂非晶型树脂结晶型树脂环氧树脂EP聚氯乙烯PVC高密度聚乙烯HDPE三聚氰胺树脂MF聚乙烯乙酸乙酯PVAC低密度聚乙烯LDPE苯酚甲醛树脂PF聚乙烯醇PVAL聚丙烯PP氨基甲酸酯PUM聚乙烯醇缩丁醛PVB聚酰胺PA脲醛树脂UF聚苯乙烯PS聚碳酸酯PC不饱和聚酯UP聚氨基丙烯酸甲酯PMMA聚甲醛POM聚苯醚PPO聚偏二氯乙烯PVDC聚氨基甲酸酯PUR对苯二甲酸乙二醇酯PET聚四氟乙烯PTFE热硬化树脂及热塑性树脂8第八页,共八十页,2022年,8月28日树脂塑料加工成型温度

及对着色颜料的要求

树脂类型加工成型温度,oC对着色剂性能的要求聚碳酸酯(PC)150-200耐热优异,分散性好,不含水高密度聚乙烯(HDPE)150-220耐热稳定性高,不迁移低密度聚乙烯(LDPE)160-230坚牢度优良,不迁移聚苯乙烯(PS)180-240坚牢,溶解性好聚氯乙烯(PVC)180-250分散性好,坚牢,耐酸性好聚甲基丙烯(PMMA)酸酯200-230坚牢,耐热,不迁耐聚氨酯(PU)210-270耐光,耐酸,耐还原作用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)230-310耐热优异,分散性好聚酰胺(Nylon)270-290耐热,不含水,分散性好聚酯(PET)270-290耐热优异,不迁移,不显酸碱性9第九页,共八十页,2022年,8月28日塑料着色有机颜料具备的要求

(1).优良的耐热稳定性能是作为塑料着色剂的重要指标,着色剂耐热稳定性良,防止受热时导致颜色改变。

(2).优异的耐迁移性能,耐迁移性能表现为四种形式:

a.渗色特性(Bleeding):与其他物体相接触时,着色剂从着色的塑料迁移到与其相接触的另一物体上;b.喷霜特性(CrockingorBlooming):是着色剂从被着色的树脂中迁移到塑料表面,且迁移的颜料可以擦掉;c.铜光或金属光泽(Bronzing):伴随着喷霜现象,在塑料表面呈现出较金属光泽;d.板面析出(Plate-Out):,由于各种添加剂与母体树脂之间缺少必要匹配性,颜料着色剂与其各种添加剂一起携带出,沉积在轧辊表面,发生这种污板现象。

10第十页,共八十页,2022年,8月28日塑料着色有机颜料具备的要求(3).与树脂具有良好相容性与易分散性能,不与塑料组分发生反应或被塑料中残余催化剂、助剂所分解,影响着色制品质量;粒径细微、分布集中,鲜艳度、光泽度、透明性,不形成斑点或条痕。

(4).户外使用的塑料制品着色用的有机颜料更应具有优良耐光、耐气候坚牢度。

(5).电缆材料及其某些工程材料的着色树脂,其中用于电讯材料聚乙烯的着色剂,应保证颜料中水洗彻底,不含电解质杂质,具有规定的阻抗值。

(6).食品包装以及玩具用着色塑料,应限制其中重金属含量.(7).在聚烯烃注塑中(聚乙烯:高密度聚乙烯HDPE,低密度聚乙烯LDPE),聚丙烯(PP)中不发生明显的的成型收缩(Moldshrinkage)与扭变(Distortion,LowWarp)作用或良好尺寸稳定性能。11第十一页,共八十页,2022年,8月28日3.2印刷油墨连结料用

在印刷油墨制备过程中,必须选择特定性能之树脂作为连结料,与有机颜料充分混合、分散,制备出具有一定粘度、流动性与附着力的印墨产品。树脂具有在油料中溶胀、粘度适中。印刷油墨对其树脂之要求可概括如下:

a.与连结料植物油具有优良的相容性或油溶性,引入亲油性基团。树脂的分子量不应过高,显示一定的流动性,与粘度。

b.具有特定的软化点,良好的成膜性与附着强度。

c.与着色剂有机颜料有良好的润湿性与匹配性。

12第十二页,共八十页,2022年,8月28日①.松香树脂与松香改性树脂(Rosin–modifiedresin)

松香树脂与松香改性树脂(Rosin–modifiedresin)

松香树脂(Abietate)主要成份为松香酸(AbieticAcid,Rosin)。分子式为C19H29COOH,由它可制备数种重要的衍生们,诸如:

二聚松香(DimerRosin),

氢化松香(HydroabieticRosin),

岐化松香,

松香胺(Abietylamine);

皂化松香等.13第十三页,共八十页,2022年,8月28日松香衍生物应用特性松香衍生物软化点应用特性松香酸70-80oC熔点120-135oC,闪点187oC,酸值155-175mgKOH/g,碘值80-220;价格低廉,含有两个双键,空气中易氧化变色氢化松香>76oC由松香中枞树型树脂酸压力下催化加氢之产物,含75%二氢化松香,皂化值167mgKOH/g,颜色浅,耐氧化、脆性小,耐光性良好,不易氧化变色岐化松香亦称脱氢松香,形成一个稳定的芳环与一个环己烷抗氧化性提高适用于高档印刷油墨松香胺b.p.187-211oC,闪点>80oC,由羧酸基转变为松香腈,再氢化得到氨基,呈弱碱性,可溶于酸中,可通过氨基与磺酰氯、羧酰氯反应,制备改性分散剂。二聚松香110-120oC是轻氢化、聚合而得,分子量加大,含二聚体20-50%酸值145mgKOH/g,光泽好,高软化点与抗氧化性,用于印墨中附着力优良。14第十四页,共八十页,2022年,8月28日松香树脂与松香改性树脂

15第十五页,共八十页,2022年,8月28日

以松香酸为原料可以实施改性,主要是与多元醇,如丙三醇、季戊四醇(Pentaerythirtol),加热至270-280oC,进行酯化脱水反应或与顺丁烯二酸酐进行1,4-加成反应,制备松香改性树脂

:

16第十六页,共八十页,2022年,8月28日②.干性醇酸树脂与不干性醇酸树脂

由饱和度不同的脂肪酸制备的醇酸树脂,其干燥特性可分为干性醇酸树脂与不干性醇酸树脂;特性干性油半干性油不干性油饱和度含双键6个以上含双键4-6个含双键<4个碘值>140100-140<100实例桐油亚麻仁油苏子油大麻油豆油葵子油棉子油芝麻油蓖麻油椰子油花生油米糖油17第十七页,共八十页,2022年,8月28日

醇酸树脂按照添加植物油或含有脂肪酸数量的多少,分为短油度、中油度与长油度三种树脂。其树脂的油度长、短与其些应用性能有直接关系

增加增加增加应用性能醇酸树脂油度,%40506070溶解性能增加稳定性增加流平性增加醇容忍度

增加光泽度

增加成膜硬度

增加

18第十八页,共八十页,2022年,8月28日

由甘油与亚麻仁油(作为脂肪酸)反应生成酯,再与多元酸(邻苯二甲酸酐)反应,则可制备出快干性优良的醇酸树脂:19第十九页,共八十页,2022年,8月28日

不干性醇酸树脂:

用不干性植物油,如椰子油、蓖麻油,该类脂肪酸饱和程度高,碘值低,耐氧化性好,但不易成膜。在应用时需与其他树脂复合(如硝化纤维树脂、环氧树脂及氨基树脂等),以改进共干燥、成膜与附着性能。甘油(丙三醇)+椰子油(脂肪酸)酯化反应,

+季戊四醇

+邻苯二甲酸酐

醇解(酯化)反应

醇酸树脂

20第二十页,共八十页,2022年,8月28日③.硝化纤维(NC)树脂

硝化纤维(NC)树脂系以纤维素于30oC下以不同组成的混酸作用,使每个β-葡萄糖剩基之羟基进行酯化反应,生成纤维素硝酸酯:

硝化棉N含量,%羟基被酯化的数目14.143.012.582.411.592.210.932.09.761.79.311.56.51.0油墨中作为成膜剂的硝化棉(NC)21第二十一页,共八十页,2022年,8月28日硝化纤维(NC)树脂

经过硝化或酯化的纤维素,再在压力下进行降解反应,使其分子量降低,增加溶解性;测定产物的氮含量(%)表示不同羟基被酯化的数目,三个羟基均被酯化的产物不稳定,易爆炸。N含量愈高,在硝化纤维产物乙醇中不溶解.

油墨中作为成膜剂的硝化棉(NC)一般N含量为10.5-12%,

具有快干性好,成膜硬度高,通常拼于溶剂中增进干燥性。

22第二十二页,共八十页,2022年,8月28日④.聚酰胺树脂(PA)

聚酰胺树脂系由脂肪酸与胺类缩合而成,分子中含有多个酰胺基-CONH-;合成纤维用的尼龙(Nylon)属于高分子量的。而印刷油墨用为分子量600-9000;

在由不饱和二聚体脂肪酸与二元胺(如乙二胺)缩合而成.无毒气味小尤其远用于食品己包装印墨

表印油墨的连结料主要是聚酰胺树脂,其附着力好,光泽好,由于聚酰胺树脂柔软性好,具有较大的弹性,加入的助剂使其耐磨性好而提高,与外界物体相碰较牢固。表印油墨所用溶剂主要是二甲苯,异丙醇。

23第二十三页,共八十页,2022年,8月28日复合印墨(里印墨)

食品包装是以复合里印油墨为主;奶制品包装宜用耐水、耐酸、耐温的油墨。里印油墨树脂连结料氯化聚丙烯树脂刚性特别好,耐磨性差些,里印墨对耐磨性要求相应低些。非蒸煮型里印油墨的连结料主要是氯化聚丙烯,也用硝化纤维及氯乙烯-醋酸乙烯共聚树脂的。里印油墨溶剂以低极性(LowPorarity)甲苯、醋酸乙酯为主。耐高温蒸煮里印油墨则是乙酮、醋酸乙酯等为主。里印油墨溶剂适合高速印刷、溶剂的挥发度较快、溶剂残留量少。

24第二十四页,共八十页,2022年,8月28日⑤.氯醚树脂(复合印墨)

日本DIC将氯醚树脂引入复合油墨体系当中的,与氯化聚丙烯(CPP)、氯化EVA共同作为树脂。

氯醚树脂MP45由于引入乙烯基异丁醚,使其具有优良的连结料性能。保证油墨中的各种树脂、颜料、填料等有机的结合在一起,特别是品质好的复合油墨。

氯醚树脂是氯乙烯-乙烯基异丁基醚树脂(Copolymerofvinylchlorideandvinylisobutylether)的简称,是由氯乙烯和乙烯基异丁基醚,共聚而成的聚合物。CASRN[25154-85-2]氯醚树脂作为替代氯化橡胶的重防腐涂料的基料,以其优越的价格和环保的优势,有着十分广阔的前景。+(25%乙烯基异丁基醚)(75%氯乙烯)氯醚树脂→CASRN[109-53-5]CASRN[75-01-4]25第二十五页,共八十页,2022年,8月28日氯醚树脂

氯乙烯-乙烯基异丁基醚树脂(Isobutylvinylether-vinylchloride)

CA名称:Propane,1-(ethenyloxy)-2-methyl-,polymerwithchloroethene

产品名称:氯醚树脂MP45;LaroflexMP15;LaroflexMP25;LaroflexMP35;LaroflexMP45;MP(resin);MP25;MP35;Tajfun;VinoflexMP35;VinoflexMP400;◆物理状态:无毒、无味、白色微细粉末。抗皂化性优异,分子链中氯原子结合十分稳定,具有耐水、耐酸、碱、盐的高防腐蚀性能。◆溶解性优异:在脂肪烃和芳烃溶剂中溶解度优良。◆稳定性好:制成的产品具有耐老化、耐泛黄、耐粉化、耐水解、耐光性、耐气候性、耐腐蚀性等优异性能,热稳定性好(适用于高温消毒);与各种基材有良好附着力。26第二十六页,共八十页,2022年,8月28日氯醚树脂--塑料凹版复合油墨

氯醚树脂特别是品质好的复合油墨,树脂类产品要有更好的转移性能以及对颜色的润湿性能。MP45以下指标几个指标在油墨生产中,起关键作用:

1.外观:

MP45的外观是白色微细粉末。如白度不纯正,发黄,说明树脂的耐老化性能不稳定,或者产品自身的稳定性的缺陷。

2.溶解性能:优良的氯醚树脂,溶解性能好,在溶剂中充分溶解。溶液的外观应该是无色透明的,同时适合苯、脂、酮各类低极性溶剂以及混合溶剂。溶解透明性不好,说明树脂中存在不溶于或难溶于溶剂物质。使得树脂在分子结构或者分子量的分布存在不合理。导致了树脂的溶解性能不好。

27第二十七页,共八十页,2022年,8月28日

3.氯醚树脂MP45树脂液

品质优良的MP45,溶解后,除了无色透明之外,还要看它的稳定性,是否有分层、沉淀以及析出等现象。另外是否有粘度变化、颜色变深(发黄、甚至发红、变黑)等问题。

4.氯醚树脂MP45其他性能:

氯醚树脂冷冻试验把树脂溶液在-15℃温度下冷冻5-7天,观察溶液的变化,是否有沉淀、凝胶、分层等现象;

耐温度试验把树脂液涂在光洁的试板表面(如洁净的玻璃板),在100℃温度下在烘箱里1-2小时,观察是否有气泡,气泡的数量,是否有龟裂,纷华等现象;

混溶试验把MP45溶液与其他树脂的日夜混合在一起,搅拌均匀,停放7天以上,观察是否有沉淀、分层、析出等。氯醚树脂--塑料凹版复合油墨28第二十八页,共八十页,2022年,8月28日⑥.氯醋树脂

氯醋树脂或氯乙烯-醋酸乙烯的共聚物,通过加入醋酸乙烯单体来控制共聚物中醋酸乙烯脂的百分含量来达到不同的性能要求,约86%氯乙烯和14%醋酸乙烯的共聚物:a.氯醋树脂溶于酮类等有机溶剂和混合溶剂,在混合溶剂有更好的溶解,如“环已酮-丁酮-二甲基酰胺”混合溶剂,不溶于乙醇,脂肪烃类溶剂.b.主要用做油墨、涂料的连结料。氯醋树脂系列产品很大程度上显示出与通常颜料和填料良好的兼容性。配成的涂料具有很好的韧性,耐久的饶曲性,对多孔表面显示出优异粘合性。c.氯醋树脂与其它的氯乙烯共聚物,聚氯乙烯和丙烯酸树脂以及酚醛树脂和醇酸树脂兼容。d.氯醋树脂对pvc具有优良的附着力,特别推荐用作制造pvc基材的喷涂印刷油墨,丝网印刷油墨。凹版印刷油墨,上光油墨,无毒玩具漆和胶粘剂,还用于人造革和塑料防水油布的涂料。29第二十九页,共八十页,2022年,8月28日喷绘印刷油墨黄颜料(含固量为50%)30.0份丙烯酸树脂溶液(joncryl62,含固量34.6%)3.0份分散剂(Emulgen420)2.0份纯水50.0份甘油6.0份

以C.I.颜料黄138为实例,将250份喹酞酮颜料P.Y.138(PariotolYellowK0961HD,BASF)与2500份氯化钠、160份聚乙二醇,1gallon揑合机,于60oC下处理4h,倾至2.5L温水中,用高速搅拌机混合1h、过滤、水洗,以除去盐及溶剂,得水性分散体含固量为50%,砂磨机中分散4h,制备出喷绘印墨:浓的喷绘印墨13.5份分散剂(Emulgen420)0.2份丙烯酸树脂溶液(EmapolvTYN-40,含固量44.8%)3.0份乙二醇(氯醋树脂)30.0份杀菌剂(Antifungal)0.15份EDTA0.02份纯水63.5份

再与下述组份混合:得到的记录用印刷油墨液体(InkjetRecordingLiquid);

进行七方面的应用性能评价:30第三十页,共八十页,2022年,8月28日喷绘印刷油墨应用性能评价

Toyo,US6,235,099(2001)应用性能评价可滤性能(Filterability)规定时间内通过膜(1μm/0.45μm;直径:90mm)过滤得到滤液数量粘度(Viscosity)25oC下用Brookfied粘度计测定平均粒径(AverageParticleDiameter)以激光散射(Laserscattering)粒径测定仪(DLS-700)测定喷绘特性(EjectionProperties)分A级;B级,A级:通过喷嘴可连续性工作,B级:偶尔出现漏喷现象印刷状态(Printedstate)以喷绘仪印制样品,观察印刷样品质量抗水性能(WaterResistance)喷绘印刷干燥试样浸入水中1min观渗色程度透明度(Trasparency)印刷规定厚下目透明度31第三十一页,共八十页,2022年,8月28日⑦.氯化像胶

(Chlorinatedrubber)

氯化像胶是天然橡胶的衍生产品,是一种白色的流动性粉末;无毒、无味,密度0.1-0.45;溶于芳香族、氯化烃、酮、酯等溶剂,不燃,130℃以上分解放出氯化氢,氯化橡胶漆膜具有优良的耐候性、耐磨性、耐水性、防霉性、阻燃性;目前大多采用在水相中进行氯化过程,不用有机溶剂,避免了用

四氯化碳法氯化所产生的弊病,氯含量(%)65%;粘度(20%二甲苯溶液)10-20mPa.s.(25℃)

氯化橡胶广泛应用于涂料、印刷油墨和粘合剂中以及纸张与织物涂料等。由于它价格比溶剂法生产的氯化橡胶的成本还低,是一种性价比优异的树脂。32第三十二页,共八十页,2022年,8月28日

UV(紫外光固化)油墨是在紫外线照射下,利用光的能量使油墨连接料中的单体聚合成聚合物,油墨成膜的油墨。艳丽颜色,良好印刷适性,适宜固化干燥速率。良好附着力,耐磨、耐蚀、耐候等特性。特点:立即干燥;低运行成本;提高品质;

减少所需储存空间;清洁高效

UV固化采用低聚树脂物、低分子量(约2500)预聚物,常用:

聚氨酯氨基甲酸酯丙烯酸酯,环氧丙烯酸酯,聚酯丙烯酸酯或聚醚丙烯酸酯.

聚氨酯是由二异氰酸酯或多异氰酸酯与带有两个羟基的化合物生成的高分子化合物,主链含有多个-NHCOO-基团,异氰酸酯主要是:

甲苯二异氰酸酯(Toluenediisocyanate,TDI),

二苯甲烷二异氰酸酯(Diphenylmethane-4,4’-diisocyanate,MDI)、

异佛尔酮二异氰酸酯(Isophoronediisocyanate,IPDI)等。

⑧.UV印墨用聚氨酯(Polyurathane,PU)33第三十三页,共八十页,2022年,8月28日

UV印墨用--聚氨酯(Polyurathane,PU)光硬化脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的合成:

聚四亚甲基醚二醇(PTMG)在燒瓶中,攪拌滴入異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI,替代甲苯二异氰酸酯TDI,制备的树脂不泛黄,性能优异)與觸媒二月桂酸二丁基錫,通入氮氣,反應合成出聚氨酯,降至室溫,加入丙烯酸羥乙酯,反應直到-NCO基的消失為止,得脂肪族聚氨酯丙烯酸酯34第三十四页,共八十页,2022年,8月28日

UV印墨用聚氨酯(Polyurathane,PU)UV印墨固化是通过单体-低聚物的混合物快速聚合而获得一种也可交联的涂膜。UV体系的这种快速聚合是用光引发剂和高性能的灯来实现的。

UV固化印墨(涂料)的典型配方低聚物40%活性稀释剂单体

40%光引发剂1-10%表面活性剂0.5-1.0%颜料5-7%

低聚物的粘度较高,为便于施工和提高交联固化速度,需要加入单体作为活性稀释剂调整树脂流变性。活性稀释剂结构对最终涂膜的性能如流动性,滑爽性,润湿性,溶胀性,收缩性,附着力以及涂膜内部的迁移性有重要影响。活性稀释剂可以是单官能团的,也可是多官能团的,多官能团的可使固化时交联度提高。

35第三十五页,共八十页,2022年,8月28日

三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA,Trimethylolpropanetriacrylate;CASRN[15625-89-5]为三官能团单体,高沸点、高反应活性、低挥发性、高固化速度、高光泽、低刺激、低黏度特性;三丙二醇二丙烯酸酯(Tripropyleneglycoldiacrylate);TPGDA;CASRN[42978-66-5]是二官能团单体,调节黏度、固化速度和固化膜性能,与丙稀酸类预聚体有良好的相溶性,用于紫外线油墨的反应型稀释剂,在照射前起稀释作用,照射后本身起反应,形成固化膜的一部分:⑨.活性稀释剂(ReactiveDiluent)

具有六个官能团的双-季戊四醇的六丙烯酸脂单体,应用LCD显示器滤色片(CF)之光阻印墨中作为活性单体(Dipentaerythritolhexaacrylatehomopolymer)CASRN[67653-78-5]结构如下:36第三十六页,共八十页,2022年,8月28日

能够产生游离基的光引发剂。CGY的Irgacure651,2,2-二甲氧基-2苯基苯乙酮CASRN[24650-42-8]:⑩.光引发剂

聚邻苯二甲酸二烯丙酯

(DAP-A,DiallylphthalatehomopolymerCASRN[25053-15-0]DAP-A树脂被用作高级U.V.油墨的一种成分,DAP-A预聚体使用于胶印油墨,特别是印盒印刷,适用于各种各样的包装。用DAP-A生产U.V油墨有如下好处:a.DAP-A表面活性高,十分有益于胶印油墨之印刷。b.用DAP-A比单使用丙烯酸单体作为树脂成分之性价比高,c.适于生产食品,酒类,洗条剂等包装纸盒。过氧化二苯甲酰BenzoylperoxideCASRN[94-36-0]37第三十七页,共八十页,2022年,8月28日

涂料用树脂,在其总体应用性能上与印墨中作为连结料树脂有其相似的特性,均系作为成膜剂。如按树脂之物态不同可分为两大类:固体树脂液体树脂松香树脂醇酸树脂硝化纤维树脂氨基树脂过氯乙烯树脂丙烯酸树脂环氧树脂聚氨基甲酸酯树脂烯烃树脂:氯醋共聚树脂;偏氯乙烯树脂;聚乙烯缩丁醛树脂;氯磺化聚乙烯树脂;氯化聚丙烯树脂;高氯化聚乙烯树脂;聚醋树脂橡胶树脂

3.3涂料用树脂38第三十八页,共八十页,2022年,8月28日①.醇酸树脂(AlkydResin):

工业上通常是采用醇解工艺,用亚麻油、豆油等中油度树脂,其颜色较深,含固量为50%,以二甲苯、200#汽油作为溶剂。近年,已改用脂肪酸,包括:单一脂肪酸或混合脂肪酸或合成脂肪酸,如C8、C9、C10、C12-C24等精镏的高纯度脂肪酸,酯化时间较短,合成的树脂颜色浅。②.氨基树脂(Aminoresin)

:

通常以含有氨基的原料与甲醛反应生成的活性单体,再聚合成为热固性树脂,包括尿素、三聚氰胺与甲醛之聚合物和共聚物。最主要的品种是尿素三聚氰胺与甲醛树脂.

39第三十九页,共八十页,2022年,8月28日③.丙烯酸树脂(Acrylicresin)

基于采用不同的丙烯酸衍生物单体,例如:丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯(BMA)、甲基丙烯酸甲酯等.

选择不同的丙烯酸单体,如不同烷基酯,可以使聚合物分子具有不同的侧链取代基,如碳链长、极性小、耐水性强、耐油性差;引入极性取代基,如-OH、–COOH、-CN基则耐水性差。如下式分别表示聚丙烯酸酯(R,R’可以是-H,-CH3,-C4H9)与丙烯酸与丙烯酸甲酯之共聚物:

40第四十页,共八十页,2022年,8月28日④.环氧树脂(Exoxyresin)

系含有可以进行交联反应的环氧基团,可分为缩水甘油醚型、缩水甘油酯型与缩水甘油胺型树脂。主要是由环氧氯丙烷与二元醇、二元、二元羧酸或二元胺进行缩聚而成,用于防腐涂料、复合材料及粉末涂料。其固化剂(Curingagents)多为胺类、酸酐及咪唑类化合物,具有尺寸稳定、收缩率低与耐化学试剂等特点。由环氧氯丙烷与双酚A作用生成线型聚合物,两端含有活性环氧基进行交联反应:41第四十一页,共八十页,2022年,8月28日3.4树脂作为有机颜料之载体

树脂广泛应用于有机颜料之表表面改性处理以及商品剂型制备过程中,它起着不可忽视的作用,仅以制备有机颜料挤水转相、易分散性粉末剂型、色母粒以及喷绘印墨等为例可概括如下:①.在偶氮颜料合成反应过程中添加树脂实施转相(Flushing),制备基墨。②.有机颜料浆体与树脂物料连续通过挤水转相设备完成转相,制备基墨。③.有机颜料滤饼与树脂捏合、脱水,制备基墨(BasedInk)。④.有机颜料滤饼与树脂捏合、搅拌、脱水,制备”颜料-树脂”易分散性粉末制备物。42第四十二页,共八十页,2022年,8月28日

树脂作为有机颜料之载体(Carrier)

AgglomeratedPigmenttparticlePigmentparticleCarrierResinparticle

近年欧洲的德國的德固赛(Degussa)公司,

德國的巴斯夫公司(BASF),亦推薦相似之

“醛-酮”載體樹脂推荐分子量较低的酚醛树脂与酮醛合成树脂,作为有机颜料的载体树脂。43第四十三页,共八十页,2022年,8月28日

德固賽(Degussa)公司(現稱之爲EvonikDedussa公司),投放市場作爲顔料載體樹脂(CarrierResin)之商品“合成樹脂”

不僅對多種樹脂具有良好的相容性,而且某些合成樹脂品種,對於多種有機溶劑有其優良的溶解性能。

該類合成樹脂主要應用於有機顔料及無機顔料之潤濕與分散劑,可以提高塗料與印刷油墨體系之固體含量,優異的光澤度。

産品合成樹脂可分兩類。

①.苯乙酮衍生系列;

②.

環己酮衍生系列:44第四十四页,共八十页,2022年,8月28日苯乙酮衍生系列

①.苯乙酮衍生系列:

包括

合成樹脂

AP,

合成樹脂

SK,

合成樹脂

1201,

合成樹脂

DS50,

其分子結構如下:45第四十五页,共八十页,2022年,8月28日合成方法是由苯乙酮與

甲醛進行反應

其合成方法是由苯乙酮與甲醛進行反應,直接製備合成樹脂

AP;將該樹脂

AP通過還原反應製備合成樹脂SK;

再通過與異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI,Isophoronediisocynate)反應,則得到合成樹脂

1201:46第四十六页,共八十页,2022年,8月28日環己酮衍生系列

②.

環己酮衍生系列:

包括合成樹脂

CA,合成樹脂

TC.

分別由

環己酮

(Cyclohexanonoe);3,3,5-三甲基環己酮(3,3,5-TrimethylCyclohexanonoe)與甲醛反應製備:47第四十七页,共八十页,2022年,8月28日

合成樹脂TC用於製備顔料色漿,具有優異的顔料潤濕性;萬能的溶解性和相容性;高著色強度;低色漿黏度。上述合成樹脂品種並非成膜劑(Formingfilm),主要作爲添加劑(全部連結料之10~50%)以改進塗料印墨體系性能與許多樹脂連結料相容性好,

如:硝化纖維(NC)、聚酰胺(PA)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、聚氯乙烯(VC)及醋酸丁酯纖維素(CAB)等;與酮、酯、醇等有機溶劑有良好之溶解性能,與芳烴有一定的溶解性;由於分子中含有較多的極性基團(如羥基、羰基),可明顯改進潤濕性能。製備色漿建議配方如表示:色漿組份組成百分比有機顔料20-70%合成(醛酮)樹脂TC10-30%分散劑BYK-163(中等極性)2-15%流變助劑BYK-4100-5%丙二醇單甲醚醋酸酯(PGMEA)10-50%48第四十八页,共八十页,2022年,8月28日德國BASF公司亦推薦相似之

“醛-酮”載體樹脂

德國BASF公司亦推薦相似之“醛-酮”載體樹脂,包括:

醛類樹脂(AldehydeResin)商品名稱爲LaropalA81,LaropalA101,

系由異丁醛(Iso-butylaldehyde)、尿素與甲醛縮合反應而製備;

酮樹脂(KetoneResin)

商品名稱爲LaropalK

80,系由環己酮縮合反應而製備。具有良好之溶解性能與潤濕性,其軟化點與聚合物分子量較低,其中商品名稱8/10表示軟化點80oC,100oC49第四十九页,共八十页,2022年,8月28日树脂作为有机颜料之载体

添加与不添加一载体LaropalLR8991、LaropalLR9008,在水性涂料中对着色应用性能(如着色强度、分散体稳定性、贮存稳定性、匹配性、抗水性、干燥性及流变性)的改进作用50第五十页,共八十页,2022年,8月28日BASF公司“醛-酮”載體樹脂

德國BASF公司亦推薦相似之“醛-酮”載體樹脂,包括:醛類樹脂(AldehydeResin)

商品名稱爲LaropalA81,LaropalA101,

系由異丁醛(Isobutyraldehyde)、尿素與甲醛縮合反應而製備:

異丁醛(Isobutyraldehyde)

尿素

(Urea)

Co-codensation

甲醛

(Formaldehyde)

LaropalA81;A10151第五十一页,共八十页,2022年,8月28日

依据参与反应的原料及反应特性,作者认为实质上LaropalA81仍属于脲醛树脂,甲醛以及异丁醛在酸催化下与尿素反应,生成具有反应活性的羟甲基尿素衍生物:

52第五十二页,共八十页,2022年,8月28日

羟甲基尿素衍生物进一步可相互作用,脱去水、醛,聚合成链状或网状树脂产物:53第五十三页,共八十页,2022年,8月28日

基於有機顏料的各種應用介質幾乎均涉及高分子聚合物,聚合物超分散劑已在有機顏料的諸多應用領城,如溶劑性塗料、印刷油墨與塑膠著色等,並顯示明顯效果。因此,應在確認著色介質特性,選擇與之相匹配的聚合物分散劑或改性添加劑,在特定的階段實施處理以獲得預期的最佳效果。

在不同極性之有機溶劑中溶解性能與塗料介質之相容性如表列:應用性能LaropalA81,LaropalA101LaropalK80溶解性(極性)溶解溶解部分溶解溶解性(非極性)部分溶解不溶解溶解相容性(極性)相容相容部分相容相容性(非極性)部分相容部分相容相容顔料潤濕性潤濕優良潤濕良好潤濕優良Non-PolarityPolarity54第五十四页,共八十页,2022年,8月28日载体树脂商品名稱的主要物化特性

物化特性商品名稱LaropalA81,LaropalA101LaropalK

80化学类型醛树脂醛树脂酮树脂物理形态(Physicalform)造粒/压片(pelleting)浅色球/片(palecoloredpellets)浅色球/片(palecoloredpellets)浅色球/片(palecoloredpellets)软化点(Softening),oC80-9595-10075-85酸值,mgKOH/gMax.3Max.3Max.1碘颜色(Iodinecolor)Max.3Max.5Max.255第五十五页,共八十页,2022年,8月28日

借助于与含有羧基的树脂反应,将溶剂型异丁醛为基本肯骨架结构的树脂LaropalA81改变为适用水性之载体树脂(Waterborneresin)LaropalLR8991、LaropalLR9008,

不仅具有良好的相容性、与颜料润湿性,还有助提高着色强度。物料颜料商品HeliogenBlueL8730(P.G.7)HeliogenBlueL7085(P.B.15:3)HeliogenBlueL7101(P.B.15:4)SpecialBlack4(P.Bk.7)LaropalA8116.317.617.916.4丙二醇單甲醚醋酸酯46.754.747.644.3Disperbyk216512.07.79.514.4Pigment25.020.025.025.0载体树脂LaropalA81用于制备工业涂料颜料配方:56第五十六页,共八十页,2022年,8月28日

适用于液晶(LCD)彩色滤色片(CF,ColorFilter)的有机颜料按颜料不同比例添加聚合物分散剂5份Solsperse24000GR,即聚(乙二胺)-聚-12-羟基硬脂酸;加入75份具有中等极性之有机溶剂,

丙二醇单甲醚乙酸乙酯(PGMEA)CASRN[108-65-6]:

分散体制备(色材协会志,73(4),171~175,2000):57第五十七页,共八十页,2022年,8月28日

是性能优良的低毒高级工业溶剂,对极性和非极性的物质均有很强的溶解能力,适用于高档涂料、油墨各种聚合物的溶剂,氨基甲基酸酯、乙烯基、聚酯、纤维素醋酸酯、醇酸树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂及硝化纤维素等。是涂料行业中一种为了提高涂膜强度的辅助溶剂。广泛应用于轿车漆、电视机漆、冰箱漆、飞机漆等高档油漆中。丙二醇甲醚醋酸酯:无色透明液体,含量:≥99.5%;水份:≤0.05%;馏程:145-149℃;

比重(d420):0.96闪点:51℃丙二醇甲醚醋酸酯

PGMEA(Propyleneglycolmonomethyletheracetate)58第五十八页,共八十页,2022年,8月28日有机颜料制备物商品实例

PigmentPreparations(Clariant)

Hostaprint

Hostaprint牌号颜料制备物是基于含量为50%的单一结构氯乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂载体(avinylchloride/acetateco-polymer).

具有优异的牢度,给出最佳的分散性能与低粉尘剂型(lowdustingform).推荐用于塑性Plasticized(P)与非塑性Unplasticized(U)PVC原浆着色以及PVC及聚氨基甲酸酯Polyurethane印墨59第五十九页,共八十页,2022年,8月28日有机颜料制备物商品实例

PigmentPreparations(Clariant)

Hostacryl

Hostacryl牌号颜料制备物是基于含量为50%的单一结构丙烯酸树脂载体(acryliccarrier);具有优异的牢度,给出最佳的分散性能与低粉尘剂型(lowdustingform).适用于薄膜丙烯酸树脂着色(thinlayeredacrylics).60第六十页,共八十页,2022年,8月28日有机颜料制备物商品实例

P.Y.139Preparations

(BASF)

Eupolen®PEYellow18-4101(Powder)P.Y.13955%Eupolen®PEYellow18-4105(Pellets,球状)P.Y.13940%Eupolen®PPYellow18-4105(Pellets)P.Y.13935%Euvinyl®CYellow18-4102(Coarsepowder)P.Y.13950%61第六十一页,共八十页,2022年,8月28日有机颜料制备物商品实例

P.R.48:3/P.B.15:4

(BASF)PigmentPreparations

Eupolen®PERed41-6001PowderP.R.48:360%Eupolen®PERed41-6505PelletsP.R.48:340%Eupolen®PPRed41-6505PelletsP.R.48:340%Eupolen®PEBlue71-0401PowderP.B.15:450%Eupolen®PEBlue71-0404PelletsP.B.15:450%62第六十二页,共八十页,2022年,8月28日混入型有机颜料

(Stirinorganicpigments)

混入型颜料,具有特定的平均粒径范围,如2.5~10μm,以制备物形式应用。组成份包括颜料15~16%,树脂,无机填充剂,如云母(金属化合物处理的TiO2,ZrO2,Fe2O3等)高岭土,滑石;质地改进剂(Texture-improvingagent)水溶性松香盐。

制备方法:将粗品颜料经过喷雾干燥或盘式干燥,采用空气喷射或锤式粉碎机或微化器(Micropulverizer),以混入型颜料添加到高分子树脂体系中,得到不粘稠的混入型分散体;混入型颜料无需分散步骤,只要以低剪切力的浆式搅拌混合或振荡即可。

63第六十三页,共八十页,2022年,8月28日C.I.通用名商品名称,XfastTM化学类别颜料黄74Yellow1252汉沙类颜料黄138YellowED7574喹酞酮类颜料红112Red3855萘酚AS类颜料红122MagentaED7576喹吖啶酮类颜料紫23VioletED7575二噁嗪类颜料蓝15:2BlueED7566铜酞菁类颜料蓝15:3Blue7080铜酞菁类颜料绿7Green8730氯代铜酞菁颜料绿36GreenED7505氯、溴代铜酞菁

BASF投放市场的混入型颜料XfastTM品种64第六十四页,共八十页,2022年,8月28日3.5树脂作为有机颜料之分散剂

重要的代表商品是聚合物分散剂(PolymerDispersant)或称为超分散剂(Superdispersant)。

最初由英國ICI公司有機部用“超分散劑”(Hyper-disperdsnts)這一術語來描述該類聚合物新型分散助劑,它與經典表面活性劑有著根本區別,在有機溶劑中對顏料的分散、抗絮凝性及分散體穩定性甚為有效,並以Solsperse牌號在市場上出售。超分散劑在印墨及塗料的製備過程中顯示獨特的性能:

在低粘度下製備高顏料含量的分散體系;

在有機溶劑中獲得穩定的顏料分散體系;

製備適用于多種印墨的單一型顏料濃縮物;

利用一般的粉末顏料劑型的製備出高光澤度、高透明度的

印墨產品。65第六十五页,共八十页,2022年,8月28日聚合物高分子分散劑

聚合物高分子分散劑屬於多功能的顏料分散劑,其分子中含有特定的對顏料粒子表面具有親合力的(親顏料)多點錨式基團(Multipleweakanchorgroups)以及易於被分散介質相容的聚合物溶劑化鏈(Polymericchains);

改變碳鏈的長度、側鏈及取代基調整親介質性能,如果溶劑化鏈過長則易引起折疊或纏繞作用,如圖示:66第六十六页,共八十页,2022年,8月28日超分散劑Solsperse

ICI公司,ZENECA公司以超分散劑商品牌號Solsperse投放市場,該類分散劑在不同極性的有機溶劑中溶解特性,如表示:溶劑Sols.17000Sols.13940Sols.13240Sols.24000Sols.26000Sols.28000Sols.20000Sols.27000脂肪烴易溶易溶難溶不溶不溶不溶難溶不溶芳烴難溶難溶易溶易溶易溶易溶難溶不溶醚類難溶難溶難溶易溶難溶不溶酮類難溶難溶難溶易溶難溶不溶醇類不溶不溶不溶不溶不溶不溶易溶不溶水不溶不溶不溶不溶不溶不溶易溶易溶極性低極性

高極性

(Polarity)67第六十七页,共八十页,2022年,8月28日

Solsperse27000/Solsperse24000GR

Solsperse27000分子中具有親水性的醚鍵,可與水分子氫鍵結合,由無水狀態的鋸齒型(Zigzag)轉變成為迂回型(Meander),同時非極性的萘環通過分子間范德華力與顏料粒子非極性表面結合,導致其親水性能的改進。

68第六十八页,共八十页,2022年,8月28日Solsperse13000

氮丙烷-12-羟基硬脂酸的嵌段共聚物

(Aziridine-12-hydroxystearicacidblockcopolymer)

應用較廣的聚合物分散劑品種:聚12-羥基硬脂酸,

由12-羥基硬脂酸(12-Hydroxystearicacid)通過脫水縮合反應,生成聚12-羥基硬脂酸:69第六十九页,共八十页,2022年,8月28日部分超分散剂CASRNSolsperseCASRN极性主要成份Solsperse13000[466654-27-3]NPOctadecanoicacid,12-hydroxy-,polymerwithaziridine,block

Solsperse13940[151638-61-8]LPAhydroxystearicacidpolymerwithpolaranchorgroups;hyperdispersant-wettingagentforcoatingsSolsperse17000[86753-81-3]NP用于颜料的分散剂-聚合脂肪酸酯(ICI)Solsperse20000[109265-72-7]PAnoxyalkylatedaminoalcoholdispersant(Zeneca)Solsperse21000[122729-91-3]Apolyhydroxystearicacid(ICI)Solsperse24000[286956-86-3]MP颜料的分散剂(Zeneca)Solsperse27000[35545-57-4]Pβ-萘酚聚氧乙烯醚(β-Naphtholpolyethyleneoxide)Polyhydroxystearicacid[72006-34-9]P聚羟基硬脂酸(Polyhydroxystearicacid)Solsperse5000(Blue)[86753-78-8]P磺化酞菁蓝脂肪胺的盐颜料的分散剂(ICI)Solsperse12000(Blue)[1092765-71-6]PCuPc单磺酸衍生物(AmonosulfonatedCuphthalocyaninederivative)Solsperse22000(Blue)[86753-82-4]颜料的分散剂(ICI)(cfSciFinderScholar)70第七十页,共八十页,2022年,8月28日BYK-化學公司推薦的聚合物分散劑

其中部分分散劑商品牌號的分子量、極性(Polarity)高低

如圖示:

HigherMolecularWeightlowerDisperbyk-183/-185Disp

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