水性油墨用马来松香聚乙二醇酯改性丙烯酸酯乳液的制备、表征及应用

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水性丙烯酸树脂具有色泽浅、耐候性优、附着力强、透明度高等优点,在水性油墨中常被用作连接料。与传统的溶剂型油墨相比,水性油墨安全、环保,因此越来越受大众所青睐。但是目前水性丙烯酸树脂仍存在耐水性差、干燥慢、光泽度低等一系列问题妨碍了其应用拓展。考虑到天然产物松香粘度高,附着力强和耐水性佳且常作为粘黏剂在油墨中广泛应用,本论文将松香与丙烯酸树脂相结合制备稳定性好、耐水性强的水性油墨用丙烯酸酯乳液。首先合成了马来松香聚乙二醇酯改性剂,然后分别研究了软硬单体改性策略对提高乳液在油墨中的稳定性、耐水性、附着力等作用;在此基础上,进一步研究制备了适合于水性表印油墨用的马来松香聚乙二醇酯/丙烯酸酯复合乳液;最后开展应用研究,将此乳液作为连接料制备了水性表印油墨。本论文的主要工作如下:(1)以马来松香、聚乙二醇为原料,与催化剂在氮气氛围下制备了马来松香聚乙二醇酯。通过单因素实验研究了催化剂种类及用量、反应温度、反应时间对产物颜色及酸值的影响,并采用红外光谱对产物进行表征。结果表明在最佳工艺条件下制备的马来松香聚乙二醇酯酸值低且颜色较浅,并通过分析对比马来松香和马来松香聚乙二醇酯的红外光谱图确定得到的产物是马来松香聚乙二醇酯。(2)以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸为主要单体,SDS与OP-10为乳化剂,过硫酸钾为引发剂,碳酸氢钠为缓冲剂制备了丙烯酸酯乳液。在此基础上,使用马来松香聚乙二醇酯乳液对其进行改性制备了马来松香聚乙二醇酯/丙烯酸酯复合乳液。通过单因素实验研究了马来松香聚乙二醇酯乳液的用量、BA/MMA配比、AA添加量、OP-10与SDS的配比及使用量、引发剂的用量以及反应温度对复合乳液的颗粒、固体含量、黏度和稳定性的影响,并考察这些因素对乳胶膜在外观、附着力、硬度、耐水性、机械性能等方面的影响。另外,通过动态光衍射、透射电镜、接触角测量仪、热重对制备的复合乳液进行了表征。结果表明在最优工艺条件下制得的马来松香聚乙二醇酯酯/丙烯酸酯复合乳液粒径小、分布窄、粘度低且稳定性好。另外,由马来松香聚乙二醇酯酯/丙烯酸酯复合乳液制备的胶膜光滑、透明、耐水性佳、附着力强。(3)以马来松香聚乙二醇酯/丙烯酸酯复合乳液作为连接料,将水性颜料和各种助剂均匀加入到自制的树脂连接料中制得水性油墨,并对水性油墨的应用性能进行研究。结果表明:与未改性的丙烯酸酯乳液作连接料制备的水性油墨相比,改性制得的水性油墨具有稳定性、耐水性及抗粘连性更佳的特点。
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