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高性能松香改性酚醛树脂的合成及其连结料流变行为研究

张胜军

  松香改性酚醛树脂是目前使用最为广泛的胶印油墨树脂,其性能决定着油墨的品质等级。同时,油墨作为一种典型的分散体系表现出极为复杂的流变行为,连结料是油墨的核心部分,它的流变学特性对油墨流变学行为起着主导作用。因此加强松香改性酚醛树脂高性能化和连结料流变学的研究,对实现当今胶印油墨具有适应高速绿色印刷的要求具有十分重要的意义。 本文首先研究了不同配方和工艺对松香改性酚醛树脂性能的影响。以松香、反丁烯二酸(FA)、烷基酚、多聚甲醛、季戊四醇等为原料,采用松香改性酚醛树脂一步法的合成工艺进行树脂的合成研究。首先分别使用十二烷基苯酚(DP)、壬基苯酚(NP)、对特辛基苯酚(OP)、对叔丁基苯酚(BP)四种常用烷基苯酚单体合成松香改性单种酚酚醛树脂(分别命名为RDP、RNP、ROP、RBP)。通过对树脂的粘度、溶解性等常规性能分析以及傅里叶红外光谱(FT-IR)、热分析仪(DSC-TG)、凝胶渗透色谱(GPC)和流变分析等方法表征探讨了不同类型的烷基苯酚单体对松香改性酚醛树脂结构与性能的影响。研究表明选用DP和OP合成得到的树脂分子量均较大,但RDP的粘度偏低,ROP的溶解性偏小。为了综合利用两种长碳链烷基酚的优点,根据上述实验结果选用DP与OP做为混合烷基酚使用进行树脂合成反应,并对树脂合成配方工艺进行研究,最终得到粘度为22~24Pa-s/25℃,软化点为168~170℃,正庚烷值为6-8mL/2g的高粘度、高软化点、高溶解性、高分子量的高品质胶印油墨用松香改性酚醛树脂。 将上述性能的松香改性酚醛树脂与亚麻油、高沸点煤油、JP凝胶剂(日本产品)制备胶印油墨用连结料,研究了亚麻油、高沸点煤油和JP凝胶剂的添加量对连结料粘度的影响。根据流变实验测定值,准确地拟合出该连结料体系的一系列粘度模型,根据该粘度模型能够在改变原料配比、温度与剪切速率条件下,相当精确地描述了连结料体系的粘度,并用汇编语言设计出配方计算软件,可根据连结料体系中各主要因素变化来直接调节适宜的连结料流变参数,达到快速调整连结料的配方,缩短生产工艺时间,稳定连结料质量的目的。 最后,利用流变学的研究方法,探讨了连结料在加入凝胶剂时的配方工艺对凝胶型连结料流变性能的影响。通过改变JP凝胶剂用量、保温温度、保温时间对连结料流变性能的研究发现,JP凝胶剂用量对连结料流变性能有较大的影响。研究结果表明:当JP凝胶剂用量选取在0.8wt.%时,该连结料体系具有适宜的粘度和粘流活化能,能形成更为均一的强溶胶体系。当制备连结料保温温度在170~185℃,保温时间在30~45min范围内,保温温度和保温时间对连结料粘度和粘流活化能的影响是等效的,这种关系对于改进凝胶型连结料制备工艺具有重要的应用价值。经综合考察,选取保温温度为185℃,保温时间为35min较为适宜。在该配方工艺条件下,探讨了JP,CN-1,CN-2,CN-3四种不同凝胶剂对连结料流变性能的影响,研究发现,CN-1, CN-2, CN-3这三种国产凝胶剂对连结料流变性能的影响主要表现在其使用量上,而CN-1与JP凝胶剂在其相同配方工艺下制得的连结料具有极其相似的粘弹性,从而可使CN-1凝胶剂部分替代较为昂贵的JP凝胶剂。但从流变性能综合考虑,JP凝胶剂成胶效果较好,在连结料制备中其分散性、润湿性及热稳定性均表现良好,能够更好地制备出高档胶印油墨用连结料。……   
[关键词]:松香改性酚醛树脂;烷基酚;连结料;流变;油墨
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:福建师范大学2012年