油墨助剂的基本知识介绍.pdf

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1、油墨助剂的基本知识介绍油墨助剂的基本知识介绍 助剂 辅助剂 是指围绕着油墨制造 以及在印刷使用中为改善油墨本身 的性能而附加的一些材料 又称附 添 加剂 也就是说 按基本组成配制的油墨 在某些特性方面仍不能满足要求 或者由于条件的变化 如油墨经长期存放后变 质 气温条件 印刷条件 纸张条件等的变化 而不能满足印刷使用上的要求时 必须加入少量辅助材料来解决 这种材料就叫助剂 它们的内容相当广泛 几乎每一类油墨都有它自己特有的助剂 当然 也有不少是相互通用的 助剂有时也叫调整剂 助剂的名目繁多 下面大致地列出一些 1 干燥剂 Drier 2 反 防 干燥剂 反氧化剂 防结皮剂 Anti Oxida

2、nt Anti SkinningAgents 3 反胶化剂 Anti GellingAgents 4 撤 冲 淡剂 Diluents ExtendingVarnishMedium 5 撤粘剂 Reducer TackReducingCompound 6 稀释剂 Thinner 7 防 粘 脏剂 Anti Off SetAgents Non offsetCompound 8 消 防 泡剂 AntifoamAgents 9 增塑剂 Plasticizers 10 香料 Perfume 11 防腐剂 Preservatives 12 稳定剂 Stabilizers 13 表面活性剂 分散剂 润湿剂

3、SurfaceActiveAgents Surfactant rsionAgents WettngAgents 14 增稠剂 防沉剂 悬浮剂 ThickeningAgents SusPensionAgents 15 光滑助剂 SlipComPound 16 防滑剂 Non SkidCompound 17 防针孔剂 Anti Pinho1eComPound 18 防脏剂 Non scumCompound 19 紫外线吸收剂 光稳定剂 UVAbsorber 过去 由于西方文化的影响 油墨行业中有一些助剂 被直译成康胖 ComPound 实为欠妥 一 干燥剂 干燥剂又名催千剂 或简称干油 燥油等 是

4、一种正催化剂 加在不饱 和的油脂等能自氧化的物质中 可加速这些不饱和物质的结膜干燥 干性油具有 不饱和双键的特性 是能够使它在吸氧后 从液态变成固态 由小分子变成大分 子而干燥的关键 干燥剂是起缩短这个变化过程的作用的 干燥剂在不饱和油脂及其连结料中的作用机理目前虽然尚不十分清楚 但近年来已有一些比较一致的说法 例如 将钻盐加在亚油酸甲酯中 它可与不饱和的酯类形成一种不同组 分的不稳定的络合物 从而加速了吸氧比例 加钴后的活化能可提高约八倍 随 着氧的不断吸收 羟基数和 或 氢过氧化物基团数也相应增加 从而增加了共轭 作用 并由顺式转向反式 在后期就发生聚合作用 也有人考虑金属皂对不饱和碳氢化

5、合物的接触氧化作用 是通过金属盐 产生游离羧基而进行的 这些 亚甲基碳原子上的 一般 氢原子就引发链反 应 从常用油类的 自氧化作用 可知 多价金属可加速氢过氧化物的分解 这 也就是干燥剂的功用所在 唯物辨证法认为 外因是变化的条件 内因是变化的依据 外因通过内 因起作用 油脂 或连结料 的干燥性能 主要取决于它自己本身的性能 干燥剂 只是个条件 在饱和的油脂中 即使加入干燥剂也不会起作用 就是此理 油脂 或连结料 中加入干燥剂后 可达到如下几个目的 1 在开始吸氧前 克服或缩短诱导期 2 增加氧化速率 3 改变挥发性氧化产物的类型和数量 4 改变膜中分子定向作用的性质 一 干燥剂的组成 干燥

6、剂一般可以分成两大类 1 溶解型 金属 干燥剂 2 分散型干燥 剂 在第一类中 主要是有机酸的重金属皂 它的组成是有机酸和金属 有机酸中 亚麻酸 树脂 松香 酸 木浆浮油酸等是可氧化的酸类 在 存放中会发生变化 而萘酸和八碳酸等因是饱和的有机酸 故比较稳定 金属与有机酸所形成的化合物 其体系 或溶液 能否保持良好的溶解性 和稳定性是非常重要的 而这与有机酸的关系甚大 现在趋向于采用饱和的有机 酸而不用易氧化的酸类 即是从这个角度出发的 另一方面 由于在平印印刷中干燥剂容易从油墨中沥渗出去与平印药水 发生化学反应 从而降低油墨的干性 固此干燥剂中有机酸的选用是非常重要的 一般地说 新的合成酸比较

7、理想 它们容易形成有机金属键而不使金属沥渗出去 而木浆浮油酸 萘酸等因其有机团比较大 它们不大可能形成有机金属链 石油 酸 萘酸 环烷酸 存在于粗石油内 工业上以碱处理粗石油后再分离 酸化 然后进行分馏而得 其组成因油源而异 萘酸的主要组成为 1 饱和革环羧酸 其通式为 CnH2n 1COOH 2 饱和双环羧酸 其通式为 CnH2n 3COOH 3 脂族羧酸 其通式为 CnH2n 1COOH 饱和单环羧酸中的碳环为五节环 由萘酸形成的金属皂比较稳定 溶解性良好 缺点是颜色深 有气味 金属含量比较低 精制的萘酸颜色就比较浅 除了萘酸以外 含有 8 13 个碳原子的合成酸类 也以被广用于干燥剂 的

8、制造 这类酸的酸值比较高 质量一致 颜色浅 无不快之气味 例如八碳酸 Oetoate 即 2 乙基己酸 2 EthylHexoicAcid 简称辛酸 此外 还有新 癸酸 eodecanoate 等 用这类酸制造的干燥剂其金属含量比较高 它的溶解性 拼混性等也非常良好 它比萘酸钻和八碳酸钻的效果要高 用于制造干燥剂的金属则大致有如下几种 钻 锰 铅 铈 钒 镧 铁 锂 以上属于氧化下聚合型催化剂 铝 锆 以上属于配价干燥型 钙 锌 二氮杂菲类 以上属于辅助干燥型 金属中具有普遍意义的是钴 锰 铅三种 活性最大的金属是钴 钒 锰 而镍和铜的活性为零 延缓干性的金属 几乎是没有的 每种金属都有它独特

9、的效果 除了它们的活度不同外 性质亦各 异 钴呈紫色 其主要功用是增进表面氧化 即表面能很快形成一层皮膜 故用多后会出现严重干皮 起皱纹 所以钻干油号称 表面干油 是种最强力 的干燥剂 锰为棕色物质 其性能有些象钻 但效果较小 它能使油加速干燥 氧 化 而起皮效果不明显 在低温时干性比较差 常与大量铅拼用 铅的氧化作用较差 它的特性是使层膜上下一起变厚 所以铅干油号称 贯穿 Through 干油 用铅干燥的层膜表面不起皮 它对温度的敏感比较小 即升温不会促进铅发挥更大的功用 常与锰拼用 钙的效果是较差的 与钴共用时效果尚可 在有些连结料中使用铅干油 时有不稳定现象 但拼用钙干油时 情况就好多了

10、 铁的颜色比较深 二 干燥剂的制造 制造干燥剂的方法大致有三种 即熔化法 沉淀法 属于第一类干油 分散法 属于第二类干油 1 熔化法 以熔化法生产干油的情况是很多的 如有在松香中熔人金属氧化物的做 法 也有在亚麻油中熔入金属氧化物的做法 金属氧化物有以盐替代的 亚麻油 有以亚麻油酸替代的 也有二者混用的等 下面举三个例子作参考 1 萘酸铅 先计算配方比例 A V 代表一元酸的酸值 mgKOH g 此处设萘酸的酸值为 230 则 X 243 9 通过计算 可以了解 223 克氧化铅约 488 克萘酸反应后 约可得 693 克萘酸铅 含铅量约达 30 工业上生产时 先将萘酸装于锅中 锅上装有能刮锅

11、底的搅拌设备 以 防物料沉底炭化 慢慢加入氧化铅 加入量可比计算的理论量稍多一些 混合物 搅拌 15 分钟后 因放热反应而温度升至 60 然后开始加热升温 用三小时升 温至 100 保温八小时 再升温至 150 保持三小时后 反应完全 即可过 滤出锅 根据需要 也可掺入溶剂等其它物质 2 松脂酸铅 松脂酸铅可按下述工艺进行制造 将松香 300 公斤 装于不锈锅锅内 升温至 220 在搅拌下渐渐加入 40 公斤氧化铅 30 分钟后 升温至 250 当反应物冷却后透明时即告完成 过滤出锅 冷却后即成块状松 脂酸铅 根据需要可将其溶于溶剂或其它介质中 3 亚麻油酸铅 亚麻油酸铅的制法 将亚麻油酸 2

12、50 公斤加热至 110 在搅拌下慢慢加入 100 公斤氧化铅 再升温至 180 200 反应完全后 出锅 2 沉淀法 沉淀法是应用比较广的一种方法 但不大容易控制 故质量常有出入 这里举一个例子供参考 这种计算式既适于萘酸 也适用于亚麻油酸等 萘酸钴的工业生产法 将萘酸按计算量加入装有搅拌的锅中 然后再加 入氢氧化钠液 反应几乎是立即进行的 加热至 90 反应完全后 过滤 以 除去萘酸钙 硬水中带有钙 再升温至 100 在搅拌下慢慢加入 6 的硫酸钻 溶液 至反应物凝聚 萘酸钴浮于水面时 停止搅拌 倾去水 再以热水洗涤三 次 以除去水溶盐 再加热歪 100 在不断搅拌下保持四 五个小时 然后

13、用 三个小时升温至 1150 使皂内水分脱尽 将反应物用石油溶剂稀释即可 3 分散法 第一类干油常称液状 体 燥油 大多由专业的化工单位 厂 制造 第 二类干油俗称浆状燥油 几乎都由油墨行业生产 液状的钴干油亦称红燥油 分散型的这类干油则俗称白燥油 分散型干油就是将硼酸铅 甚至是醋酸铅 硼酸锰 或其它锰盐 锰皂 等 脂肪酸钴 甚至是醋酸钴 以及无机过氧化物等与连接料一起分散成浆状体 的干油 除了钴 锰 铅金属外 这类干油中有时还加入一些碳酸钙 氧化锌等 物质 以调整颜色 稀稠等流变性能 配方举例 树脂型连结料 树脂含量 40 38 油墨油 沸点 250 270 6 硼酸铅 46 硼酸锰 5 萘

14、酸钴 钴含量 4 5 分散型干燥剂的缺点是因其大量使用易氧化型连结料 故在存放中有严 重起皮现象 给储存及使用带来许多困难 如果储存时不起皮 而加到油墨中后 又能充分发挥其金属的干燥性能 且对油墨的颜色影响极小 这就是个比较理想 的干燥剂了 三 干燥剂的应用 干燥剂的应用也是个比较复杂的问题 在油墨厂的应用中 有一个比较 大的弊病就是它会被颜料吸附而出现干性衰退现象 颜料吸附干油最典型的例子是炭黑 其它像一些色淀 特别是一些单宁 氢氧化铝色淀等 都有比较严重的吸附干油的情况 但有的颜料 如甲苯胺红 苯胺金光红等 制造的油墨干性慢 并不是因为它们吸附干油所造成的 颜料吸附干油是属于物理方面的作用

15、 但是使干油失效 干性衰退也有 化学方面的因素 如铁蓝即是 铁蓝本身是含铁的颜料 是种阳性触媒 是个干 性比较快的颜料 它会促进干燥 但如含有不纯物时也会使干油出现衰退的现 象 这是由于铁蓝能起离子交换作用而引起的 一般说氧化型颜料会加速干燥 还原型颜料会延缓干燥 但这不是绝对 的 例如铬酸锌黄颜料就有延缓干燥出现象 生产时用醋酸锌比硝酸锌更严重 其它如颜料中的水溶盐 或其表面吸附物 如各种助剂 等 也能使干油失去干性 效果 例如铝颜料中的磷酸盐 铁蓝中的铁盐 铬酸铅中的醋酸盐等等 都有使 干油中的金属失效的情况 除了颜料因素外 连结料也是有一定影响的 如前已提及的干油连结料中如采 用苹果酸树

16、脂 则就有吸附干油的特性 连结料的酸值不合适时 也可能与金属 成皂而降低干油的干燥性能 等等 印刷工业中应用干油时 就会发生更多的问题 组成干油的体系 例如 连结料等 如果亲水 则其干性会大大降低 纸张的酸碱性以及印刷药水中的酸 类等都会使干油降低干性 所以干油本身应首先具有良好的抗水性 印刷用纸张 的酸性也不宜太大 假设印刷药水在印刷机上是静止 不是循环 的 则当印刷一个短时间 后 药水的酸性就会向中性变化 这是因为油墨中的金属 即干油中的金属 与药 水中的酸发生化学反应生成了盐的缘故 这就意味着油墨中的干燥剂 金属 尤其是钴 沥渗到了药水中 显然 油墨的干性也就相应下降 故在印刷药水中 加些可溶性的金属盐类 如醋酸钴等 对油墨的干性及保持药水的平衡是有助 的 印刷室的相对湿度不宜太高 一般以 65 5 为理想 因为湿度太高 意味着纸张的湿度就高 这就降低了它的吸收性 由此也可知 印刷时的给 药 水量也不可太大 一般以不脏版为原则 印刷中使用干油时 还有量的因素 品种的因素等等 例如在某种印刷 条件 印刷室的温 湿度 药水 纸张 油墨 印品要求等 下 加多少干油最合 适 加什么样的干