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1、哈尔滨商业大学毕业设计（论文） 丙烯酸改性松香水性连接料的制备和性能研究学 生 姓 名 指 导 教 师 专 业 班 级 印刷工程 学 号 学 院 轻工学院 二XX年 六 月 八 日摘 要水性连接料是水性油墨的重要组成部分，连接料的性能会直接影响到水性油墨的性能。用松香来制作连接料价格低廉，性能优异，环境污染小。但是松香又存在易结晶、酸值高、不耐氧化等缺点，因此使用丙烯酸对松香进行改性。本文通过丙烯酸对松香进行改性，确定了松香与丙烯酸的最佳反应工艺条件,即为: 反应温度190 ,催化剂的用量为松香质量的 3.0% ,反应时间为 1. 5h,松香与丙烯酸的用量配比为 4.5:1。经过三次稳定性实验
2、证明, 所得反应条件为最佳合成工艺,加成物含量均在86%左右。本文通过实验，研究了连接料中各组分用量对制成连接料的性能的影响。丙烯酸用量会影响到改性松香连接料的PH值以及改性程度；乳化剂的用量会影响到连接料的固含量，乳化剂越多，连接料的固含量则越高，连接料的干燥性以及固着性也就越好。溶剂的用量会影响连接料的黏度以及润湿性。根据各组分对连接料性能的影响，可以由此制备不同用途及需求的连接料以及油墨。关键词：丙烯酸 松香 水性油墨 乳化剂AbstractWater-based binder is an important part of the ink. The performance of the
3、 binder will directly affect the performance of water-based ink. The binder produced with rosin has the merits of low cost, high performance and low environmental pollution. Therefore it is very desirable method of connecting material production. But rosin have the disadvantages of crystallization,
4、high acid value, non-antioxidation, and so on. The acrylic acid is used to modify the rosin.In this paper, the rosin is modified by acrylic acid. The optimal reaction conditions are determined. The reaction temperature is 190 , amount of catalyst is 3.0% of rosin mass, the reaction time is 1.5h, rat
5、io of amount of rosin and acid is 4.5: 1. After three stability experiments, the reaction conditions are the optimal synthesis process and the concentration of the final product is at about 86%.Through experiments, influence of the components to performance of the binders is investigated. Amount of
6、acrylic will affect the PH and the degree of modification of modified rosin binders. Emulsifier will affect the solids content of binder. The more the amount of emulsifier is, the higher binder solids content is and the better drying and fixing properties of the binder are. The amount of solvent aff
7、ects the viscosity and wetting of binder. According to effects of the components to performance of binder, binders and ink for different purposes and demand can be prepared.Keywords：Acrylic acid Rosin Water-based ink EmulsifierIII目 录摘 要IAbstractII目 录I1 绪 论11.1 本文的研究意义11.1.1 印刷用水性油墨的现状11.1.2 松香水性连接料的
8、研究意义11.2 改性松香连接料的国内外现状21.2.1 改性松香连接料国内现状31.2.2 改性松香连接料国外现状51.3改性松香连接料的发展趋势61.4 本文实验测定项目及测定方法。62 改性松香连接料的制备82.1 实验仪器82.2 实验材料82.3 丙烯酸改性松香的制备92.3.1 改性松香的实验原理92.3.2 改性松香的制备过程92.4 丙烯酸改性松香连接料的制备112.4.1 制备的实验原理112.4.2 制备的实验过程112.5 本章小结123 实验与数据分析143.1 成膜性实验143.1.1 改性松香成膜的原理143.1.2 改性松香成膜实验143.2 测定固含量163.2
9、.1 固含量测定原理163.2.2 固含量测定结论183.3 测定PH值183.3.1 PH值测定理论183.3.2 改性松香连接料PH值的测定193.4 测定黏度213.4.1 黏度测定理论213.4.2 黏度的测定223.5 测定接触角233.5.1 接触角测定理论233.5.2 载玻片上接触角的测定255 结论27参考文献28致谢30哈尔滨商业大学毕业设计（论文）1 绪 论1.1 本文的研究意义1.1.1 印刷用水性油墨的现状世界在不断发展，随着人们的环保意识越来越高，“绿色”印刷材料开始受到了人们广泛地关注，水性油墨的研究和应用也应运而生。水性油墨因为具有低污染性、低挥发性、不可燃性、
10、无毒性以及无异味等特点，受到人们越来越多的欢迎。并被称为新型的“绿色”印刷材料。水性油墨也简称为水基墨，是由连接料、高级颜料、溶剂和助剂经科学复合加工研磨而成。水性油墨和油性油墨主要区别是， 溶剂型油墨以有机溶剂作为溶剂， 而水性油墨以水(45%50%)作为溶剂，因此水性油墨才会有VOC含量极低、毒性小及不易燃等优点受到更大的青睐， 并作为绿色印刷材料在软包装以及食品包装印刷行业内迅速发展。近些年来，由于社会对人类健康和环境保护越来越重视，以及溶剂型油墨存在存放危险、易燃等弊端，使得水性油墨的研制更加显示其重要性。1.1.2 松香水性连接料的研究意义由水溶性或者水分散性高分子树脂作为连结料，再
11、由有机颜料、溶剂水和相关助剂共同组成。连结料在油墨当中起着非常重要的作用，它是在油墨制造中研磨色粉的基料，以及流动相和油墨干燥过后的成膜性物质，直接决定了油墨的性能和印刷效果，比如粘度、光泽度、附着力和干燥性。连结料的技术创新决定了油墨的技术革新，水性油墨在发展过程中，性能不断的提高，并发展成功能多样性以及印刷适性不断提高的油墨。作为水性油墨的连接料，丙烯酸改性松香的性能会非常大的地影响油墨的质量。连接料组成油墨的流体部分，能使色料即颜料于分散设备上分散均匀；在承印物上牢固附着，而且会使油墨具有必要的光泽、印刷转移性和干燥性能，使油墨可以在印刷后形成均匀的膜层。此外，根据使用目的的不同，还可具
12、有不同的耐抗性。众所周知，在网印用油墨的制造行业中，连接料是水性油墨的主要组成，能水溶性松香是用来制备水性网印油墨连接料的主要材料。因为水性树脂连结料相当于水性油墨的心脏材料，所以水性树脂的研制非常重要。多元酸改性松香羧酸基树脂(以下简称松香树脂)是一种被大面积应用于制造水性油墨的连接料，在实际生产过程中，目前有很多的水性油墨生产厂家一般使用松香树脂来制造水性油墨，而用来生产此类松香树脂使用的主要材料是天然松香，也就是大家所说的天然树脂。松香作为廉价的天然树脂之一，被非常广泛的用于国民经济生产各部门，但是由于其易氧化、结晶趋势大、软化点低等缺点，局限了它在很多领域的应用。现在正在应用中的很多油
13、溶性的在水性油墨制造所用的连接料中所使用的松香，一般是先用其他的一些化工产品把松香改性后才能利用各种高沸点有机溶剂、多种多元醚、各种多元醇等溶解成有一定流动度、流体、黏度等的黏稠状的物质糊状体，这些经过了混合制备了的中间产物在获得了一系列特有的性能后才可以作为普通的水性油墨的相关连接料。松香是我国林化产品中非常主要的产品之一, 因为其应用范围广泛, 其在连接料方面的应用, 是用松香酯以及氢化松香酯作为基本原料, 常用作印刷用油墨中的连接料。如上文所述，因为松香本身具有不耐氧化、容易结晶等缺点, 使它的直接应用受到诸多限制。连接料中的醇酸树脂是很重要的工业材料, 主要的原料为二元酸, 目前为止最
14、常用的为己二酸与苯酐, 但两者的价格都有较大波动, 所以可以考虑用丙烯酸来代替二元酸对松香进行改性,既降低了成本, 同时又引入新基团，可以对最终树脂的性能有较大的改善。再利用松香结构中的二个活性基团:羧基和共轭双键，在实验室合成的丙烯酸改性松香，并以改性过的松香作为原料，与多元醇进行酯化反应，就可得到一种用于水性油墨的水溶性的树脂连接料。松香还被称为“生长于树上的石油”，是由从松树等针叶树木上采集的松脂原料进行加工，成本低廉，并且是产量很大的可再生资源。按原料的不同可大概分为脂松香、木松香以及浮油松香这三种。世界上主要生产松香的国家有中国、美国以及印度等国家。由于世界上的各个国家都越来越注重生
15、产环节的环保化，特别是美国、日本等发达国家，在印刷过程中选择污染较小，较为环保的水性油墨。而由于松香价格便宜，有点多等因素，因此很多松香都用丙烯酸改性后，改善性能后作为连接料进行水性油墨的制作。综上所述，丙烯酸改性松香水性连接料对于水性油墨是非常重要的，因此，对丙烯酸改性松香水性连接料的研究也是十分必要和重要的。1.2 改性松香连接料的国内外现状1973年左右，全世界爆发了一场严重的石油危机，石油及其衍生产品的价格快速飘升。直到如今，石油资源仍然是各国争夺的重点资源，石油资源与国家的安全和经济命脉密切相关。但是由于石油资源的日益匮乏，世界各国已经开始积极寻求可以替代石油的能源。与此同时，随着人们的环保意识增强， 安全绿色环保已经是新世纪
