松香改性醛油墨树脂酯化阶段新型催化剂的研究(修改20130403).doc

松香改性酚醛油墨树脂酯化阶段新型催化剂的研究 李小林，吴梓新，林欧亚 （上海华谊集团技术研究院 上海 200241） 摘 要: 松香改性酚醛树脂具有软化点高，油溶性好，因此在现代胶印油墨中有着广泛的应用。然而现有技术中存在松香与多元醇酯化反应慢，反应时间长问题。本通过酯化反应催化剂，℃，保温6h时，体系的酸值为19.21 mgKOH/g；当酯化催化剂纳米二氧化钛的用量（质量分数）为0.05%时时，酯化温度为268℃，保温6h时，体系的酸值为22.42mgKOH/g；这两种酯化催化剂都大大降低了酯化反应时间，提高了生产效率。 关键词: 松香 酚醛树脂 油墨 催化剂 酯化 中图分类号 前言 随着现代社会节奏加快，高速印刷已经成为一种趋势。而为了满足高速印刷、流水作业的需，就需要良好的印刷性能，瞬间干燥的油墨。松香改性酚醛油墨树脂具有附着力强、干燥速度快等优点，现在已广泛的应用到热固性油墨之中。 松香改性酚醛油墨树脂是以松香、和多元醇等为主要原料能生成一类具有交联网络结构、较高软化点，低酸价的油溶性树脂制备松香改性酚醛油墨树脂的反应时间主要由两部分组成：前阶段的松香、酚类和甲醛形成酚醛树脂和后阶段的多元醇酯化交联阶段。现有技术的缺点是：在后阶段加入多元醇与松香在高温条件下进行酯化反应，但是由于多元醇的位阻效应，现在常用的金属氧化物催化效率低，不利于多元醇与松香进行酯化反应。所以后期酯化时间长，能耗大，生产效率低。本采用一步法合成工艺，首先将松香、，后在高温条件下与多元醇进行酯化反应制备松香改性酚醛油墨树脂。通过加入钛作为酯化反应的催化剂，缩短了酯化反应时间，提高了生产效率，降低了能耗和成本，提高了经济效益上海江沪钛白化工制品有限公司松香，在℃溶解松香。待松香熔解好后，加入升温到220℃和。加完后升温到20℃保温。后升温到268℃，控制温度波动在℃以内。然后抽真空45，之后停止加热，将釜温降至220℃后倒出产物。 图1钛酸四丁酯对松香酯化进程的影响 Figure1. Effect of tetrabutyl titanate on the esterification stage 2.2 钛酸四丁酯的浓度对催化效率的影响 图2考察了不同钛酸四丁酯的浓度对值化过程催化效率的影响，从图中我们可以看出，随着钛酸四丁酯的浓度增加，酯化保温过程中酸值下降越快，也就是说随着体系钛酸四丁酯的浓度增加，体系的酯化催化效果越好。当钛酸四丁酯的浓度为0.1wt%时，酯化保温时间为6h, 体系的酸值能降到17.55 mgKOH/g。但是我们在实验的过程中也发现，随着钛酸四丁酯的浓度增加，制备得到的松香改性油墨酚醛树脂的颜色越深。综合考虑我们选择钛酸四丁酯的浓度为0.05wt%，此时酯化保温6小时，酸值降为19.21，达到工业标准。 图2 钛酸四丁酯浓度对酚醛树脂酸值的影响 Figure2. Effect of tetrabutyl titanate concentration on the acid value of phenolic resin 2.3 钛酸四丁酯浓度对酚醛油墨树脂粘度的影响 树脂的粘度是指树脂在亚由中的溶液的粘度，通常高粘度的树脂在油墨中具有很好的传递转印性，内聚力大，但是太高的粘度会使着色率有所下降，因此需要把树脂的粘度控制在一定的范围内。从图3中，我们可以发现，在同样的酯化保温条件下，随着钛酸四丁酯的浓度增加，所制的松香改性酚醛油墨树脂的粘度越大，但是当钛酸四丁酯的浓度达为0.05wt%时，此时体系的粘度增加不明显。考虑到松香改性酚醛油墨树脂的综合型，选择钛酸四丁酯的浓度为0.05wt%。 图3 钛酸四丁酯浓度对酚醛树脂粘度的影响 Figure3. Effect of tetrabutyl titanate concentration on the viscosity of phenolic resin 2.4纳米二氧化钛对松香酯化进程的影响 前面使用钛酸四丁酯为酯化催化剂得到了比较好的酯化效果，但是在松香改性酚醛油墨树脂的制备过程会使制备得到的酚醛油墨树脂的颜色偏深。为了达到更好的效果，本文进一步考察了纳米二氧化钛作为酯化催化剂。从图4中我们可以看到，纳米二氧化钛对松香和季戊四醇酯化反应也具有很好的催化效果看，当纳米二氧化钛的浓度为0.05wt%，酯化保温6h，体系的酸值能降到24.42 mgKOH/g，达到工业标准。 图4纳米二氧化钛对松香酯化进程的影响 Figure4. Effect of nanoparticle titanium oxide on the esterification stage 2.5 纳米二氧化钛浓度对催化效率的影响 图5考察了纳米二氧化钛浓度对催化效率的影响，从图中可以看出，随