松香改性酚醛樹(shù)脂的特點(diǎn)、分類(lèi)及其在平版膠印中的應(yīng)用

　　編寫(xiě)：德瑞化學(xué)，李中和，20160801.

　　一、平版膠印用松香改性酚醛樹(shù)脂概況

　　松香改性酚醛樹(shù)脂( rosin modified phenolic resin，rosin denatured phenolic resin )，是經(jīng)多元醇酯化的松香改性油溶型烷基酚醛樹(shù)脂，是呈不規(guī)則形狀的淺黃色或棕色透明固體。

　　松香改性酚醛樹(shù)脂廣泛應(yīng)用于印刷工業(yè)，主要用的作粘結(jié)劑和展色劑，可改善的粘稠性、油溶性及干燥性，提高的附著力、堅(jiān)牢度及光亮度、耐磨、耐水等性能，中若缺乏松香，不僅僅印刷適性極差，并且印刷成品墨跡呆滯，模糊不清。

　　松香改性酚醛樹(shù)脂用多元醇進(jìn)一步酯化，可得到高熔點(diǎn)和任意酸值的樹(shù)脂;酸值高的改性樹(shù)脂醇溶性好，可用于凹印等的制造;而酸值低的改性樹(shù)脂用途更廣，可作為粘結(jié)劑和展色劑及罩光漆等使用;用聚合松香代替普通松香，則可制造各種專(zhuān)用，如制造汽油印刷代替;制造罩光代替古巴膠;制造膠印代替雙酚樹(shù)脂，從而為松香開(kāi)辟更多的用途。

　　松香改性酚醛樹(shù)脂也是目前使用為廣泛的膠印樹(shù)脂, 其性能決定著的品質(zhì)等級(jí)。由于松香改性酚醛樹(shù)脂獨(dú)特的蜂窩狀結(jié)構(gòu)特征，對(duì)顏料有良好潤(rùn)濕效果，與凝膠劑適當(dāng)反應(yīng)后可以得到具有一定黏彈性的連接料，因而被廣泛應(yīng)用于膠印中。而實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，樹(shù)脂性能在很大程度上取決于烷基酚的類(lèi)型。使用烷基酚，樹(shù)脂就具有良好的溶解性，較高的黏度以及較大的分子量，能基本滿(mǎn)足高速印刷及大量使用無(wú)芳烴礦油的需要。烷基酚的長(zhǎng)度和支鏈程度對(duì)縮合物的反應(yīng)性、松香改性樹(shù)脂的軟化點(diǎn)及容納度有較大影響。可見(jiàn)，利用松香豐富的反應(yīng)性，在很寬的范圍內(nèi)設(shè)計(jì)制造平版用松香改性酚醛樹(shù)脂，滿(mǎn)足現(xiàn)代印刷業(yè)迅速發(fā)展的需要，已成為其它合成樹(shù)脂無(wú)法完全替代的原因之一。

　　隨著印刷設(shè)備的不斷更新, 不同規(guī)格的松香改性酚醛樹(shù)脂也不斷涌現(xiàn)。如通過(guò)改變酚醛樹(shù)脂與松香的比例、烷基酚的種類(lèi)和酚醛比例、改變酯化程度及其工藝等可獲得不同質(zhì)量指標(biāo)的樹(shù)脂產(chǎn)品。其中以不同類(lèi)型的烷基酚制備的松香改性酚醛樹(shù)脂性能差異較大, 因而直接影響到用該樹(shù)脂配制的應(yīng)用性能。樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)可以通過(guò)紅外(FT2IR)、凝膠滲透色譜 ( GPC) 等方法進(jìn)行表征, 樹(shù)脂的應(yīng)用性能在一定程度上可以通過(guò)熱分析、流變參數(shù)等更直觀地體現(xiàn)。目前應(yīng)用于膠印的烷基酚有十二烷基酚 (DP)、壬基酚 (NP)、對(duì)特辛基酚 (OP)、對(duì)叔丁基酚 (BP)等。松香改性酚醛樹(shù)脂合成工藝有一步法和二步法兩種。

　　一步法松香改性酚醛樹(shù)脂的合成工藝：

　　一步法的特點(diǎn)是將酚，醛等原料與松香混合后直接反應(yīng)，以松香作為反應(yīng)媒介，在堿性催化劑的作用下進(jìn)行縮聚反應(yīng)，根據(jù)所用的甲醛類(lèi)型的不同，縮聚反應(yīng)的溫度也有所不同。然后逐步升溫脫去水分，在此期間縮聚物和松香酸進(jìn)行Diels-Alder加成反應(yīng)。并加入多元醇在催化劑的作用下進(jìn)行酯化反應(yīng)。一步法的工藝形式相對(duì)簡(jiǎn)單。整個(gè)反應(yīng)過(guò)程在同一個(gè)反應(yīng)釜中進(jìn)行。但對(duì)后續(xù)的逐步升溫的溫度控制要求高，特別是用福爾馬林作為甲醛來(lái)源時(shí)，在脫水階段對(duì)溫度控制的要求比較高，花費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)，特別是產(chǎn)生的含酚，含甲醛廢水多。目前已廣泛的使用多聚甲醛。

　　二步法松香改性酚醛樹(shù)脂的合成工藝：

　　二步法是先將多聚甲醛與烷基酚進(jìn)行縮聚反應(yīng)。然后再與松香混合，進(jìn)行一系列的后續(xù)反應(yīng)。工藝形式簡(jiǎn)單，但后續(xù)各步升溫等控制要求較高;二步法的特點(diǎn)是預(yù)先合成酚醛縮合物中間體，再與松香體系反應(yīng)，經(jīng)歷多個(gè)特定反應(yīng)階段后形成低酸價(jià)、高軟化點(diǎn)和具有相當(dāng)分子量和一定礦油溶劑溶解性的樹(shù)脂。

　　一步法工藝的優(yōu)點(diǎn)是廢物以蒸汽形式脫去,易于環(huán)保處理,但在熔融的松香中發(fā)生的酚醛縮合反應(yīng)易因反應(yīng)溫度高,溶解不均勻而產(chǎn)生很多副反應(yīng),因而縮合產(chǎn)物的檢測(cè)和質(zhì)量調(diào)整較難控制,不易獲得穩(wěn)定的樹(shù)脂產(chǎn)品。二步法的優(yōu)點(diǎn)是能獲得結(jié)構(gòu)和組成相對(duì)穩(wěn)定的酚醛縮合低聚物，各反應(yīng)階段較易監(jiān)控，產(chǎn)品質(zhì)量也較為穩(wěn)定。缺點(diǎn)是傳統(tǒng)的酚醛漿縮合物必須經(jīng)酸中和，并用大量水多次漂洗除鹽后才能與松香發(fā)生反應(yīng)，由此產(chǎn)生大量含酚廢水，對(duì)環(huán)境造成極大破壞，而且極耗工時(shí)。

　　現(xiàn)代印刷速度越來(lái)越高，印刷中承受的溫度也越來(lái)越高，而溫度的上升極大的降低了的粘度，使得更易乳化。這就要求樹(shù)脂具有較高的結(jié)構(gòu)性，高結(jié)構(gòu)性樹(shù)脂的成功開(kāi)發(fā)在很大程度上滿(mǎn)足了高速印刷對(duì)性能的要求，也為適應(yīng)高速印刷的研制提供了良好的原材料和技術(shù)。

　　為了開(kāi)發(fā)適應(yīng)高速印刷的，就必須對(duì)所采用的樹(shù)脂性能進(jìn)行深入了解。結(jié)構(gòu)性樹(shù)脂的高黏度、高分子量和黏彈性等特點(diǎn)是相互關(guān)聯(lián)的。首先，樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)性可以理解為是一種“剪切變稀”的假塑性流體的流變行為，即結(jié)構(gòu)性樹(shù)脂的表觀黏度將隨剪切力的變化而變化。而非結(jié)構(gòu)性樹(shù)脂類(lèi)似于牛頓流體，表現(xiàn)出非常小的“剪切變稀”，甚至無(wú)“剪切變稀”現(xiàn)象。在連接料中，樹(shù)脂所表現(xiàn)出的“剪切變稀”的結(jié)構(gòu)，主要是由樹(shù)脂分子與樹(shù)脂分子、樹(shù)脂分子與溶劑分子之間的相互作用力引起的，使表現(xiàn)出較高的黏度，在高剪切力的作用下表現(xiàn)出較低的黏度，所以樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)可以用短度(Shortness Ratio)來(lái)衡量：

　　從另一方面看，樹(shù)脂的溶解性越好，在連接料體系中的固含量越低，則樹(shù)脂在連接料中所表現(xiàn)出的結(jié)構(gòu)就越小;反之，樹(shù)脂溶解性越差，在其連接料中的固含量越高，則表現(xiàn)出低溶解性、高結(jié)構(gòu)的特征。所以在測(cè)試樹(shù)脂結(jié)構(gòu)時(shí)，必須選擇具有相似溶解性能的樹(shù)脂進(jìn)行對(duì)比，否則，將會(huì)由于體系溶解性的不同而掩蓋樹(shù)脂潛在的流變性能(結(jié)構(gòu))。

　　五、德瑞化學(xué)改性松香樹(shù)脂在膠印中的應(yīng)用

　　(一).快干亮光膠印和罩光油：2101、DCH2102、DCH2105、5131、5133、6120、6121、8101、8102、8131、8132、8137、8143;

　　(二).快干樹(shù)脂膠印：DCH2102、5131、5135、8101、8132、8145、8147、6124、6127;

　　(三).大豆環(huán)保膠印：DCH2102、DCH2103、DCH2105、2101、2106、8131、8132、8143、8147;

　　(四).膠印冷熱固輪轉(zhuǎn)膠印：2101、5107、5131、5132、6120、6124、6127、8101、8131、8134、8145、8155;

　　(五).無(wú)溶劑膠印(0 VOC膠印)：2106、DCH2103、DCH2105、5133、8101、8131、8143、6120、6121、8155;

　　(六).無(wú)凝膠劑膠印：8103、8133、8134、8145;

　　(七).無(wú)酚醛膠印：4101、4102、4130、M-1110、170;

　　(八).淺色松香改性酚醛樹(shù)脂：2101、5131、6120、6121、8101、8131、DCH2105;

　　(九).耐磨膠印：2101、DCH2102;

　　(十).無(wú)水膠印：8155;

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