油墨用納米碳酸鈣的表面改性研究.pdf

1、作為油墨中的體質(zhì)顏料-碳酸鈣，如果粒徑達(dá)到20～60nm，并進(jìn)行表面改性，使其與油墨連接料很好的相容，將對油墨的生產(chǎn)及提高油墨的質(zhì)量起到一定的作用，有穩(wěn)定性好、光澤高、不影響印刷油墨的干燥性能、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，并且能夠降低油墨的生產(chǎn)成本。納米碳酸鈣的改性工藝主要有濕法和干法，改性方法主要有機(jī)械化學(xué)改性法、高能改性法以及表面化學(xué)包覆改性法。
　　 本文采用的是濕法改性工藝，以表面化學(xué)包覆與機(jī)械攪拌結(jié)合的方法進(jìn)行試驗(yàn)。首先采用幾種表

2、面改性劑對納米碳酸鈣分別進(jìn)行改性試驗(yàn)，找出一種較好的改性劑硬脂酸，并進(jìn)行單因素條件改性試驗(yàn)。在改性劑用量為2％，改性時間為30min，改性溫度為60℃，初始料漿濃度為8％，攪拌速度為1400r/min，烘干溫度為100℃，烘干時間為10h的優(yōu)化條件下，得到了優(yōu)化后的產(chǎn)品，活化指數(shù)達(dá)到了99.9％，接觸角達(dá)到153.2°。此優(yōu)化試驗(yàn)過程中，改性后產(chǎn)品僅用活化指數(shù)和接觸角來表征。通過其它檢測，最終優(yōu)化后的產(chǎn)品吸油值為55.5gDOP/100

3、gCaCO3，光澤度為7.2GS，流動度為15.5mm，流動度差（0.5ml調(diào)墨油和lg樣品混合并研磨300次，膏狀物中有灰色物），未達(dá)到本文參考的油墨用納米碳酸鈣指標(biāo)。因此，在油墨用納米碳酸鈣的表面改性研究中，改性后產(chǎn)品用活化指數(shù)和接觸角可以來衡量產(chǎn)品的活化效果，但不能作為應(yīng)用好壞的指標(biāo)，需要用光澤度，透明度，吸油值，流動度等來綜合表征。
　　 本文重點(diǎn)是采用各種改性劑分別對納米碳酸鈣進(jìn)行試驗(yàn)，在試驗(yàn)中使用吸油值、光澤度、流動

4、度、透明度對改性后產(chǎn)品進(jìn)行表征，選出了效果較好的ZCS-01，并做了兩個單因素條件試驗(yàn)，但存在的問題是改性劑用量在9％時才能滿足本文參考的油墨用納米碳酸鈣指標(biāo)。因此，在滿足指標(biāo)的前提下降低成本而進(jìn)行了探索試驗(yàn)。探索試驗(yàn)分為兩種藥劑復(fù)合，三種藥劑復(fù)合，以及ZCS-01與其它藥劑復(fù)合試驗(yàn)。最終確定出ZCS-01與其中的一種藥劑NDZ101復(fù)合，并對其做了優(yōu)化試驗(yàn)。當(dāng)ZCS-01與NDZ101在改性時間為30min，改性溫度為90℃，初始料漿

5、濃度為4％，攪拌速度為1000r/min，烘干溫度在100℃，烘干時間10h的條件下，得到了藥劑最佳比例為3:2，改性劑總用量在4％時，得到的改性后的產(chǎn)品流動度為30.5mm，光澤度為24.9GS，吸油值為41.0gDOP/gCaCO3，而且透明度好，滿足本文所參考的油墨用納米碳酸鈣指標(biāo)，因此得到了可以替代單獨(dú)使用9％的ZCS-01時的改性產(chǎn)品，降低了用藥成本。
　　 機(jī)理分析中采用了紅外光譜分析和掃描電鏡分析，分析表明：(1)

6、硬脂酸與納米碳酸鈣之間形成了化學(xué)鍵。改性機(jī)理以化學(xué)吸附為主，物理吸附為輔。在此基礎(chǔ)上建立了硬脂酸與納米碳酸鈣的吸附作用模型；(2)ZCS-01和硬脂酸對納米碳酸鈣的作用機(jī)理相似，均與納米碳酸鈣表面的-OH發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成了化學(xué)鍵。表面改性機(jī)理是以化學(xué)吸附為主，物理吸附為輔，在此基礎(chǔ)上建立了吸附作用模型。
　　 指標(biāo)分析并結(jié)合試驗(yàn)可以得出，改性后納米碳酸鈣在連接料中的分散程度可以用光澤度、流動度、透明度等來表征，進(jìn)而可以得知改性