炭黑产品在水性油墨中的应用- 常治辉- 职业日志- 价值中国网:网络就是 ...

  仍需要一种既可在水性油墨又可在涂料中更易制备的水性涂料。溶剂是(或含有)水。

  产品。该碳可以是结晶形的或无定形的。其例子包括,但不局限于:石墨、炭黑、玻璃碳、活性炭、活性碳以及它们的混合物。上述碳的磨碎形式是优选的。

  本发明的改性炭黑产品特别适用于水性油墨配方.因此,本发明提供了含有水和本发明的改性碳产品的改进油墨组合物。可把其他已知的水性油墨添加剂加到该水性油墨配方中。

  一般来说,油墨包括四个基本组份:

  (1)着色剂或颜料,

  (2)在印刷时起着载体作用的连接料或清漆,

  (3)提高适印性、干燥性等的添加剂,

  (4)调节粘度、干燥性和与其他油墨组份相容性的溶剂。对油墨的性能、制备和用途的一般性研究,参见“印刷手册”(The Printing Manual),第五版,Leach等人编(Chapman&Hall,1993)。各种水性油墨组合物也公开在,例如,美国专利2,833,736、3,607,813、4,104,833、4,308,06 1、4,770,706和5,026,755中,所有这些专利引入本文作为参考。

  可用标准工艺把本发明的改性碳产品作为预分散体或固体加到水性油墨配方中。使用本发明的水可分散的改性碳产品具有显著的优点,并由于减少或xx了常规炭黑通常所使用的研磨步骤而节约了成本。

  苯胺油墨代表一组油墨组合物。苯胺油墨通常包括着色剂、粘合剂和溶剂。本发明的改性碳产品可用于苯胺油墨着色剂。实施例3示出了本发明的改性碳产品在水性苯胺油墨组合物中的应用。

  本发明的改性碳产品可用于水性新闻油墨。例如,水性新闻油墨组合物可包括水、本发明的改性碳产品、树脂和常规添加剂(如防泡添加剂或表面活性剂)。

  本发明的改性碳产品也可用于水性涂料组合物,如油漆或涂饰剂。因此,本发明的一个实施方案是一种含有水、树脂和本发明的改性碳产品的改进水性涂料组合物。其他已知的常规涂料添加剂可加到该水溶性涂料组合物中。参见,例如,“科学和技术的:Mc Graw-Hill百科全书”(Mc Graw-Hill Encyclopedia of Science&Technology),第五版,(Mc Graw-Hill,1982),这里引为参考。也可参见美国专利5,05 1,464、5,3 19,0414、5,204,404、5,05 1,464、4,692,481、5,356,973、5,3 14,945、5,266,406和5,266,361,所有这些专利这里引为参考。

  可用标准工艺,把作为预分散体或固体的本发明改性碳产品加到水性涂料配方中。使用水可分散的改性碳产品使用本发明的水可分散的改性碳产品具有显著的优点,并由于减少或xx了常规炭黑通常所使用的研磨步骤而节约了成本。下面一些实施例介绍本发明的改性碳产品在水性汽车顶层配方中的应用。

  当使用上述碳产品时,可用最少的组份和加工步骤,制备含有水性连接料和作为颜料的稳定分散的碳产品的水性油墨或涂料.这样的油墨或涂料可用于各种用途。优选,在本发明的水性油墨和涂料中,该改性碳产品的存在是小于或等于油墨或涂料重量的20%。使用含有未改性的碳和本发明的改性碳产品的混合物的水性油墨或涂料配方也在本发明的范围内。可把下面所讨论的那些常规添加剂加到该分散液中来进一步提高该水性油墨或涂料的性能。

  实施例

  分析方法

  根据ASTMD-4820,得到用于表面积测定的BET氮气表面积。根据ASTMD-2414得到DBPA(邻苯二甲酸正二丁酯)数据。

  如下测定挥发物含量。炭黑样品在125℃下干燥至恒重。把45ml于燥炭黑样品置于一已在950℃下干燥过的加盖的50ml坩锅中,并在隔焰炉中950℃下加热7分钟。挥发物含量表示为炭黑样品失重的百分数。

  在下面的各个实施例中用下述方法来测定本发明炭黑产品和未处理炭黑的水性残余物。用45g水振动炭黑产品(5g) 5分钟。将该生成的悬浮液倾倒通过一个筛子,并用水洗涤直到洗液呈无色。除了另外说明,使用325目筛子。干燥该筛子后,测定该筛子上残余物的重量,并表示为试验中所用的炭黑的百分数。

  实施例1

  在销式造粒机中用预制的重氮盐制备炭黑产品

  该实施例介绍制备本发明炭黑产品的另外一种方法。向销式造粒机中加入400g表面积为80m2/g、DBPA为85ml/100g的飞扬性炭黑(fluffy carbon black)。从27.1g磺胺酸的钠盐、10.32g亚硝酸钠、29.0g浓HCl和293.5g水制得氢氧化4-磺苯基重氮内盐的冷悬浮液,并把该悬浮液加到造粒机中。造粒2分钟后,取出样品并在115℃干燥至恒重。与未处理炭黑的残余

  物为81%相比较,该产品有0.1% 325目残余物。用乙醇进行Soxlhet萃取过夜,得到含有1.1%硫的炭黑产品,与未处理炭黑含有0.8%硫相比较。这表明:27%的对-C6H4SO3-基团连到该炭黑产品上。因此,该炭黑产品有0.09mmol/g相连的对-C6H4SO3-基团。

  实施例2

  用现场制备的重氮盐制备炭黑产品

  该实施例介绍制备本发明炭黑产品的另外一种方法.使用表面积为560m2/g、DBPA为90ml/100g和挥发物含量为9.5%的飞扬性炭黑.把50g飞扬性炭黑加到溶于420g水中的8.83g磺胺酸的溶液中。把该生成的悬浮液冷却到30℃,并加入4.6g浓亚硝酸。在搅拌下逐渐加入含有3.51g亚硝酸钠的水溶液,现场形成氢氧化4-磺苯基重氮内盐,该内盐与飞扬性炭黑反应。与未处理炭黑有6%残余物相比较,该生成的产品有0.1% 325目残余物。该炭黑产品用乙醇进行Soxhlet萃取过夜后会有1.97%硫,与未处理飞扬性炭黑有0.24%硫相比较。这相当于53%的对-C6H4SO3-基团连到该炭黑产品上。因此,该炭黑产品有0.54mmol/g相连的对-C6H4SO3-基团。

  实施例3

  炭黑产品在水性油墨的制备中的应用

  该实施例介绍在水性油墨配方中使用本发明的炭黑产品的优点。如下制备油墨组合物A:把3.13份实施例1的炭黑产品加到一种连接料中,并在油漆摇动器中振动该组合物10分钟,该连接料是通过混合2.92份JONCRYL 61 LV树脂、0.21份异丙醇、0.31份ARROWFLEX脱泡剂,7.29份JONCRYL 89树脂和6.98份水而制备的。下表示出了635目残余物的量。

  JONCRYL是由WLRacine的SC Jollnson Polymer生产和销售的树脂的注册商标。ARROWFLEX是由NY,New York的Witco制造和销售的脱泡剂的注册商标。

  油墨组合物B的制备如下:

  研磨120份实施例l所用的炭黑产品,112份JONCRYL 61 LV树脂、8份异丙醇、4份ARROWFLEX脱泡剂、156份水和400g研磨介质的混合物。

  为了检查研磨程度,定期取样到组合物C中,该组合物C含有15.0份炭黑产品、140份JONCCRYL 61 LV树脂、1.0份异丙醇、1.7份ARROWFLEX脱泡剂、35.1份,JONCCRYL 89和33.4份水。

  油墨组合物D的制备如下:研磨120份实施例1用的未处理炭黑、112份JONCRYL 61 LV树脂、8份异丙醇、4份ARROWFLEX脱泡剂、156份水和400g研磨介质。

  为了检查研磨程度,定期取样到组合物E中,该组合物E含有15.0份炭黑产品、140份JONCRYL 61 LV树脂、1.0份异丙醇、1.7份ARROWFLEX脱泡剂、35.1份JONCRYL 89树脂和33.4份水。

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