【集萃网观察】(二)、干燥剂的制造
制造干燥剂的方法大致有三种,即熔化法、沉淀法(属于第一类干油),分散法(属于第二类干油)。
1、熔化法。
以熔化法生产干油的情况是很多的,如有在松香中熔人金属氧化物的做法,也有在亚麻油中熔入金属氧化物的做法。金属氧化物有以盐替代的,亚麻油有以亚麻油酸替代的,也有二者混用的等。
下面举三个例子作参考:
(1).萘酸铅。先计算配方比例,
PbO+2RCOOH=H2O+Pb(OOCR)2
223 2X 18 (205+2X)
X是当量,此处表示一元酸的分子量。
56100
X=————
A.V.
A.V.代表一元酸的酸值(mgKOH/g)。此处设萘酸的酸值为230,则X=243.9。
通过计算,可以了解223克氧化铅约488克萘酸反应后,约可得693克萘酸铅,含铅量约达30%。
工业上生产时,先将萘酸装于锅中,锅上装有能刮锅底的搅拌设备,以防物料沉底炭化,慢慢加入氧化铅(加入量可比计算的理论量稍多一些),混合物搅拌15分钟后,因放热反应而温度升至60℃,然后开始加热升温,用三小时升温至100℃,保温八小时,再升温至150℃,保持三小时后,反应完全。即可过滤出锅。根据需要,也可掺入溶剂等其它物质。
(2).松脂酸铅。松脂酸铅可按下述工艺进行制造:将松香300公斤装于不锈锅锅内,升温至220℃,在搅拌下渐渐加入40公斤氧化铅,30分钟后升温至250℃,当反应物冷却后透明时即告完成。过滤出锅,冷却后即成块状松脂酸铅,根据需要可将其溶于溶剂或其它介质中。
(3).亚麻油酸铅。亚麻油酸铅的制法:将亚麻油酸250公斤加热至110℃,在搅拌下慢慢加入100公斤氧化铅,再升温至180—200℃,反应完全后出锅。
2、沉淀法。
沉淀法是应用比较广的一种方法,但不大容易控制,故质量常有出入,这里举一个例子供参考:
NaOH+RCOOH → RCOONa+H2O
40 X X+22 18
2RCOONa+CoSO4·7H2O →
2(X+22) 281
CO(RCOO)2+Na2SO4+7H2O
2X+57 142 126
这种计算式既适于萘酸,也适用于亚麻油酸等。
萘酸钴的工业生产法:将萘酸按计算量加入装有搅拌的锅中,然后再加入氢氧化钠液,反应几乎是立即进行的,加热至90℃,反应完全后,过滤,以除去萘酸钙(硬水中带有钙),再升温至100℃,在搅拌下慢慢加入6%的硫酸钻溶液,至反应物凝聚,萘酸钴浮于水面时,停止搅拌,倾去水,再以热水洗涤三次,以除去水溶盐,再加热歪100℃,在不断搅拌下保持四,五个小时,然后用三个小时升温至1150℃,使皂内水分脱尽。将反应物用石油溶剂稀释即可。
3、分散法。
第一类干油常称液状(体)燥油,大多由专业的化工单位(厂)制造。第二类干油俗称浆状燥油,几乎都由油墨行业生产。
液状的钴干油亦称红燥油,分散型的这类干油则俗称白燥油。
分散型干油就是将硼酸铅(甚至是醋酸铅),硼酸锰(或其它锰盐、锰皂等),脂肪酸钴(甚至是醋酸钴)以及无机过氧化物等与连接料一起分散成浆状体的干油。
除了钴、锰、铅金属外,这类干油中有时还加入一些碳酸钙、氧化锌等物质,以调整颜色、稀稠等流变性能。
配方举例:
树脂型连结料(树脂含量40%) 38%
油墨油(沸点250~270℃) 6%
硼酸铅 46%
硼酸锰 5%
萘酸钴(钴含量 4%) 5%
分散型干燥剂的缺点是因其大量使用易氧化型连结料,故在存放中有严重起皮现象,给储存及使用带来许多困难。如果储存时不起皮,而加到油墨中后又能充分发挥其金属的干燥性能,且对油墨的颜色影响极小,这就是个比较理想的干燥剂了。
(二)、干燥剂的应用
干燥剂的应用也是个比较复杂的问题,在油墨厂的应用中,有一个比较大的弊病就是它会被颜料吸附而出现干性衰退现象。
颜料吸附干油最典型的例子是炭黑,其它像一些色淀,特别是一些单宁,氢氧化铝色淀等,都有比较严重的吸附干油的情况。但有的颜料(如甲苯胺红,苯胺金光红等)制造的油墨干性慢,并不是因为它们吸附干油所造成的。
颜料吸附干油是属于物理方面的作用,但是使干油失效,干性衰退也有化学方面的因素,如铁蓝即是。铁蓝本身是含铁的颜料,是种阳性触媒,是个干性比较快的颜料,它会促进干燥(但如含有不纯物时也会使干油出现衰退的现象),这是由于铁蓝能起离子交换作用而引起的。
一般说氧化型颜料会加速干燥,还原型颜料会延缓干燥。但这不是绝对的,例如铬酸锌黄颜料就有延缓干燥出现象(生产时用醋酸锌比硝酸锌更严重)。其它如颜料中的水溶盐(或其表面吸附物-如各种助剂)等,也能使干油失去干性效果,例如铝颜料中的磷酸盐、铁蓝中的铁盐、铬酸铅中的醋酸盐等等,都有使干油中的金属失效的情况。
除了颜料因素外,连结料也是有一定影响的,如前已提及的干油连结料中如采用苹果酸树脂,则就有吸附干油的特性,连结料的酸值不合适时,也可能与金属成皂而降低干油的干燥性能,等等。
印刷工业中应用干油时,就会发生更多的问题,组成干油的体系(例如连结料等)如果亲水,则其干性会大大降低,纸张的酸碱性以及印刷药水中的酸类等都会使干油降低干性。所以干油本身应首先具有良好的抗水性,印刷用纸张的酸性也不宜太大。
假设印刷药水在印刷机上是静止(不是循环)的,则当印刷一个短时间后,药水的酸性就会向中性变化,这是因为油墨中的金属(即干油中的金属)与药水中的酸发生化学反应生成了盐的缘故。这就意味着油墨中的干燥剂——金属(尤其是钴)沥渗到了药水中。显然,油墨的干性也就相应下降。故在印刷药水中加些可溶性的金属盐类(如醋酸钴等),对油墨的干性及保持药水的平衡是有助的。
印刷室的相对湿度不宜太高,一般以65%±5%为理想,因为湿度太高意味着纸张的湿度就高(这就降低了它的吸收性,由此也可知,印刷时的给(药)水量也不可太大,一般以不脏版为原则。
印刷中使用干油时,还有量的因素,品种的因素等等。例如在某种印刷条件(印刷室的温、湿度,药水,纸张,油墨,印品要求等)下,加多少干油最合适?加什么样的干油最适宜(如黑墨中要加以钴为主的干油,雕刻凹版油墨中应采用以锰等为主体的干油)等等。
总之,由于干油的组成(如金属的类型,有机酸的类型,连接料的类型等)以及其它条件(如温度、湿度等)的不同,因此对于油的应用要求是比较复杂的。
来源: 网络 发布人: 中国环保油墨网