论文摘要
作为油墨中的体质颜料—碳酸钙,如果粒径达到20-60nm,并进行表面改性,使其与油墨连接料很好的相容,将对油墨的生产及提高油墨的质量起到一定的作用,有稳定性好、光泽高、不影响印刷油墨的干燥性能、适应性强等优点,并且能够降低油墨的生产成本。纳米碳酸钙的改性工艺主要有湿法和干法,改性方法主要有机械化学改性法、高能改性法以及表面化学包覆改性法。本文采用的是湿法改性工艺,以表面化学包覆与机械搅拌结合的方法进行试验。首先采用几种表面改性剂对纳米碳酸钙分别进行改性试验,找出一种较好的改性剂硬脂酸,并进行单因素条件改性试验。在改性剂用量为2%,改性时间为30min,改性温度为60℃,初始料浆浓度为8%,搅拌速度为1400r/min,烘干温度为100℃,烘干时间为10h的优化条件下,得到了优化后的产品,活化指数达到了99.9%,接触角达到153.2°。此优化试验过程中,改性后产品仅用活化指数和接触角来表征。通过其它检测,最终优化后的产品吸油值为55.5gDOP/100gCaCO3,光泽度为7.2GS,流动度为15.5mm,流动度差（0.5ml调墨油和1g样品混合并研磨300次,膏状物中有灰色物）,未达到本文参考的油墨用纳米碳酸钙指标。因此,在油墨用纳米碳酸钙的表面改性研究中,改性后产品用活化指数和接触角可以来衡量产品的活化效果,但不能作为应用好坏的指标,需要用光泽度,透明度,吸油值,流动度等来综合表征。本文重点是采用各种改性剂分别对纳米碳酸钙进行试验,在试验中使用吸油值、光泽度、流动度、透明度对改性后产品进行表征,选出了效果较好的ZCS-01,并做了两个单因素条件试验,但存在的问题是改性剂用量在9%时才能满足本文参考的油墨用纳米碳酸钙指标。因此,在满足指标的前提下降低成本而进行了探索试验。探索试验分为两种药剂复合,三种药剂复合,以及ZCS-01与其它药剂复合试验。最终确定出ZCS-01与其中的一种药剂NDZ101复合,并对其做了优化试验。当ZCS-01与NDZ101在改性时间为30min,改性温度为90℃,初始料浆浓度为4%,搅拌速度为1000r/min,烘干温度在100℃,烘干时间10h的条件下,得到了药剂最佳比例为3:2,改性剂总用量在4%时,得到的改性后的产品流动度为30.5mm,光泽度为24.9GS,吸油值为41.0gDOP/gCaCO3,而且透明度好,满足本文所参考的油墨用纳米碳酸钙指标,因此得到了可以替代单独使用9%的ZCS-01时的改性产品,降低了用药成本。机理分析中采用了红外光谱分析和扫描电镜分析,分析表明：（1）硬脂酸与纳米碳酸钙之间形成了化学键。改性机理以化学吸附为主,物理吸附为辅。在此基础上建立了硬脂酸与纳米碳酸钙的吸附作用模型；（2）ZCS-01和硬脂酸对纳米碳酸钙的作用机理相似,均与纳米碳酸钙表面的-OH发生化学反应,形成了化学键。表面改性机理是以化学吸附为主,物理吸附为辅,在此基础上建立了吸附作用模型。指标分析并结合试验可以得出,改性后纳米碳酸钙在连接料中的分散程度可以用光泽度、流动度、透明度等来表征,进而可以得知改性后的产品能否很好的应用到油墨中。表面活性剂对透明度和流动度都产生一定的影响,采用与连接料相溶性较好、本身具有一定透明性的有机物或高分子化合物作为表面活性剂,有利于得到高透明度、高分散性的产品。
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标签：油墨用纳米碳酸钙论文; 表面改性论文; 作用机理论文; 指标分析论文;