環(huán)保型催干劑及其油墨組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種環(huán)保型催干劑及其制備方法和應(yīng)用，所述環(huán)保型催干劑，其特征在于，為配體3,7-二氮雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷與金屬的氯化物的反應(yīng)產(chǎn)物的混晶或固態(tài)溶液型；本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的環(huán)保型催干劑，不含有“三致”風(fēng)險(xiǎn)的金屬鈷，對(duì)環(huán)境和健康不良影響較小，用于氧化聚合催干型油墨中，即使在印刷墨層較厚的情況下，墨膜表面仍不易結(jié)皮和起皺。本發(fā)明中可根據(jù)油墨的干燥情況調(diào)整上述絡(luò)合物中鐵與錳的比例和有機(jī)配體的組成，達(dá)到調(diào)整油墨干燥時(shí)間的效果。所述配體3,7-二氮雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷，其具有下述的化學(xué)結(jié)構(gòu)通式：
【專利說明】環(huán)保型催干劑及其油墨組合物
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氧化聚合催干型印刷油墨用催干劑和含該催干劑的印刷油墨組合物。
【背景技術(shù)】
[0002]在平版膠印印刷油墨、雕刻凹版等氧化聚合催干型油墨中，為了提高其印刷后的催干速度，需要在油墨中添加催干劑，使得印刷油墨在和空氣接觸后，該催干劑與空氣中的氧反應(yīng)形成自由基，而這些自由基又會(huì)引發(fā)醇酸樹脂基團(tuán)鄰近的不飽和位的交聯(lián)反應(yīng)(碳-碳雙鍵)，從而使得油墨固化。
[0003]如上所述的催干劑通常選自金屬鹽，該金屬鹽包含帶有多價(jià)金屬的長(zhǎng)鏈脂肪酸鹽，如鈷、錳、鈣、鋯和鈰等。所述類型的鹽可溶于溶劑，由此可以與油墨相容。已知鈷鹽為快速催干劑，而錳鹽表現(xiàn)出的催干作用緩慢。目前來說，脂肪酸鈷鹽和脂肪酸錳鹽的單獨(dú)或合并使用是最為常見的催干劑使用方式。同時(shí)，常常添加鈣和/或鋯鹽，以及鈰鹽作為共催干劑(第二組分催干劑)，來進(jìn)一步加快干燥過程。
[0004]鈷屬于重金屬類，數(shù)據(jù)庫(kù)“化學(xué)物質(zhì)毒性記錄(REGISTRY OF TOXIC EFFECTS OFCHEMICAL SUBSTANCES) ”給出了相關(guān)的毒性評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，見表1。
[0005]表1鈷和錳的毒性比較
[0006](基于數(shù)據(jù)庫(kù)“化學(xué)物質(zhì)毒性記錄Registry of toxic effects of chemicalsubstance，，)
[0007]
【權(quán)利要求】
1.環(huán)保型催干劑，其特征在于，為配體3，7-二氮雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷與金屬的氯化物的反應(yīng)產(chǎn)物的混晶或固態(tài)溶液型； 所述配體3，7- 二氮雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷，其具有下述的化學(xué)結(jié)構(gòu)通式:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型催干劑，其特征在于: R為氫、(:1、81*、羥基或見12或(:1-(:4的烷基； Rl和R2獨(dú)立選自C1-C18的烷基、芐基或吡啶-2-烷基；
R3=R4，并選自 COOCH3`、COOCH2CH3、COOCH2C6H5 或 CH2OH ；
X 為 C=0、C(OH)2 或 CH2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型催干劑，其特征在于:所述的配體3，7-二氮雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷為: `3，7_ 二甲基-9-擬基_2，4- 二 -(2_批P定基)_3，7- 二氣雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷-9-酮-1，5- 二羧酸二甲酯、 `3, 7- _.乙基_9-擬基-2，4- _.- (2-吡淀基)-3，7- 二氣雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷-9-酮-1，5- 二羧酸二甲酯、 `3, 7- 二芐基_9_擬基-2，4- _.- (2-吡淀基)-3，7- 二氣雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷-9-酮-1，5- 二羧酸二甲酯、 `3,7- 二乙基-9_亞甲基-2，4- _.- (2-批P定基)-3，7- 二氣雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷-9-酮-1，5- 二羧酸二甲酯、 `2,4- _.- (2-批P定基)-3_甲基-rJ-(批P定~2~甲基)-3，7- 二氣雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷-9-酮-1，5- 二羧酸二甲酯、 ` 2,4- _.- (2-批P定基)-3-乙基_7_ (批P定~2~甲基)-3, 7- 二氣雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷-9-酮-1，5- 二羧酸二甲酯、 `2,4- 二 - (2-批P定基)-3_羊基-rJ-(批P定-2-甲基)-3, 7- 二氣雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷-9-酮-1，5- 二羧酸二甲酯、 `2，4_ 二- (2_吡唳基)-3-十八烷基-7-(吡卩定-2-甲基)-3，7- 二氣雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷-9-酮-1，5- 二羧酸二甲酯、 .3，7_ 二甲基-9-擬基_2，4- 二 -(2_批P定基)_3，7- 二氣雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷-9-酮-1，5- 二羧酸二乙酯、 . 3,7- _.乙基-9_擬基-2，4- _.- (2-吡淀基)-3，7- 二氣雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷-9-酮-1，5- 二羧酸二乙酯、 . 3,7- 二芐基_9_擬基-2，4- _.- (2-吡淀基)-3，7- 二氣雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷-9-酮-1，5- 二羧酸二乙酯、 . 3.7- 二乙基-9_亞甲基-2，4- _.- (2-批P定基)-3，7- 二氣雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷-9-酮-1，5- 二羧酸二乙酯、 . 2, 4- _.- (2-批P定基)-3_甲基-rJ-(批P定~2~甲基)-3，7- 二氣雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷-9-酮-1，5- 二羧酸二乙酯、 . 2, 4- _.- (2-批P定基)-3-乙基_7_ (批P定~2~甲基)-3, 7- 二氣雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷-9-酮-1，5- 二羧酸二乙酯、 .2,4- 二 - (2-批P定基)-3_羊基-rJ-(批P定-2-甲基)-3, 7- 二氣雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷-9-酮-1，5- 二羧酸二乙酯、 .2，4_ 二- (2_吡唳基)-3-十八烷基-7-(吡卩定-2-甲基)-3，7- 二氣雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷-9-酮-1，5- 二羧酸二乙酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述的環(huán)保型催干劑，其特征在于:所述的金屬選自鐵或猛。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4任一項(xiàng)所述的環(huán)保型催干劑的制備方法，包括如下步驟:將一種以上所述的配體，在丙酮中，與所述的金屬的氯化物反應(yīng)，反應(yīng)溫度為25~50°C，反應(yīng)時(shí)間為1~3小時(shí)，然后從反應(yīng)產(chǎn)物中收集所述的環(huán)保型催干劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，將1-4個(gè)，與所述的金屬的氯化物反應(yīng)，反應(yīng)溫度為30~45°C，反應(yīng)時(shí)間為1~2小時(shí)，然后從反應(yīng)產(chǎn)物中收集所述的環(huán)保型催干劑，其中:配體之間的摩爾比為nl: n2: n3: n4=l: 0-100: 0-100: 0-100 ； nl代表第一種配體，n2代表第二種配體，n3代表第三種配體，n4代表第四種配體。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，是采用如下配體與如下金屬的氯化物反應(yīng)產(chǎn)物: (1).2, 4- _.- (2-吡啶基)-3_ 甲基-rJ-(吡啶 ~2~ 甲基)_3，7- 二氣雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷-9-酮-1，5- 二羧酸二甲酯:3，7- 二甲基-9-羰基-2，4- 二- (2-吡啶基)-3，7- 二氮雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷-9-酮-1,5-二羧酸二甲酯=1: 2, FeCl2.4H20: MnCl2.4H20=1: 2，摩爾比，為固體粉末； (2).2, 4- _.- (2-吡啶基)-3_ 甲基-rJ-(吡啶 ~2~ 甲基)_3，7- 二氣雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷-9-酮-1，5- 二羧酸二甲酯:3，7- 二甲基-9-羰基-2，4- 二- (2-吡啶基)-3，7- 二氮雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷-9-酮-1，5-二羧酸二甲酯=1: 3，F(xiàn)eCl2.4Η20 =MnCl2.4Η20=1: 3，摩爾比，為固體粉末。
8.根據(jù)權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述環(huán)保型催干劑的固體粉末的應(yīng)用，其特征在于，可直接用于油墨，或溶解于醇類、酯類、醚類等溶劑的一種或多種混合溶劑中后在油墨中進(jìn)行應(yīng)用，優(yōu)選的，溶劑可采用乙醇、異丙醇、丁醇、1，2-丙二醇、異丁醇、丙二醇單甲醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇二乙醚、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇二甲酯、丙二醇二乙酯等。在溶劑中的濃度范圍為0.01%-10%(w/w)。
9.一種含有權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述環(huán)保型催干劑的油墨組合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的油墨組合物，其特征在于，以干基的環(huán)保型催干劑計(jì)，以油墨的總重量為基準(zhǔn)，在印刷油墨中的添加量為0.001%~0.3%。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的油墨組合物，其特征在于，包括如下重量百分比的組分:連結(jié)料1-95%顏料0-45%填料0-50%環(huán)保型催干劑0.001-3%油墨助劑0-50% 各個(gè)組分的百分比之和為100%; 所述的連接料，以連接料總重 量計(jì)，包括如下重量百分比的組分: (a)樹脂5-99% (b)溶劑0-95% (c)植物油0-79% 所述(a)樹脂選自酚醛樹脂或者改性酚醛樹脂、醇酸樹脂、改性聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂或改性環(huán)氧樹脂中的一種以上； 所述改性酚醛樹脂選自松香改性的壬基酚酚醛樹脂、松香改性的辛基酚酚醛樹脂、松香改性的叔丁酚酚醛樹脂、二酚基丙烷或壬基酚與甲醛縮合的松香改性酚醛樹脂、松香改性二甲酚干油酚醛樹脂、松香改性季戊四醇酚醛樹脂、松香改性苯酚與甲醛縮合的松香改性酚醛樹脂、松香改性的二酚基丙烷與甲醛縮合的松香改性酚醛樹脂、松香改性二甲酚甘油酚醛樹脂或松香改性二酚基丙烷季戊四醇酚醛樹脂； 所述改性醇酸樹脂選自松香、聚合松香、亞麻仁油、梓油、桐油、豆油、蓖麻油、椰子油、脫水蓖麻油、棉籽油以及月桂樹、松漿油酸等植物油或脂肪酸等改性的醇酸樹脂。優(yōu)選這些改性醇酸樹脂所用的多元醇是二元醇(如乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、新戊二醇等)，三元醇(如甘油、三羥甲基丙烷、三羥乙基丙烷等)，四元醇(如季戊四醇等)，五元醇(如木糖醇等)；所用的酸是苯甲酸、對(duì)叔丁基苯甲酸、鄰苯二甲酸及其酐、間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、順丁烯二酸及其酐，反丁烯二酸，己二酸、癸二酸、均苯四酸及其酐、四氫苯酐、六氫苯酐等。這些多元醇和多元酸用于制取改性醇酸樹脂時(shí)，可以單獨(dú)使用或多種配合使用。所述改性醇酸樹脂可選124#蓖麻油/苯酐甘油醇酸樹脂，123#椰子油/苯酐季戊四醇醇酸樹月旨，126#亞麻油/苯酐甘油醇酸樹脂，128#亞麻油/間苯二甲酸甘油醇酸樹脂，138#豆油/間苯二甲酸甘油醇酸樹脂，139#亞麻油/間苯二甲酸甘油醇酸樹脂，梓油/間苯二甲酸甘油醇酸樹脂等； 所述聚氨酯樹脂為所有的油墨用聚氨酯樹脂； 所述溶劑選自乙醇、正丙醇、異丙醇、苯乙醇、丁醇、乙二醇、聚乙二醇、1，2-丙二醇、1，2- 丁二醇、乙二醇醚、二乙二醇醚、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸正丙酯、乙酸異丙酯、乙氧基丙酸乙酯、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚乙酸酯、乙二醇二醋酸酯、異丙醇、丙二醇甲醚、異辛醇、丁酮、甲苯、二甲苯、硅油、脂肪烴溶劑、高沸點(diǎn)煤油、200#溶劑油、210#礦油、水、苯二甲酸二丁酯，苯二甲酸二辛酯，亞油酸甲酯，亞油酸乙酯，桐油酸甲酯等中的一種或幾種； 所述(c)植物油為亞麻油、桐油、脫水蓖麻油、蘇子油、梓油、豆油、葵花籽油、葡萄籽油、蓖麻油、妥爾油、上述植物油經(jīng)高溫?zé)捴频玫降木酆嫌突蛏鲜鲋参镉退嶂械囊环N或多種； 所述的顏料選自珠光顏料、光變顏料或著色顏料； 所述的填料選自碳酸鈣、硫酸鋇、碳酸鋇、石膏、硅酸鎂、高嶺土、云母、石英石、硅藻土、硅藻石、氫氧化鋁等中的一種或幾種。
【文檔編號(hào)】C09F9/00GK103602268SQ201310471555
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月10日
【發(fā)明者】張妤, 齊永路, 劉昱容, 孫軍飛, 孫明珠 申請(qǐng)人:中鈔油墨有限公司