油墨连结料的制造(二)

信息来源:http://www.china-cata.org/info_Showc.asp?InfoId=482&ClassId=44&Topid=95

二、干性油型连结料

(一)聚合油

亚麻油经加热后由小分子聚合成大分子,增加了粘稠度,这种产品在油墨行业统称为调墨油(凡立水-Varnish),涂料行业则称作厚油或定油(Stand Oil)。

非共轭干性油加热聚合的过程,基本上是由非共轭油异构化(分子重排)成共轭油,两个共轭油分子形成二聚体,而使分子增大的。这个机理现已较普遍地被人们所接受。即:一个分子中的1, 4碳原子与另一个分子中的l, 2碳原子发生加成,不饱和位置转移至2, 3位置之间。

干性油在加热聚合后,大多形成二聚体(也有一些单体),在非常粘稠的品种中才能发现三聚体。

聚合油炼制时,一般最好用不锈钢锅,因为脂肪酸能与其它金属反应而使炼制的油颜色变深。精漂亚麻油的装入量,以锅容量的3/4左右即可,装得太满时容易发生危险。然后加热至290-310℃之间,再保持此温度至所需之粘度。

加热方式以过热蒸汽,电热、载体较好,直接火比较难以控制。加热聚合的时间越长,则所得成品的粘度越大。我国的几种调墨油的质量指标及生产工艺概况,见下表:

  粘 度(秒/50℃) 酸值 颜色 升 温(小时) 保 温(小时) 全 长(小时) :

  号外油  (数值见下载文件内表):

  二号油  (数值见下载文件内表):

  三号油  (数值见下载文件内表):

  四号油  (数值见下载文件内表):

  五号油  (数值见下载文件内表):

  六号油  (数值见下载文件内表)

1.粘度以落球法测得。

2.号外油测定时,以高沸点(250-290℃) 油墨油稀释后测定之。

稀释比例为号外油:油墨油=55:45。

3.保温之温度为295℃。

一般用比较低的温度炼制时,生产比较容易控制,也比较安全,但需时较长,从经济角度去考虑是不太合算的。而且炼制时间过长,对质量也不利,如颜色变深-长时间与空气接触,由于氧化而使色素增多。酸值也可能太高。所以如果加热系统能精确地加以控制,不致引起亚麻油自燃着火的危险,则生产时以较高温度为好。如以290℃温度炼制,需10小时左右可达到要求的调墨油,以300℃炼制时只需约7个小时,而以310℃炼制时,仅需4.5个小时即可。诚然,温度过高时对质量也有弊的一面,如颜色深,由于甘油酯分解过多而使酸值增高等。

用直接火加热时,300℃以上的炼制温度,对亚麻油来说,已经比较危险了。

从下表可以看出,亚麻油在加热聚合后,所有特性都是上升趋势,只有碘值例外而是下降的。这从不饱和性及氧化概念去分析,意味着干性下降,也就是说,聚合度愈高,则氧化活性愈低。

  亚麻油在290℃加热时的特性变化

加热时间 酸 值 折光率 粘度(泊) 比 重 碘 值

所以,为了得到综合的结果,一般在亚麻油调墨油炼制时,拼入5—15%桐油的做法是常有之事。这既可缩短工时,也有利于质量。

调墨油的颜色与酸值是衡量其优劣的标准。这是油墨制造者的传统概念。

炼制过程中在油面复以惰性气体,减少与空气接触的机会,或在真空的条件下进行,均可得到颜色比较浅的成品。

调墨油的酸值是人们比较关心的一个指标。亚麻油在高温聚合时,脂肪酸会分裂,生成酸性分解产物,应不断地及时排去。如调墨油的酸值过高,印刷时会遇到药水而乳化,造成脏版,与有些颜料会发生胶化作用而使油墨成块。诚然,事物都有两面性,适宜的高酸值,可提高对颜料的润湿性,有助于墨性的改进,提高上版性能。

在油中吹入惰性气体,加速带走酸性分解产物。适当的机械搅拌,勿使油有局部过热,尽可能不采用直接火加热,使热分解降至最小等等。这些都是控制酸值的手段。

一般说,连结料的酸值在5—15间是可以接受的。

在聚合亚麻油范畴中,还有一个特殊品种——煅油(亦称版油-Burnt-Plate-Oil) 。这种连结料主要用于雕刻凹版,其特性是“短”,易于从版面抹去,版油之称,由此而来。

显然,它是由“煅"而得的连结料。制造时采用较小容量的锅(与生产号外油的要求相同)进行,将亚麻油升温至300℃以上,任其自燃,至所需粘度止。一般常用规格为5—10泊,亦有高粘度至150泊者。然后灭火冷却。

稠,短而不粘,是煅油的主要特性,颜色较深。在高分子合成材料如此发达的今天,煅油的价值已失去意义。

聚合桐油制的连结料,偶尔也与其它一些连结料拼用制造一些特殊油墨。

聚合桐油制造时,以小容量锅较为合适,加温至200-300℃,再保温至所需规格。

生桐油易霜化,即干膜发暗、发白。如在200℃左右的温度下保温一段时间,或迅速升温至260—280℃,即离火,便可克服霜化之弊。以这样的方法处理过的桐油叫熟桐油。

炼制桐油连结料时,应慎之又慎,既要严格掌握温度,又要不断观察变化。老炼工失手造成桐油连结料胶化是常有之事。

桐油中加入树脂等物质炼制时,可大大改善胶化的危险性。

桐油加热前后的特性变化见下表。其规律与亚麻油的相似,唯有折光率例外,加热后是下降之势:

项  目  加热前   加热后 比  重 折光率 碘 值  皂化值  酸 值  粘度(泊) 

(二)氧化油

氧化油(亦称气吹油-Air Blown Oil)是在油中吹入空气,使空气中的氧与油结合而得之连结料。诚然,在氧化过程中,伴随有聚合作用发生。

生产方法是将亚麻油放于锅内,以蒸汽加热至70℃,然后通过鼓风机吹入空气,空气由深入油底的有限盘管喷入油内,空气压力为1—2公斤/厘米2。在不断送气的情况下,继续升温至150℃,保持此温度至所需粘度止。

也有将热处理过的亚麻油,甚至在高温下聚合过的油,再进行气吹氧化的。

氧化是放热反应,应加注意。经过氧化的油,其含氧量可高达20%左右。有关氧化油的反应机理,概无明确定论。

油的氧化速率与油的温度、空气吹入量,及其与油的接触面有关,温度高则吸氧快。可以看出:300℃的氧化油比300℃的聚合油粘度增长快。而280℃的氧化油,其粘度增长就慢多了,它有一个比较长的诱导期。

氧化油的气味比较大,因油在氧化过程中能产生含氧酸及其酐类,也有酮及氧酮酸类,还有挥发性的丙醛类等等之故。

这种连结料的特点是干性快,经过氧化,它已无诱导期。由于氧化产物大多是些极性物质,故对颜料的润湿性比较好。
 

  粘度(落球)秒/50℃ 粘度(恩氏)(20℃) 酸 值 碘 值 比 重(35℃) 折光率(25℃)

  300℃氧化油 (数值见下载文件内表)

  280℃氧化油 (数值见下载文件内表)

氧化油的特点是稠度大、粘度小。一般用以配制雕刻凹版油墨,可制得墨性稠短而容易擦版的产品。



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