Undersykje de ûntwikkeling fan wetter-basearre inkten en de stúdzje fan miljeufreonlike wetter-basearre polyurethane-inkten

Luchtfersmoarging hat lang in grutte soarch west, mei útstjit fan giftige gass lykas VOC's dy't wichtige bydragen binne neist natuerlike ferskynsels lykas stofstoarmen. As bewustwêzen fan miljeubeskerming groeit en ferskate nasjonaal belied wurde ymplementearre, hat de drukkerij, in grutte VOC-emitter, te krijen mei ûnûntkombere herfoarming. Dêrtroch binne miljeufreonlike printinkten in fokuspunt wurden yn ûndersyk fan wrâldwide printsjendustry. Under de beskikbere miljeufreonlike inkten, ynklusyf wetter-basearre inket, enerzjy-geneesbere inket, en plantaardige oalje-basearre inket, wetter-basearre inket binne de meast brûkte. Wetter-basearre inkten befetsje in legere oanpart fan organyske solvents, ferminderjen VOC-emissies en ôfstimming mei miljeubeskerming prinsipes. Water-basearre inkten hawwe lykwols ek neidielen lykas trage droege- en úthardingstiden en minne wetter- en alkaliresistinsje, wat har tapassing yn tradisjonele yndustriële inkten beheine. Sa is it ferbetterjen fan dizze swakkens troch harsmodifikaasje in wichtige fokus wurden wurden. Dit papier beskriuwt de ûntwikkeling en tapassing fan wetter-basearre inkten, de stúdzje fan harsmodifikaasjes, de foarútgong yn ûndersyk nei printinkten mei polyurethanen op wetter, en de takomstperspektyf op dit fjild.

• Eksperiminteel

1. Untwikkeling fan wetter-basearre inkten

Inkten hawwe in lange skiednis, dy't ûntstien is neist de útfining fan printsjen. Nei de yntroduksje fan Lithol Red Pigment yn 1900, waarden inkt wiidferspraat, wêrtroch lannen ynvestearje yn inketûndersyk. Inket op wetter is in derivative dy't ûntstiet út hegere easken foar inketpraktykens. Ûndersyk nei wetter-basearre inket begûn bûtenlân yn 'e jierren 1960, yn it foarste plak om te rapper printsjen tariven en ferminderje it fertrouwen op petroleum-basearre grûnstoffen. Dizze inkten brûkten organyske ferbiningen lykas benzenen en shellac of natriumlignosulfonate as haadmaterialen om destiids te foldwaan oan printbehoeften. Yn 'e 1970's ûntwikkele ûndersikers in polymeeremulsionhars mei in kearn-shell en netwurkstruktuer troch polymerisearjen fan acrylmonomeren mei styreen, it behâld fan 'e glâns en wetterresistinsje fan' e inkten, wylst se foldwaan oan miljeu-easken. Doe't it miljeubewustwêzen lykwols tanommen en strangere miljeuwetten waarden ynsteld, naam it oanpart fan benzeen-basearre organyske stoffen yn inkten ôf. Tsjin de jierren 1980 yntrodusearren West-Jeropeeske lannen de begripen en technologyen fan "griene inketprintsje" en "nije wetter-basearre inketprintsje."

Sina's inketyndustry begon yn 'e lette Qing-dynasty mei de produksje fan faluta, dy't sterk fertroude op ymporteare inkten oant 1975, doe't Tianjin Ink Factory en Gangu Ink Factory de earste ynlânske wetter-basearre gravure-inkt ûntwikkele en produsearre. Tsjin de jierren 1990 hie Sina mear dan 100 produksjelinen foar flexo-printsjen ymportearre, it brûken fan wetterbasearre inkten rap foarút. Yn 2003, de China Industrial Technology Research Institute mei súkses ûntwikkele besibbe produkten, en yn it begjin fan 2004, Shanghai Meide Company produsearre in folslein wetter-basearre, lege-temperatuer thermosetting inket oan Japanske en Dútske noarmen. Hoewol't Sina's ûndersyk nei wetter-basearre inkten yn 'e iere 21e ieu in rappe ûntwikkeling seach, hienen westerske lannen al wichtige foarútgong berikt: sawat 95% fan flexo-produkten en 80% fan gravureprodukten yn' e Feriene Steaten brûkte inket op wetter, wylst it Feriene Keninkryk en Japan oannommen wetter-basearre inket foar iten en farmaseutyske ferpakking. Fergelykber wie de ûntwikkeling fan Sina stadiger.

Om de merk fierder te befoarderjen, yntrodusearre Sina yn maaie 2007 de earste wetter-basearre inketstandert en yn 2011 pleite foar "griene ynnovaasjeûntwikkeling", mei as doel it ferfangen fan solvent-basearre inket mei wetter-basearre inket. Yn it 2016 "13th Five-Year Plan" foar de printyndustry wiene "ûndersyk nei wetter-basearre miljeumaterialen" en "grien printsjen" wichtige fokusen. Tsjin 2020 wreide de lanlike promoasje fan grien en digitaal printsjen de merk foar inket op wetterbasis út.

2. Tapassing fan wetter-basearre inkten

Yn 'e iere 20e ieu, de Feriene Steaten earst tapast wetter-basearre inket yn flexo printsjen. Tsjin de jierren '70 waarden heechweardige wetter-basearre gravure-inkten in protte brûkt foar ferskate ferpakkingspapieren, dikke boekeplanken en karton. Yn 'e jierren '80 waarden glossy en matte skermprinten op wetterbasis ynten ûntwikkele yn it bûtenlân, wêrtroch't har tapassing útwreide nei stoffen, papier, PVC, polystyrene, aluminiumfolie en metalen. Op it stuit, fanwege har miljeufreonlike, net-giftige en feilige skaaimerken, wurde wetterbasearre inkten benammen brûkt yn it printsjen fan fiedingsferpakkingen, lykas tabakferpakking en drankflessen. As miljeuwetten ferbetterje, bliuwt de tapassing fan wetterbasearre inkten troch te diversifisearjen en te yntinsivearjen. Sina befoarderet ek stadichoan har gebrûk yn 'e drukkerij.

• Resultaten en diskusje

1. Undersyk nei Resin Modifikaasjes

Inktprestaasjes wurde beynfloede troch harsferskillen. Algemien binne wetterbasearre inketharsen typysk polyurethane, modifisearre acrylemulsjes, of polyacrylharsen. Water-basearre polyurethane (WPU) harsen, mei superieure glans, wurde in soad brûkt yn ferpakking printsjen. Sa is it ferbetterjen fan WPU-prestaasjes om de miljeufreonlikens en glâns fan wetterbasearre inket te ferbetterjen in fokus wurden wurden yn 'e drukkerij.

2. It feroarjen fan wetter-basearre polyurethanen

Water-basearre polyurethanen, gearstald út polyols mei leech molekulêre gewicht, kinne wurde yndield yn polyester, polyether, en hybride soarten. Op grûn fan de ferskillende eigenskippen fan polyester en polyether polymers, harren sterkte en stabiliteit fariearje. Yn 't algemien hawwe polyetherpolyurethanen legere sterkte en stabiliteit dan polyesterpolyurethanen, mar hawwe bettere hege temperatuerresistinsje en binne minder gefoelich foar hydrolyse. Bygelyks, it fergrutsjen fan de "konsistinsje" fan 'e inket troch it brûken fan polyethylene glycol monomethyl ether ferbetteret syn tolerânsje eigenskippen. Dit is lykwols allinich in referinsjepunt. Ferskate ûndersyksynstituten nimme ferskate metoaden oan om spesifike aspekten fan WPU te ferbetterjen.

Bygelyks, yn 2010 waarden epoksyharsen mei hege taaiens en slagsterkte selektearre om problemen mei inktviskositeit en adhesion oan te pakken, en dêrmei inketsterkte te ferbetterjen. Yn 2006, in stúdzje publisearre troch Beijing Chemical University brûkt ethylene glycol-basearre polyurethane te foarmjen in spesjale hars mei in lang sêft segmint, ferbetterjen inket fleksibiliteit en yndirekt fersterkjen wetter-basearre inket. Guon teams berikke modifikaasjeresultaten troch it tafoegjen fan gemyske stoffen: it opnimmen fan silika as organosilicium om WPU te ferbetterjen, wat resulteart yn ferbettere inkettreksterkte. Carboxyl-terminated butadiene nitrile polyurethane wurdt brûkt om te ferbetterjen inket bûgen prestaasjes en viscosity, oanpasse oan mear komplekse omjouwings.

Sa selektearje ûndersikers typysk spesifike polyesters op basis fan 'e inketeigenskippen, mei help fan passende polysoeren en polyolen om waarmtebestindige polyesterpolyolen te synthesisearjen, poalgroepen yntrodusearje mei sterke adhesion, geskikte grûnstoffen selektearje om polyurethane-kristalliniteit te ferbetterjen, en koppelingsmiddels te brûken om WPU-kleefstoffen te ferbetterjen. focht en waarmte ferset.

3. Wetter Resistance Modification

Sûnt inket wurdt benammen brûkt foar bûtenste ferpakking en faak kontakt mei wetter, minne wetter ferset kin liede ta fermindere hurdens, glans, en sels inket peeling of skea, gâns beynfloedzje opslach prestaasjes. It ferbetterjen fan WPU wetterresistinsje ferbettert prestaasjes fan inketopslach troch polyolen te brûken mei goede wetterresistinsje as materialen. Bygelyks, wizigjen fan WPU mei acrylmonomeren of oanpassen fan epoksyhars-ynhâld kin inketwetterresistinsje ferbetterje.

Neist it brûken fan heechwetterbestindige polymeren om standert polyurethane te ferfangen, foegje ûndersikers faak organyske of anorganyske stoffen ta om it winske effekt te berikken. Bygelyks, it opnimmen fan nanoskaal silika yn hars fersterket wetterresistinsje en sterkte, in breed brûkte metoade yn inketproduksje. De "emulsion copolymerization metoade" makket gearstalde PUA te ferbetterjen wetter ferset, wylst metoaden lykas polyethylene glycol monomethyl ether modifikaasje en aceton synteze fan organosilicium-modifisearre WPU ferbetterje wetter ferset.

4. Modifikaasje fan hege temperatuerresistinsje

Yn 't algemien is de hege temperatuerresistinsje fan WPU relatyf swak, wat de waarmtebestriding fan wetterbasearre inket beheint. Polyetherpolyurethanen hawwe typysk bettere hege temperatuerresistinsje dan polyesterpolyurethanen troch it oantal dûbele obligaasjes. Tafoegjen fan lange-keten polymers of benzeen ring esters / ethers as polymerization monomers ferbetteret polymear hege-temperatuer ferset en, dêrtroch, wetter-basearre inket waarmte ferset. Njonken it brûken fan polyetherpolyurethanen mei lange keten, brûke guon teams gearstalde materialen om kompleksiteit te fergrutsjen en ferset tsjin hege temperatueren te ferbetterjen. Bygelyks, it tafoegjen fan nano tin okside antymoan oan WPU synthesized út DMPA, polyether 220, en IPDI stelt inket lagen te absorbearjen waarmte, ferbetterjen hege temperatuer ferset. It tafoegjen fan silika-aerogel oan polyurethane ferminderet ek de termyske konduktiviteit en ferbettert de waarmtebestriding fan inket.

5. Stabiliteit Modifikaasje

WPU-stabiliteit beynfloedet de prestaasjes fan wetter-basearre inketopslach signifikant. Njonken wetter- en hege temperatuerresistinsje binne molekulêre gewicht en struktuerarrangement krúsjaal. Polyesterharsen binne oer it generaal stabiler dan polyetherharsen troch mear wetterstofbindingen yn 'e molekulêre struktuer. It tafoegjen fan esterstoffen om mingde polyurethanen te foarmjen fergruttet de stabiliteit, lykas it brûken fan isocyanate en silane-dispersje om in dual-component WPU te meitsjen mei ferbettere stabiliteit en abrasion ferset. Heat behanneling en koeling kinne ek meitsje mear wetterstof obligaasjes, tightening molekulêre arranzjeminten en it ferbetterjen fan WPU stabiliteit en wetter-basearre inket opslach prestaasjes.

6. Adhesion Improvement

Wylst it optimalisearjen fan WPU ferbettert wetterresistinsje, ferset tsjin hege temperatueren en stabiliteit, toane WPU's noch minne adhesion oan polyetyleen (PE) plestikprodukten troch molekulêre gewicht en polariteit. Typysk wurde ferlykbere polariteit en molekulêre gewicht polymeren as monomeren tafoege om WPU te ferbetterjen en wetter-basearre inketadhesion oan net-polêre materialen te ferbetterjen. Bygelyks, co-polymerisearjen fan WPU mei in polyvinylchloride-hydroxyethylacrylaathars ferbetteret wetterdichte adhesion tusken inket en coating. It tafoegjen fan acrylpolyesterhars oan WPU makket in unike molekulêre keppelingstruktuer, wêrtroch WPU-adhesion signifikant ferbettert. Dizze metoaden kinne lykwols ynfloed hawwe op orizjinele inketeigenskippen lykas glans. Dêrom behannelje yndustriële techniken materialen sûnder eigenskippen te feroarjen om inketadhesion te ferbetterjen, lykas it aktivearjen fan oerflakken mei elektroden of koarte termyn flammebehanneling om adsorpsje te fergrutsjen.

• Konklúzje

Op it stuit wurde inket op wetterbasis in protte brûkt yn fiedselferpakking, farmaseutyske ferpakking, workshops, boeken en oare coatings as printapplikaasjes. Har ynherinte prestaasjesbeperkingen beheine lykwols bredere applikaasjes. As miljeu- en feiligensbewustwêzen groeit mei ferbettere libbensstanderts, ferfangt wetter-basearre miljeufreonlike inkten dy't VOC-emissies ferminderje, hieltyd mear op solvent-basearre inkten, útdaagjend tradisjonele solvent-basearre inketmerken.

Yn dit ferbân is it ferbetterjen fan inketprestaasjes troch it feroarjen fan harsen op wetterbasis, foaral op wetterbasis polyurethanen, troch ynnovative metoaden lykas nanotechnology en hybridisaasje fan organyske en anorganyske ferbiningen krúsjaal foar takomstige ûntwikkeling fan inket op wetterbasis. Dêrom is fierder wiidweidich ûndersyk nei harsmodifikaasjes nedich om de prestaasjes fan wetterbasearre inket te ferbetterjen foar bredere tapassingen.