A’ sgrùdadh leasachadh inc stèidhichte air uisge agus sgrùdadh air dubhan polyurethane stèidhichte air uisge a tha càirdeil don àrainneachd

Tha truailleadh èadhair air a bhith na adhbhar dragh mòr o chionn fhada, le sgaoilidhean gas puinnseanta leithid VOCn a’ cur gu mòr ri uinneanan nàdarra leithid stoirmean duslach. Mar a bhios mothachadh air dìon na h-àrainneachd a’ fàs agus grunn phoileasaidhean nàiseanta gan cur an gnìomh, tha gnìomhachas clò-bhualaidh, prìomh neach-sgaoilidh VOC, air a dhol an aghaidh ath-leasachadh do-sheachanta. Mar thoradh air an sin, tha inc clò-bhualaidh eco-càirdeil air a thighinn gu bhith na mheadhan aig rannsachadh gnìomhachas clò-bhualaidh cruinneil. Am measg nan inc a tha càirdeil don àrainneachd, a’ toirt a-steach inc stèidhichte air uisge, incean lùth-leigheasach, agus inc stèidhichte air ola glasraich, is e inc stèidhichte air uisge an fheadhainn as motha a thathas a’ cleachdadh. Tha cuibhreann nas ìsle de fhuasglaidhean organach ann an inc stèidhichte air uisge, a’ lughdachadh sgaoilidhean VOC agus a’ co-thaobhadh ri prionnsapalan dìon na h-àrainneachd. Ach, tha eas-bhuannachdan aig inc stèidhichte air uisge leithid amannan tiormachadh is slànachaidh slaodach agus droch sheasamh uisge is alcalan, a’ cuingealachadh an cleachdadh ann an inc gnìomhachais traidiseanta. Mar sin, tha leasachadh air na laigsean sin tro atharrachadh roisinn air a thighinn gu bhith na phrìomh amas. Tha am pàipear seo a’ mìneachadh leasachadh agus cleachdadh inc stèidhichte air uisge, sgrùdadh mion-atharrachaidhean roisinn, adhartas ann an rannsachadh air inc clò-bhualaidh a’ cleachdadh polyurethanes stèidhichte air uisge, agus na tha san amharc san raon seo san àm ri teachd.

• Deuchainneach

1. Leasachadh inc stèidhichte air uisge

Tha eachdraidh fhada aig inc, a’ nochdadh còmhla ri innleachd clò-bhualaidh. Às deidh Lithol Red Pigment a thoirt a-steach ann an 1900, dh’ fhàs inc farsaing, a’ toirt air dùthchannan tasgadh a dhèanamh ann an rannsachadh inc. Tha inc stèidhichte air uisge mar thoradh air iarrtasan nas àirde airson inc practaigeach. Thòisich rannsachadh air inc stèidhichte air uisge thall thairis anns na 1960n, gu h-àraidh gus ìrean clò-bhualaidh a luathachadh agus gus earbsa a lùghdachadh air stuthan amh stèidhichte air petroleum. Chleachd na dubhan sin todhar organach leithid benzenes agus shellac no sodium lignosulfonate mar phrìomh stuthan gus coinneachadh ri feumalachdan clò-bhualaidh aig an àm. Anns na 1970n, leasaich luchd-rannsachaidh roisinn emulsion polymer le slige-cridhe agus structar lìonra le bhith a’ polymerizing monomers acrylic le styrene, a’ cumail suas gleans nan inc agus an aghaidh uisge fhad ‘s a bha iad a’ coinneachadh ri riatanasan àrainneachd. Ach, mar a bha mothachadh àrainneachd a’ dol am meud agus laghan àrainneachd nas cruaidhe air an cur an gnìomh, chaidh a’ chuibhreann de stuth organach stèidhichte air benzene ann an inc sìos. Ro na 1980n, thug dùthchannan taobh an iar na Roinn Eòrpa a-steach bun-bheachdan agus teicneòlasan "clò-bhualadh inc uaine" agus "clò-bhualadh inc ùr stèidhichte air uisge."

Thòisich gnìomhachas inc Shìona aig deireadh an Qing Dynasty le cinneasachadh airgead-crìche, gu mòr an urra ri inc a chaidh a thoirt a-steach gu 1975, nuair a leasaich agus rinn Tianjin Ink Factory agus Gangu Ink Factory a’ chiad inc gravure dachaigheil stèidhichte air uisge. Ro na 1990n, bha Sìona air còrr air 100 loidhne toraidh clò-bhualaidh flexo a thoirt a-steach, a’ toirt air adhart cleachdadh inc stèidhichte air uisge gu luath. Ann an 2003, rinn Institiud Rannsachaidh Teicneòlais Gnìomhachais Shìona leasachadh air toraidhean co-cheangailte gu soirbheachail, agus tràth ann an 2004, rinn Shanghai Meide Company inc thermosetting làn uisge, aig teòthachd ìosal, a choinnich ri inbhean Iapanach is Gearmailteach. Ged a chunnaic rannsachadh Sìona air inc stèidhichte air uisge leasachadh luath tràth san 21mh linn, bha dùthchannan an Iar air adhartas mòr a dhèanamh mar-thà: chleachd mu 95% de thoraidhean flexo agus 80% de thoraidhean gravure anns na Stàitean Aonaichte inc stèidhichte air uisge, agus chleachd an RA inc stèidhichte air uisge. agus ghabh Iapan ri inc stèidhichte air uisge airson pacadh bìdh is cungaidh-leigheis. An coimeas ri sin, bha leasachadh Shìona nas slaodaiche.

Gus a’ mhargaidh adhartachadh tuilleadh, thug Sìona a-steach a’ chiad inbhe inc stèidhichte air uisge sa Chèitean 2007 agus ann an 2011 bha iad a’ tagradh airson “leasachadh ùr-ghnàthachaidh uaine”, ag amas air inc stèidhichte air uisge a chuir an àite inc stèidhichte air solvent. Ann an "13mh Plana Còig-bliadhna" 2016 airson gnìomhachas clò-bhualaidh, bha "rannsachadh air stuthan àrainneachd stèidhichte air uisge" agus "clò-bhualadh uaine" nam prìomh fhòcas. Ro 2020, leudaich brosnachadh nàiseanta clò-bhualadh uaine is didseatach am margaidh inc stèidhichte air uisge.

2. Cleachdadh inc stèidhichte air uisge

Tràth san 20mh linn, chuir na Stàitean Aonaichte inc stèidhichte air uisge an sàs ann an clò-bhualadh flexo. Anns na 1970n, bhathas a’ cleachdadh inc gravure stèidhichte air uisge gu farsaing airson diofar phàipearan pacaidh, sgeilpichean leabhraichean tiugh, agus cairt-bhòrd. Anns na 1980n, chaidh clò-bhualadh sgrion gleansach is matte a leasachadh thall thairis inc a bha stèidhichte air uisge, a’ leudachadh an cleachdadh gu aodach, pàipear, PVC, polystyrene, foil almain, agus meatailtean. An-dràsta, air sgàth am feartan eco-càirdeil, neo-phuinnseanta agus sàbhailte, bidh inc stèidhichte air uisge air an cleachdadh sa mhòr-chuid ann an clò-bhualadh pacaidh bìdh, leithid pacadh tombaca agus botail dibhe. Mar a bhios laghan àrainneachd a’ fàs nas fheàrr, tha cleachdadh inc stèidhichte air uisge a’ leantainn air adhart ag iomadachadh agus ag àrdachadh. Tha Sìona cuideachd mean air mhean ag adhartachadh an cleachdadh ann an gnìomhachas clò-bhualaidh.

• Toraidhean agus Deasbaireachd

1. Rannsachadh air atharrachaidhean resin

Tha buaidh aig eadar-dhealachaidhean roisinn air coileanadh inc. San fharsaingeachd, is e resins inc stèidhichte air uisge mar as trice polyurethane, emulsions acrylic atharraichte, no resins polyacrylic. Tha resins polyurethane stèidhichte air uisge (WPU), le gleans nas fheàrr, air an cleachdadh gu farsaing ann an clò-bhualadh pacaidh. Mar sin, tha àrdachadh coileanadh WPU gus càirdeas àrainneachd agus gleans inc stèidhichte air uisge a leasachadh air a thighinn gu bhith na fhòcas ann an gnìomhachas clò-bhualaidh.

2. Ag atharrachadh polyurethanes stèidhichte air uisge

Faodar polyurethanes stèidhichte air uisge, air a dhèanamh suas de polyols le cuideam ìosal moileciuil, a sheòrsachadh ann an seòrsachan polyester, polyether, agus hybrid. Stèidhichte air na feartan eadar-dhealaichte aig polymers polyester agus polyether, tha an neart agus an seasmhachd eadar-dhealaichte. San fharsaingeachd, tha neart agus seasmhachd nas ìsle aig polyether polyurethanes na polyurethanes polyester ach tha iad a’ nochdadh an aghaidh àrd-teòthachd nas fheàrr agus chan eil iad cho buailteach do hydrolysis. Mar eisimpleir, le bhith a 'meudachadh "cunbhalachd" an inc le bhith a' cleachdadh polyethylene glycol monomethyl ether a 'leasachadh a feartan fulangas. Ach, chan eil an seo ach puing iomraidh. Bidh diofar institiudan rannsachaidh a’ cleachdadh diofar dhòighean gus taobhan sònraichte de WPU a neartachadh.

Mar eisimpleir, ann an 2010, chaidh resins epoxy le cruas àrd agus neart buaidh a thaghadh gus dèiligeadh ri slaodachd inc agus cùisean adhesion, agus mar sin ag àrdachadh neart inc. Ann an 2006, chleachd sgrùdadh a chaidh fhoillseachadh le Oilthigh Ceimigeach Beijing polyurethane stèidhichte air ethylene glycol gus roisinn sònraichte a chruthachadh le pìos fada bog, a’ leasachadh sùbailteachd inc agus a’ neartachadh inc stèidhichte air uisge gu neo-dhìreach. Bidh cuid de sgiobaidhean a’ coileanadh toraidhean atharrachaidh le bhith a’ cur stuthan ceimigeach ris: a’ toirt a-steach silica no organosilicon gus WPU a leasachadh, a’ leantainn gu neart tensile inc nas fheàrr. Thathas a’ cleachdadh polyurethane butadiene nitrile le crìoch carboxyl gus coileanadh lùbadh inc agus slaodachd a leasachadh, ag atharrachadh gu àrainneachdan nas iom-fhillte.

Mar sin, mar as trice bidh luchd-rannsachaidh a’ taghadh polyesters sònraichte stèidhichte air feartan inc, a’ cleachdadh polyacids agus polyols iomchaidh gus polyols polyester dìon-teas a cho-chur, a’ toirt a-steach buidhnean pòla le greim làidir, a’ taghadh stuthan amh iomchaidh gus criostalan polyurethane a leasachadh, agus a’ cleachdadh riochdairean ceangail gus gleusadh WPU adhesive a neartachadh. taiseachd agus strì an aghaidh teas.

3. Atharrachadh an aghaidh uisge

Leis gu bheil inc air a chleachdadh sa mhòr-chuid airson pacadh a-muigh agus gu tric a’ conaltradh ri uisge, faodaidh droch sheasamh uisge leantainn gu cruas nas lugha, gloss, agus eadhon feannadh no milleadh inc, a’ toirt buaidh mhòr air coileanadh stòraidh. Le bhith a’ leasachadh strì an aghaidh uisge WPU a’ neartachadh coileanadh stòraidh inc le bhith a’ cleachdadh polyols le deagh neart uisge mar stuthan. Mar eisimpleir, faodaidh atharrachadh WPU le monomers acrylic no atharrachadh susbaint roisinn epoxy piseach a thoirt air strì an aghaidh uisge inc.

A bharrachd air a bhith a’ cleachdadh polymers àrd-uisge an àite polyurethane àbhaisteach, bidh luchd-rannsachaidh gu tric a’ cur stuthan organach no neo-organach ris gus a’ bhuaidh a thathar ag iarraidh a choileanadh. Mar eisimpleir, bidh a bhith a’ toirt a-steach silica nanoscale ann an roisinn a’ cur ri neart agus neart uisge, dòigh air a chleachdadh gu farsaing ann an cinneasachadh inc. Bidh an “dòigh copolymerization emulsion” a ’cruthachadh PUA measgaichte gus strì an aghaidh uisge a leasachadh, fhad‘ s a tha dòighean leithid atharrachadh polyethylene glycol monomethyl ether agus synthesis acetone de WPU atharraichte le organosilicon a ’neartachadh an aghaidh uisge.

4. Atharrachadh an aghaidh teòthachd àrd

San fharsaingeachd, tha an aghaidh àrd-teodhachd WPU gu ìre mhath lag, a’ cuingealachadh an aghaidh teas inc stèidhichte air uisge. Mar as trice tha polyurethanes polyether nas fheàrr an aghaidh àrd-teòthachd na polyurethanes polyester mar thoradh air an àireamh de cheanglaichean dùbailte. Le bhith a’ cur polymers slabhraidh fhada no eistirean / ethers fàinne benzene mar monomers polymerization a’ leasachadh strì an aghaidh àrd-teòthachd polymer agus, mar sin, an aghaidh teas inc stèidhichte air uisge. A bharrachd air a bhith a’ cleachdadh polyurethanes le slabhraidh fhada, bidh cuid de sgiobaidhean a’ cleachdadh stuthan co-dhèanta gus iom-fhillteachd àrdachadh agus àrdachadh an aghaidh teòthachd àrd. Mar eisimpleir, le bhith a’ cur antamony staoin nano ocsaid ri WPU air a cho-chur bho DMPA, polyether 220, agus IPDI a’ leigeil le sreathan inc teas a ghabhail a-steach, a’ leasachadh an aghaidh àrd-teòthachd. Le bhith a’ cur silica airgel ri polyurethane cuideachd a’ lughdachadh giùlan teirmeach agus a’ neartachadh dìon teas inc.

5. Mion-atharrachadh seasmhachd

Bheir seasmhachd WPU buaidh mhòr air coileanadh stòraidh inc stèidhichte air uisge. A bharrachd air uisge agus strì an aghaidh teòthachd àrd, tha cuideam moileciuil agus rèiteachadh structair deatamach. Tha resins polyester sa chumantas nas seasmhaiche na resins polyether air sgàth barrachd cheanglaichean hydrogen anns an structar moileciuil. Le bhith a’ cur stuthan eistear ri bhith a’ cruthachadh polyurethanes measgaichte a’ meudachadh seasmhachd, leithid a bhith a’ cleachdadh isocyanate agus sgapadh silane gus WPU dà-phàirt a chruthachadh le seasmhachd nas fheàrr agus strì an aghaidh sgrìobadh. Faodaidh làimhseachadh teas agus fuarachadh cuideachd barrachd bannan hydrogen a chruthachadh, teannachadh air rèiteachadh moileciuil agus àrdachadh seasmhachd WPU agus coileanadh stòraidh inc stèidhichte air uisge.

6. Leasachadh adhesion

Fhad ‘s a tha an WPU as fheàrr a’ leasachadh strì an aghaidh uisge, strì an aghaidh àrd-teòthachd, agus seasmhachd, tha WPUn fhathast a’ nochdadh droch ghreamachadh ri toraidhean plastaig polyethylene (PE) mar thoradh air cuideam moileciuil agus polarity. Mar as trice, bidh polymers no monomers coltach ri polarity agus cuideam moileciuil air an cur ris gus WPU a leasachadh agus gus inc stèidhichte air uisge a neartachadh ri stuthan neo-polar. Mar eisimpleir, bidh co-polymerizing WPU le roisinn polyvinyl chloride-hydroxyethyl acrylate a’ leasachadh gèilleadh dìon-uisge eadar inc agus còmhdach. Le bhith a’ cur roisinn polyester acrylic ri WPU a’ cruthachadh structar ceangail moileciuil gun samhail, ag àrdachadh gu mòr adhesion WPU. Ach, faodaidh na dòighean sin buaidh a thoirt air feartan inc tùsail leithid gloss. Mar sin, bidh dòighean tionnsgalach a’ làimhseachadh stuthan gun a bhith ag atharrachadh thogalaichean gus adhesion inc a leasachadh, leithid cuir an gnìomh uachdar le electrodan no làimhseachadh lasair geàrr-ùine gus àrdachadh a dhèanamh air arsùchadh.

• Co-dhùnadh

An-dràsta, thathas a’ cleachdadh inc stèidhichte air uisge gu farsaing ann am pacadh bìdh, pacadh cungaidh-leigheis, bùthan-obrach, leabhraichean, agus còmhdach eile no tagraidhean clò-bhualaidh. Ach, tha na crìochan coileanaidh gnèitheach aca a’ cuingealachadh thagraidhean nas fharsainge. Mar a bhios mothachadh àrainneachd is sàbhailteachd a’ fàs le inbhean bith-beò nas fheàrr, tha inc stèidhichte air uisge a tha càirdeil don àrainneachd a lughdaicheas sgaoilidhean VOC a’ sìor fhàs a’ dol an àite inc stèidhichte air solvent, a’ toirt dùbhlan do mhargaidhean inc traidiseanta stèidhichte air solvent.

Anns a’ cho-theacsa seo, tha àrdachadh coileanadh inc le bhith ag atharrachadh resins stèidhichte air uisge, gu sònraichte polyurethanes stèidhichte air uisge, tro dhòighean ùr-ghnàthach leithid nanoteicneòlas agus tar-chur todhar organach is neo-organach deatamach airson leasachadh inc stèidhichte air uisge san àm ri teachd. Mar sin, tha feum air tuilleadh rannsachaidh coileanta air atharrachaidhean roisinn gus coileanadh inc stèidhichte air uisge àrdachadh airson tagraidhean nas fharsainge.