[发明专利]植物油改性松香酚醛树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油墨用酚醛树脂，尤其是涉及一种热固胶印油墨用的高庚烷容纳度松香酚醛树脂，以及该酚醛树脂的制备方法。

背景技术

胶印油墨用树脂主要是松香改性酚醛树脂，多年来国内一直使用两步法生产工艺加工该类树脂，即首先以烷基苯酚和甲醛制备酚醛树脂，再将该树脂与松香、多元醇共同反应制备松香改性酚醛树脂。以这类树脂生产的油墨具有粘附好、身骨好等特点。

随着当今印刷行业的发展，印刷速度不断提高，要求热固胶印油墨具备高软化点、高粘度、高庚烷容纳度的特点。但是，一般的松香改性酚醛树脂随着软化点升高，对矿物油的溶解性变弱，庚烷容纳度降低，难以满足热固胶印油墨树脂快干、高软化点的要求。近年来，通过引入植物油或多元醇结构以满足性能要求成为研究的热点。

CN1341673A报道了一种松香改性混合烷基酚醛树脂的制备工艺，制备的树脂光泽度高，抗乳化性好，但是正庚烷值偏低，溶解性差。CN1950467B报道以碘值140以上的植物油对松香改性，进一步由三元以上多元醇酯化，该方法摒弃了传统树脂中酚醛的使用，达到了环保要求。但是由于树脂中含有未反应的植物油作为残留溶剂存在，后续的油墨制备中树脂溶解性是一种假象，实际的庚烷容纳度并不大，软化点也难以达到热固胶印油墨的要求。因此，植物油改性松香酚醛树脂在如何均衡软化点、庚烷容纳度等性能方面还存在着继续改进、不断完善的空间。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种植物油改性松香酚醛树脂及其制备方法，通过松香与植物油的Diels-Alder反应，将脂肪链引入分子结构中，有效改善松香酚醛树脂在矿物油中的溶解性，同时保证树脂的软化点，提高树脂的庚烷容纳度。

本发明的植物油改性松香酚醛树脂是由烷基苯酚与甲醛在碱性条件下反应得到烷基酚醛树脂缩合物，先以熔融的松香与植物油进行Diels-Alder加成反应，再滴加烷基酚醛树脂缩合物进行Diels-Alder加成反应，最后以甘油或季戊四醇酯化后制备得到。

其中，所述的植物油是豆油、梓油、桐油、亚麻油、蓖麻油中的一种或一种以上的混合物。

本发明的植物油改性松香酚醛树脂中，所述的烷基苯酚是对-叔丁基苯酚、对-特辛基苯酚、对-壬基苯酚、对-十二烷基苯酚中的一种或几种的任意比例混合物。

本发明植物油改性松香酚醛树脂的制备方法包括以下步骤：

a、烷基苯酚与甲醛在碱金属氢氧化物存在下进行反应，得到烷基酚醛树脂缩合物；

b、熔融的松香与与植物油混合，进行Diels-Alder加成反应；

c、将烷基酚醛树脂缩合物滴加入步骤b)的反应产物中，继续进行Diels-Alder加成反应；

d、在催化剂存在下，以甘油或季戊四醇对步骤c)的加成反应产物进行酯化，至酸值≤25mgKOH/g，得到植物油改性松香酚醛树脂。

上述制备方法中，松香与植物油的质量份数比为100：5～30，烷基酚醛树脂缩合物与松香和植物油的混合物的质量份数比为80～100：100。

其中，所述步骤b)和c)的加成反应在180～210℃进行，反应时间2～3小时。

上述制备方法中，是将所述加成反应物料与甘油或季戊四醇按照-COOH：-OH的摩尔比为1：1～1.2进行酯化反应，反应温度230～270℃。所述的酯化催化剂是MgO或ZnO。

本发明制备得到的植物油改性松香酚醛树脂为浅黄色透明固体，软化点（℃，环球法），＞140；将其按照1：2的质量比溶解在亚麻油中，测定其主要物理性能指标：颜色（Fe-Co比色法），≤12；旋转粘度（mPa·s/25 ℃），5000～15000；正庚烷容纳度（mL/2g），≥20；酸值（mgKOH/g），≤25。

本发明提供的植物油改性松香酚醛树脂通过松香与植物油的Diels-Alder反应，将脂肪链引入分子结构中，有效改善了松香酚醛树脂在矿物油中的溶解性，同时保证了树脂的软化点。制成的树脂可以作为热固油墨的一种主体树脂，满足其快干、高光、抗乳化性等要求。本发明的优点主要体现在以下几个方面。

1、本发明通过Diels-Alder反应，将植物油的长碳链结构引入松香改性酚醛树脂结构中，提高了松香酚醛树脂在脂肪烃中的溶解性。

2、松香酚醛树脂对矿物油的溶解性主要是由分子结构中脂肪链的结构决定的，本发明通过选择不同的酚、控制缩合温度制备了较高缩聚度、分子量可控的烷基酚醛树脂缩合物，使产品软化点较高的同时油溶性达到最佳。