本發(fā)明屬于印刷油墨制造業(yè)用樹(shù)脂領(lǐng)域，尤其涉及一步法環(huán)保型樹(shù)脂及其制備工藝。

背景技術(shù)：

隨著環(huán)保法規(guī)的建立健全，中國(guó)印刷行業(yè)整體是在向著環(huán)保產(chǎn)品方向發(fā)展，企業(yè)由過(guò)去的被動(dòng)要求轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)改變，對(duì)環(huán)保的社會(huì)責(zé)任感極大增強(qiáng)。市場(chǎng)對(duì)環(huán)保和可持續(xù)油墨的需求將日益增大。隨著具有環(huán)保和經(jīng)濟(jì)雙重效益的創(chuàng)新產(chǎn)品層出不窮，溶劑型和石油基油墨的市場(chǎng)也在逐漸被最新開(kāi)發(fā)出的環(huán)保產(chǎn)品所取代。目前，油墨中傳統(tǒng)的樹(shù)脂采用兩步法生產(chǎn)，在生產(chǎn)過(guò)程中，需要對(duì)酚醛樹(shù)脂進(jìn)行水洗，產(chǎn)生大量含甲醛廢水，浪費(fèi)水資源，污染環(huán)境。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種無(wú)需水洗的一步法環(huán)保型樹(shù)脂及其制備工藝。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一步法環(huán)保型樹(shù)脂，其特征在于，包括松香、桐油、腰果酚、多聚甲醛、甘油、季戊四醇、順酐、氧化鎂，各組分按質(zhì)量份數(shù)組成為：松香55-60份、桐油5-10份、腰果酚15-25份、多聚甲醛5-10份、甘油2-5份、季戊四醇2-3份、順酐0.5-1份、催化劑0.1-0.5份。

各組分按較優(yōu)質(zhì)量份數(shù)組成為：松香60份、桐油7份、腰果酚22份、多聚甲醛8份、甘油3份、季戊四醇2.5份、順酐0.6份、催化劑0.1份。

所述腰果酚采用純天然植物提取物，所述多聚甲醛的聚合度為8-12。

所述催化劑為氧化鎂。

所述氧化鎂的量占松香用量的0.2-1.5%。

所述腰果酚與多聚甲醛的物質(zhì)的量的比為1：1.6～1：2.5。

一步法環(huán)保型樹(shù)脂的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將松香、桐油加熱至熔融，向熔解的松香中加入腰果酚和多聚甲醛，加入催化劑控制溫度使酚醛縮合，然后與松香進(jìn)行加成反應(yīng)；

（2）向所述步驟（1）的反應(yīng)產(chǎn)物中加入順酐進(jìn)行D-A反應(yīng)，增加樹(shù)脂的空間結(jié)構(gòu)；

（3）向所述步驟（2）的反應(yīng)產(chǎn)物中加入甘油、季戊四醇進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)控制在255℃-265℃，反應(yīng)4小時(shí)后，減壓蒸餾，即可。

所述步驟（1）中，腰果酚與多聚甲醛的較優(yōu)縮合溫度為110℃-116℃，腰果酚：松香的較優(yōu)物質(zhì)的量比為0.3：1～0.8：1。

所述步驟（3）中，甘油與季戊四醇的較優(yōu)物質(zhì)的量比為0.5：1～3：1，酯化反應(yīng)的較優(yōu)時(shí)間4-6小時(shí)。

所述步驟（3）中，所得樹(shù)脂粘度≥6000mpa.s/25℃、酸值≤25mgKOH/g、正庚烷值≥5 ml/2g，即為合格。

本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明通過(guò)在熔融的松香中，將腰果酚與多聚甲醛在催化劑的作用下縮合，與松香進(jìn)行加成反應(yīng)，使用順酐增加樹(shù)脂結(jié)構(gòu)，然后用甘油、季戊四醇進(jìn)行酯化抽真空得到樹(shù)脂產(chǎn)品，本發(fā)明采用一步法，相較傳統(tǒng)的兩步法，不需要對(duì)酚醛樹(shù)脂進(jìn)行水洗，不產(chǎn)生大量含甲醛廢水，不僅減少了環(huán)境污染、節(jié)約水資源，還節(jié)約了生產(chǎn)成本；

2、本發(fā)明中的樹(shù)脂生產(chǎn)所使用的腰果酚為純天然植物提取物質(zhì)，無(wú)污染，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的雙酚A、腰果酚、壬基酚等環(huán)保組織禁用酚類(lèi)，制備出的產(chǎn)品具有軟化點(diǎn)高、粘彈性好、色澤淺、溶解性好的優(yōu)點(diǎn)，為適合于環(huán)保油墨使用的樹(shù)脂，制作出的油墨產(chǎn)品具有良好的印刷適性和轉(zhuǎn)印性，印品色彩鮮艷，豐富而亮麗，具有較好的光澤和爽干性，可適于廣范圍的彩色印刷；

3、本發(fā)明制備的樹(shù)脂不僅環(huán)保，而且具有傳統(tǒng)樹(shù)脂的高粘度、分子量大、固著快的優(yōu)點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

一步法環(huán)保型樹(shù)脂，包括松香、桐油、腰果酚、多聚甲醛、甘油、季戊四醇、順酐、氧化鎂，各組分按質(zhì)量份數(shù)組成為：松香55-60份、桐油5-10份、腰果酚15-25份、多聚甲醛5-10份、甘油2-5份、季戊四醇2-3份、順酐0.5-1份、催化劑0.1-0.5份。

各組分按較優(yōu)質(zhì)量份數(shù)組成為：松香60份、桐油7份、腰果酚22份、多聚甲醛8份、甘油3份、季戊四醇2.5份、順酐0.6份、催化劑0.1份。

其中，腰果酚采用純天然植物提取物，多聚甲醛的聚合度為8-12，催化劑為氧化鎂，氧化鎂的用量為松香用量的0.2-1.5%，腰果酚與多聚甲醛的物質(zhì)的量的比為1：1.6～1：2.5。

一步法環(huán)保型樹(shù)脂是制備工藝，包括以下步驟：（1）將松香、桐油加熱至熔融，向熔解的松香中加入腰果酚和多聚甲醛，加入催化劑控制溫度使酚醛縮合，然后與松香進(jìn)行加成反應(yīng)；（2）向步驟（1）的反應(yīng)產(chǎn)物中加入順酐進(jìn)行D-A反應(yīng)，增加樹(shù)脂的空間結(jié)構(gòu)；（3）向步驟（2）的反應(yīng)產(chǎn)物中加入甘油、季戊四醇進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)控制在255℃-265℃，反應(yīng)4小時(shí)后，減壓蒸餾即可。

其中，步驟（1）中，腰果酚與多聚甲醛的較優(yōu)縮合溫度為110-116℃，腰果酚：松香的較優(yōu)物質(zhì)的量比為0.3：1～0.8：1；步驟（3）中，甘油與季戊四醇的較優(yōu)物質(zhì)的量比為0.5：1～3：1，酯化反應(yīng)的較優(yōu)時(shí)間4-6小時(shí)；步驟（3）中，所得樹(shù)脂粘度≥6000mpa.s/25℃、酸價(jià)≤25mgKOH/g、正庚烷值≥5 ml/2g，即為合格。

腰果酚與多聚甲醛縮合進(jìn)行縮合的溫度高低對(duì)于產(chǎn)品的各項(xiàng)性能指標(biāo)也有很大的影響，為了使反應(yīng)活性達(dá)到最佳，必須選擇合適的縮合溫度，如果縮合溫度過(guò)低，烷基苯酚的反應(yīng)活性低，縮合物中活性羥甲基含量低，最終產(chǎn)品粘度偏低，達(dá)不到使用要求；縮合溫度過(guò)高，則烷基苯酚反應(yīng)劇烈，縮合物中三聚體和四聚體的比例增加，活性羥甲基含量減小，最終產(chǎn)品粘度也會(huì)降低，縮合溫度選擇在110-116℃之間為宜。

在相同的酯化條件下，腰果酚與松香用量的比例也對(duì)產(chǎn)品性能有較大影響，腰果酚用量小，產(chǎn)品的粘度低，制成的印刷油墨身骨差，印刷網(wǎng)店不清晰；腰果酚用量大，產(chǎn)品的粘度高，酸值不容易降下來(lái)，易出現(xiàn)爆聚現(xiàn)象，且產(chǎn)品油溶性差，膠化程度高，制成的印刷油墨粘度、粘性過(guò)大，不能使用，腰果酚與松香的物質(zhì)的量比以0.3：1～0.8：1為宜。

本發(fā)明采用甘油和季戊四醇兩種多元醇對(duì)松香進(jìn)行分布酯化，目的是形成獨(dú)特的星狀高分子結(jié)構(gòu)，甘油和季戊四醇同時(shí)用于酯化時(shí)，其不同比例對(duì)產(chǎn)品性能影響很大，當(dāng)甘油與季戊四醇的物質(zhì)的量比以0.5：1～3：1時(shí)，可得到粘度、正庚烷值和色澤等各項(xiàng)指標(biāo)均可達(dá)到要求的產(chǎn)品。

采用甘油和季戊四醇兩種多元醇對(duì)松香進(jìn)行分布酯化時(shí)，若酯化溫度高于270℃，反應(yīng)速度過(guò)快，而且反應(yīng)產(chǎn)物的分子鏈在此溫度下容易斷開(kāi)，使產(chǎn)品的粘度偏低，色澤較深；若酯化溫度低于240℃，則反應(yīng)過(guò)慢，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，酸值不容易降下來(lái)，產(chǎn)品反應(yīng)不完全，粘度低，酸值大；酯化時(shí)間對(duì)產(chǎn)品性能也有影響，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)品粘度增至一定值后基本不再改變，酸值低；反應(yīng)時(shí)間短，產(chǎn)品的粘度高，酸值大，油溶性差；酯化溫度以255-265℃、時(shí)間4-6小時(shí)為宜。

具體制備過(guò)程見(jiàn)實(shí)施例1-4。

實(shí)施例1

稱(chēng)取600g松香、70g桐油加入到1000mL三口瓶中，加熱熔融，開(kāi)啟攪拌加入200g腰果酚、1g氧化鎂；降至120℃加入70g多聚甲醛，在112-116℃反應(yīng)4小時(shí)；升溫至190℃，加入6g順酐保溫15分鐘，升溫至220℃，加入30g甘油，保溫1小時(shí)，升溫至230℃再加入25g季戊四醇，保溫1小時(shí)，在260±5℃保溫3小時(shí)取樣測(cè)定酸價(jià)28 mgKOH/g，粘度6800mpa.s/25℃，減壓至300-400mmHg蒸餾1小時(shí)；經(jīng)檢測(cè)，該產(chǎn)品軟化點(diǎn)164℃，酸價(jià)19.5 mgKOH/g，粘度8800mpa.s/25℃，正庚烷值5.6ml/2g。

實(shí)施例2

稱(chēng)取600g松香、70g桐油加入到1000mL三口瓶中，加熱熔融，開(kāi)啟攪拌加入220g腰果酚、1g氧化鎂；降至120℃加入80g多聚甲醛，在112-116℃反應(yīng)4小時(shí)；升溫至190℃，加入6g順酐保溫15分鐘，升溫至220℃，加入30g甘油，保溫1小時(shí)，升溫至230℃再加入25g季戊四醇，保溫1小時(shí)，在260±5℃保溫3小時(shí)取樣測(cè)定酸價(jià)25 mgKOH/g，粘度7500mpa.s/25℃，減壓至300-400mmHg蒸餾1小時(shí)；經(jīng)檢測(cè)，該產(chǎn)品軟化點(diǎn)167℃，酸價(jià)16.8 mgKOH/g，粘度10600mpa.s/25℃，正庚烷值5.8ml/2g。

實(shí)施例3

稱(chēng)取550g松香、90g桐油加入到1000mL三口瓶中，加熱熔融，開(kāi)啟攪拌加入170g腰果酚、2g氧化鎂；降至120℃加入60g多聚甲醛，在112-116℃反應(yīng)4小時(shí)；升溫至190℃，加入5g順酐保溫15分鐘，升溫至220℃，加入50g甘油，保溫1小時(shí)，升溫至230℃再加入30g季戊四醇，保溫1小時(shí)，在260±5℃保溫3小時(shí)取樣測(cè)定酸價(jià)27 mgKOH/g，粘度6500mpa.s/25℃，減壓至300-400mmHg蒸餾1小時(shí)；經(jīng)檢測(cè)，該產(chǎn)品軟化點(diǎn)162℃，酸價(jià)20.5 mgKOH/g，粘度8300mpa.s/25℃，正庚烷值5.4ml/2g。

實(shí)施例4

稱(chēng)取580g松香、50g桐油加入到1000mL三口瓶中，加熱熔融，開(kāi)啟攪拌加入240g腰果酚、3g氧化鎂；降至120℃加入100g多聚甲醛，在112-116℃反應(yīng)4小時(shí)；升溫至190℃，加入10g順酐保溫15分鐘，升溫至220℃，加入20g甘油，保溫1小時(shí)，升溫至230℃再加入20g季戊四醇，保溫1小時(shí)，在260±5℃保溫3小時(shí)取樣測(cè)定酸價(jià)28 mgKOH/g，粘度6700mpa.s/25℃，減壓至300-400mmHg蒸餾1小時(shí)；經(jīng)檢測(cè)，該產(chǎn)品軟化點(diǎn)164℃，酸價(jià)19.7 mgKOH/g，粘度8500mpa.s/25℃，正庚烷值5.5ml/2g。

以上對(duì)本發(fā)明的4個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專(zhuān)利涵蓋范圍之內(nèi)。