【集萃网观察】膨润土的主要化学成分为绿晶高岭石。其化学式为:H2Al2Si4O12﹒nH2O。膨胀性澎润土小片层的上,下部一般还含有一定量的钠离子,侧面则为羟基,这些小片非常小,一般只有500* 500*7埃。
膨润土一般可分为两类:一种能高度膨胀并吸收水分,能自由地在水中呈胶态性。另一种则润湿后不能嘭胀,但有很高的活性(即活性白土或称酸性白土-当酸性白土浮游于含有中性盐的水溶液中时,中性盐(如醋酸钠)的阳离子就被吸附而游离出酸来)。
膨胀性膨润土具有很强的吸收性,能吸收五倍于它重量或十五倍于它体积的水,吸水后体积增大而形成一个光滑有粘性的胶状体。
膨润土用有机材料处理后可得到所谓有机粘土(Organoclay),即有机膨润土。例如它可以用季胺盐类(如二甲二辛癸基氯化铵等)有机物来改性,形成一部分四铵阳离子化学键。它的氢键由辅助原子力与粘土的单个薄片的表面连结起来。
季胺盐离子被其表面的钠离子所取代,其有机基团能很强地与粘土相结合。
经过上述反应后粘土从亲水变成亲有机物。洗去盐,干燥之。在干燥过程中粘土片又会重新聚(堆)集,为了得到最好的流变效果,可将聚(堆)集彼此分开,然后再分离成单个的板片状。一般就是加入适量的有机溶剂,使氢键从粘土表面进行有力的移动,结果就导致吸收溶剂,氢键在单个薄片的表面铺开。由于单个薄片间的粘附力被有机溶剂的分子所克服,以及小片彼此开始分离,并依靠其侧端的氢键相连,这样,就形起了胶凝。单片的有机活化粘土板面上有长链分子键合。
最新的膨润土(例如美国的Bentone 500)可毋需活化剂(醇和水),只需用高速分散器就可以了。
膨润土在油墨中的用量一般为2%,它具有良好而稳定的粘度,并有助于粘性的构成。它对油墨的飞色,渗透以及改进其传递性能.使印品网点清晰等都有帮助。总的来说,对平衡油墨的流变性是一个良好的助剂。
天然硅由于纯度及细度不够,故在油墨工业中用处不大。现在大多采用高温水解四氯化硅的方法来制取硅,其基本化学反应如下:
SiCl4+2H2O→SiO2+4HCl
这种方法生产的硅的纯度可达99.98%。最小颗粒可达o.015微米,像烟雾那样小,故也叫烟雾硅。密度很小,一立方尺只有约二磅重。表面积是200米2到400米2之间,几乎所有的表面都在外面,无内表面。是不絮凝的球状粒子,它们的表面具有一致的硅烷醇基团(silano1)彼此吸引得很强,从而使粒子由于氢键而成链。它的物理构型是具有许多氢键位置的长链和支链。在液体油墨中,链有在这些位置上相瓦连接的倾向。结果形成三度立体网状结构,这种结构阻碍液体流动,使粘度增加,并引起其它流变性能的变化,如稠度增加,有触变性,浮性等。
烟雾硅加在极性体系中时,需要较多的数量,而应用于非极性体系中时,却只要较小的量就足够了。因为在非极性体系中,大多是链的键合。而在极性系统中,则大多是氢键键合,它们会把烟雾硅链上的一些羟基位置都利用掉,故需要较多的量。例如在矿油精中,只需2%的硅即可成胶,而在乙醇中却要20%的硅。
在液体油墨中,体系的酸碱性对硅的性能是有影响的,例如PH值由4变到5,其粘度可从40厘泊增至9500厘泊。如果体系的酸性增至临界范围时,它的效果可能会降低。
如果在体系中再采用一些助剂,则硅的效果会发挥得更好。例如:在含油的树脂型胶印油墨中,可加入一些聚乙二醇酯类表面活性剂。在低极性(甚至是非极性)的体系中,则可加一些甘油等类物质,都可促进硅的链、网结构。
在平印油墨中,一般可以选用中等表面积(200米2/克)的硅,加入量在1%左右就很有效了。除了有增稠效果外,它还可提高油墨的印刷性能。
温石棉可以从通式Mg6(Si4O10)(OH)来认识,它与滑石相似,亦是叶片状结构,其纤维呈中空的筒状,即是管状纤维。特殊精制的温石棉,比较易于分散,并能在液体介质中形成三度立体型纤维,从而产生增稠效果,由于它带正电荷,故纤维柔软而比较稳定。
氧化镁在不饱和聚酯中是有很好的增稠效果的。
(三)、增稠剂的制造
硅酸镁成胶剂是通过加入极性溶剂而成完全的分散体的。一般先制基料,将5—10%的硅酸镁材料,用高效叶轮式分散器将其分散在低极性的溶剂(如白节油、二甲苯等)中,然后再加入高极性的溶剂(如甲醇、乙醇与水的混合物,丙酮等)使之成胶。
非离子的胺化合物在芳烃中对加速成胶是有助的。一般在室温下3—5%的量即可成胶了。
烟雾硅可与油墨(或其它非极性体系)组分一起进行分散,增稠效果是很好的。因为三辊机的剪切力比较强,故分散体系中的硅含量可达8—10%。撞击磨可以分散含5%硅的体系。砂磨可以分散含3%硅的体系。烟雾硅也可以球磨机分散,但研磨剪切时间不能太长,最好不超过八小时,以免降低二次粒子的尺寸,从而降低粘度失去增稠效果(破坏链结而失去网状结构)。
对含水体系来说,PH值在4—9时,硅的增稠效果比较好。PH值大于12时,它可被碱性物质慢慢溶解,故应增加些用量,但总量约在0.1—1.2%之间。
在非极性体系中,乙二醇,二胺,硬脂酸,正辛胺等均可促进增稠效应。
温石棉是容易和很快分散的,增稠效果实际上不依赖于分散模式。
在树脂混合物中引进氧化镁时,应将它放于连结料中在分散机械上进行预研磨,以保证其分散均匀,避免形成团状。
来源:网络 发布人: 中国环保油墨网