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环保增塑剂ATBC在油墨中的应用
 


 

 在大多数油墨配方里都会用到增塑剂,顾名思义,增塑剂就是能增加油墨塑性的添加助剂。用科学点的定义来说,凡添加到聚物体系中能使聚合物玻璃化温度降低、增加、易于加工的物质均可称作增塑剂。

   增塑剂在凹印油墨中用量并不大,但它的特性却是无可替代的。近年来,由于塑料包装、医药工业、医疗器械工业、食品包装以及油墨工业的迅猛发展,对增塑剂的性能要求也是与时俱进,目前环保油墨经常使用的ATBC增塑剂。

 

  一、油墨对增塑剂的性能要求

  首先,能作为某种工业来发展,说明增塑剂的种类繁多和发展前景明朗。有许多专家建议,对增塑剂的应用,最好是两种以上的增塑剂配合使用,以达到取长补短的目的。油墨行业最常见的增塑剂是DOPDBP和近年流行的ATBC

1、相溶性。相溶性实际上应称为兼容性,是指树脂能吸收增塑剂的量,经加工塑化后这些增塑剂不再渗出。通常以100克吸收150毫升增塑剂,而没有渗出现象,则表明该增塑剂与树脂的相溶性好。若达不到上述比例或吸收后有渗出现象,则该增塑剂的相溶性就差。

    2、挥发性。在软聚氯乙烯塑料制品中含有大量增塑剂,其挥发性与增塑剂从制品内部向表面扩散的速度以及增塑剂的蒸气压有关。增塑剂挥发到玻璃上冷凝后会使玻璃发雾,这是PVC在汽车工业应用中遇到的一个问题。为了减少汽车玻璃上的生雾量,要选用分子量大、挥发性小的增塑剂。一般以苯二甲酸与C8-C13的混合直链醇所得的酯作增塑剂能减少发雾性。在油墨行业,该问题同样重要,否则版雾现象也难得以完全攻克。

    3、迁移性。迁移问题其实也是属于相溶性优劣问题。增塑剂向制品表面迁移的量随其浓度增加、温度提高而增大。这是油墨制造行业的大忌,所以对迁移性的考察是非常重要的。

   4、化学萃取性。塑料制品中的增塑剂也易被其它介质抽出,这就是化学萃取,也称油水抽出性。一般来说,分子量高的增塑剂抗萃取性大。在一般油墨中,该性能要求不是特别强烈,除了特殊用途的油墨产品,对化学萃取性可以不作为要求考虑。

   5、耐温性。增塑剂本身的耐热和耐寒性能的优劣直接关系到塑料制品在高、低温下使用的可能性。沸点高而冰点低的增塑剂才是耐温性良好的、能使塑料制品在较宽温度域内使用的增塑剂。在油墨制造行业,一般情况下,180摄氏度是个门槛,高于这个温度,都可以作为我们候选的产品。

   6、由于增塑剂大多数是低分子量的有机酯类化合物,因此加进树脂后一般会影响塑料制品的电绝缘性、阻燃性和抗霉菌性,不过影响的程度随品种而异。此外对增塑剂的毒性也理应引起重视。

   总之,人们希望增塑剂具有与树脂高的相溶性、低的挥发性、小的迁移性和油水抽出性、并能耐高低温、耐燃、无毒又价廉,但是还没有一种增塑剂能完全满足上述要求,所以在繁多的品种面前有待合理选用或并用。

  

   二、增塑剂品种与性能

    无论塑料制造与油墨制造行业,邻苯二甲酸酯类都是目前最广泛使用的主增塑剂,品种多、产量高,并具有色泽浅、毒性低、电性能好、挥发件小、气味少、耐低温性一般等特点。目前邻苯二酸酯类的消耗量约占增塑剂总消耗量的80-85%,而其中最常用的是邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二异辛酯两种。

 

  三、环保油墨中的增塑剂ATBC

  乙酰柠檬酸三正丁酯,中文别名乙酰柠檬酸三丁酯,英文名为acetyl tributyl citrate,也即ATBC ,英文别名为tributyl esteracetyl tri-n-butyl citrateCAS号为NO.77-90-7,分子式为C20H34O8分子量为402.48(根据IUPAC1995年提供的五位有效数字原子量)。 ATBC增塑剂的性状为:无色、无味的油状液体,沸点343(0.101MPa),闪点(开杯)204℃,凝固点-80℃,挥发速度0.000009g/cm2•h(105),水解速度0.1%(100℃,6小时),溶于多数有机溶剂,不溶于水。与聚氯乙烯、聚苯乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、硝酸纤维素、聚乙烯醇缩丁醛等树脂相容。与醋酸纤维素、醋酸丁酸纤维素部分相容。本品耐寒性和耐光性与柠檬酸三正丁酯相似,但耐水性较优。无毒,LD50=4000mg/kg 

    ATBC的用途:本品为无毒增塑剂,可用作聚氯乙烯,纤维素树脂和合成橡胶的增塑剂。用于无毒PVC造粒,食品包装容器,儿童玩具制品,医用制品,薄膜、板材、纤维素涂料等制品。也可作为聚偏二氯乙烯的稳定剂等。

    乙酰柠檬酸三正丁酯在国外食品包装工业中已得到广泛应用,目前在英国、美国、德国、法国、荷兰、意大利、日本都被许可用于食品包装材料。乙酰基柠檬酸三正丁酯主要用于增塑聚氯乙烯和氯乙烯、偏二氯乙烯共聚物(Saran树脂)。聚氯乙烯薄膜在国外除大量用于新鲜肉类及其制品的包装外,还用于三明治、乳酪、咸肉、鸡鸭、火腿、火腿制品以及蘑菇之类新鲜蔬菜的包装。聚氯乙烯薄膜具有较大的透氧性,可以保持红氧肌血球蛋白,使肉类保鲜。它表面光泽、透明,包装袋内食物一目了然,而且透水性适中,二氧化碳气体透过性高,可以减少新鲜蔬菜的脱水,延长蔬菜保鲜期。此外,它还具有良好的熔封性能,相比之下,聚乙烯薄膜则有在肉类包装后难以熔封的缺点。乙酰柠檬酸三正丁酯另一主要用途为增塑Saran树脂,aran薄膜最大的优点是密封性好,具有优良的防潮性和极低的透气性,它耐强酸、强碱、油脂和有机溶剂。在机械性能方面是介于软质PVC和硬PVC之间的一种强韧性薄膜材料。它具有突出的热收缩性,5060℃开始收缩,100℃收缩率达20%50%,80℃所呈现的最高收缩应力为1315kgcm3。它具有较强的自粘性,在高频热封时,有较高的封合强度。因此是一种优良的食品包装材料。在国外它已被广泛用于包装鱼类、香肠、火腿、肉类制品、干酪、熏制品、豆腐、糕点等需要长期保存或高保鲜度的食品,而这种塑料薄膜的主增塑剂就是乙酰柠檬酸三正丁酯。

    乙酰柠檬酸三正丁酯是一种性能优良的无毒增塑剂,在国外它广泛用于医药工业、医疗器械工业、食品包装以及油墨工业,鉴于邻苯二甲酸二(2-乙基已)酯存在潜在的致癌威胁,建议在国内推广乙酰柠檬酸三正丁酯在医药、医疗器械、食品包装、油墨制造领域中的应用。