摘要：本文就增塑劑的品種和性能作一個(gè)全面的介紹，就選擇增塑劑的主要考慮因素和特點(diǎn)為切入點(diǎn)，著重介紹了目前環(huán)保油墨經(jīng)常使用的ATBC增塑劑。
關(guān)鍵詞：增塑劑、油墨、DOP、ATBC、選擇、應(yīng)用
在大多數(shù)油墨配方里都會(huì)用到增塑劑，顧名思義，增塑劑就是能增加油墨塑性的添加助劑。用科學(xué)點(diǎn)的定義來說，凡添加到聚物體系中能使聚合物玻璃化溫度降低、增加、易于加工的物質(zhì)均可稱作增塑劑。
增塑劑在凹印油墨中用量并不大，但它的特性卻是無可替代的。我們?cè)S多的油墨配方設(shè)計(jì)者對(duì)它還不是非常了解。本文從另一個(gè)角度對(duì)增塑劑作全面的介紹，錯(cuò)漏之處還請(qǐng)多加指點(diǎn)。
對(duì)于它的歷史，可以追溯到1868年，HYATT首先發(fā)現(xiàn)樟腦可用作硝酸纖維素的增塑劑，制得柔軟的賽璐珞塑料。但直到1933年，SOMON發(fā)現(xiàn)把高沸點(diǎn)的酯類化合物加到硬質(zhì)聚氯乙烯中，可以得到柔軟的聚氯乙烯塑料后，才使增塑劑的應(yīng)用獲得重大突破，增塑劑工業(yè)才能取得迅速發(fā)展。近年來，由于塑料包裝、醫(yī)藥工業(yè)、醫(yī)療器械工業(yè)、食品包裝以及油墨工業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)增塑劑的性能要求也是與時(shí)俱進(jìn)。
一、油墨對(duì)增塑劑的性能要求
首先，能作為某種工業(yè)來發(fā)展，說明增塑劑的種類繁多和發(fā)展前景明朗。有許多專家建議，對(duì)增塑劑的應(yīng)用，最好是兩種以上的增塑劑配合使用，以達(dá)到取長補(bǔ)短的目的。油墨行業(yè)最常見的增塑劑是DOP、DBP和近年流行的ATBC。
能作為增塑劑使用之化合物的首要條件是與樹脂有相溶性。高相溶性增塑劑稱主增塑劑，因相溶性較低而不能添加多量之增塑劑稱副增塑劑或增量劑。在使用過程中，對(duì)增塑劑應(yīng)該考慮的主要因素有：
1、相溶性。相溶性實(shí)際上應(yīng)稱為兼容性，是指樹脂能吸收增塑劑的量，經(jīng)加工塑化后這些增塑劑不再滲出。通常以100克吸收150毫升增塑劑，而沒有滲出現(xiàn)象，則表明該增塑劑與樹脂的相溶性好。若達(dá)不到上述比例或吸收后有滲出現(xiàn)象，則該增塑劑的相溶性就差。
2、揮發(fā)性。在軟聚氯乙烯塑料制品中含有大量增塑劑，其揮發(fā)性與增塑劑從制品內(nèi)部向表面擴(kuò)散的速度以及增塑劑的蒸氣壓有關(guān)。增塑劑揮發(fā)到玻璃上冷凝后會(huì)使玻璃發(fā)霧，這是PVC在汽車工業(yè)應(yīng)用中遇到的一個(gè)問題。為了減少汽車玻璃上的生霧量，要選用分子量大、揮發(fā)性小的增塑劑。一般以苯二甲酸與C8-C13的混合直鏈醇所得的酯作增塑劑能減少發(fā)霧性。在油墨行業(yè)，該問題同樣重要，否則版霧現(xiàn)象也難得以完全攻克。
3、遷移性。遷移問題其實(shí)也是屬于相溶性優(yōu)劣問題。增塑劑向制品表面遷移的量隨其濃度增加、溫度提高而增大。這是油墨制造行業(yè)的大忌，所以對(duì)遷移性的考察是非常重要的。
4、化學(xué)萃取性。塑料制品中的增塑劑也易被其它介質(zhì)抽出，這就是化學(xué)萃取，也稱油水抽出性。一般來說，分子量高的增塑劑抗萃取性大。在一般油墨中，該性能要求不是特別強(qiáng)烈，除了特殊用途的油墨產(chǎn)品，對(duì)化學(xué)萃取性可以不作為要求考慮。
5、耐溫性。增塑劑本身的耐熱和耐寒性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到塑料制品在高、低溫下使用的可能性。沸點(diǎn)高而冰點(diǎn)低的增塑劑才是耐溫性良好的、能使塑料制品在較寬溫度域內(nèi)使用的增塑劑。在油墨制造行業(yè)，一般情況下，180攝氏度是個(gè)門檻，高于這個(gè)溫度，都可以作為我們候選的產(chǎn)品。
6、由于增塑劑大多數(shù)是低分子量的有機(jī)酯類化合物，因此加進(jìn)樹脂后一般會(huì)影響塑料制品的電絕緣性、阻燃性和抗霉菌性，不過影響的程度隨品種而異。此外對(duì)增塑劑的毒性也理應(yīng)引起重視。
總之，人們希望增塑劑具有與樹脂高的相溶性、低的揮發(fā)性、小的遷移性和油水抽出性、并能耐高低溫、耐燃、無毒又價(jià)廉，但是還沒有一種增塑劑能完全滿足上述要求，所以在繁多的品種面前有待合理選用或并用。
二、增塑劑品種與性能
1、鄰苯二甲酸酯類
無論塑料制造與油墨制造行業(yè)，鄰苯二甲酸酯類都是目前最廣泛使用的主增塑劑，品種多、產(chǎn)量高，并具有色澤淺、毒性低、電性能好、揮發(fā)件小、氣味少、耐低溫性一般等特點(diǎn)。目前鄰苯二酸酯類的消耗量約占增塑劑總消耗量的80-85%，而其中最常用的是鄰苯二甲酸二辛酯和鄰苯二甲酸二異辛酯兩種。
其實(shí)，這類鄰苯二甲酸酯還有許多品種，下面一一簡單介紹。鄰苯二甲酸二辛酯（簡稱DOP），為無色油狀液體，有特殊氣味。鄰苯二甲酸二異辛酯(簡稱 DIOP)，幾乎是無色的粘稠液體，溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑和烴類。鄰苯二甲酸二異癸酯(簡稱DIDP)，為粘稠液體，溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑和烴類，不溶于或微溶于甘油、乙二醇和某些胺類，它的揮發(fā)性比DOP小，耐遷移，是一種低揮發(fā)性增塑劑，又耐老化，電性能好，但相溶性差些。鄰苯二甲酸二異壬酯(簡稱 DINP)，為透明油狀液體，其最大的特點(diǎn)是高溫下的揮發(fā)性只是DOP的一半。鄰苯二甲酸二丁酯(簡稱DBP)，無色透明液體，具有芳香族氣味，溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑和烴類，以前在顏料色片工業(yè)應(yīng)用較多，DBP對(duì)PVC的臨界塑化溫度為90—95℃。鄰苯二甲酸二異丁酯(簡稱DIBP)，為無色透明液體，DIBP在PVC農(nóng)用薄膜中使用時(shí)曾發(fā)現(xiàn)由于它的析出致使水稻爛秧的問題。鄰苯二甲酸丁芐酯(簡稱BBP)，為透明油狀液體，溶于有機(jī)溶劑和烴類，不溶于水。BBP對(duì)PVC的臨界塑化溫度為96-100℃。鄰苯二甲酸二甲酯(簡稱DMP)，為無色油狀液體，微帶芳香族氣味，常溫下不溶于水，和脂肪烴混溶，與大多數(shù)樹脂相溶性良好。鄰苯二甲酸二乙酯（簡稱DEP），為無色油狀液體，無毒，微帶芳香族氣味，溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑。鄰苯二甲酸二環(huán)己酯 (DCHP)，則具有芳香族氣味的白色結(jié)晶狀粉末，溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑，在熱的汽油和礦物油中完全溶解，微溶于乙二醇類和某些胺類。對(duì)苯二甲酸二辛酯 (DOTP)，DOTP與DOP的物理性能相似，制品的機(jī)械性能也相似，但DOTP的揮發(fā)件比DOP小得多。
2、脂肪酸酯類
脂肪酸酯類的低溫性能很好，但與聚氯乙烯的相溶性較差故只能用作耐寒的副增塑劑與鄰苯二甲酸酯類并用。最常用的品種是己二酸二辛酯和癸二酸二辛酯。
己二酸二辛酯(簡稱DOA)，無色無嗅液體，無毒，溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑，微溶于乙二醇類，不溶于水，DOA對(duì)PVC的臨界塑化溫度為12l一125℃。已二酸二異癸酯(簡稱DIDA)，是清澈易流動(dòng)的油狀液體。壬二酸二辛酯(簡稱D0Z)，幾乎是無色的透明液體。癸二酸二丁酸(簡稱DBS)，也幾乎是無色的液體。癸二酸二辛酯（簡稱DOS），同樣幾乎是無色的油狀液體，不溶于水，溶于醇、苯、醚等有機(jī)溶劑。癸二酸二異辛酯（簡稱DIOS），無色清澈液體，溶于酮、醇、酯、芳香烴和脂肪烴等大多數(shù)有機(jī)溶劑，微溶于胺和多元醇。二(2—乙基丁酸)三縮乙二醇酯(簡稱3GH)，它是安全玻璃用聚乙烯醇縮丁醛薄膜中最為廣泛使用的增塑劑，同時(shí)它對(duì)纖維素塑料、丙烯酸酯塑料和聚氯乙烯也是良好的增塑劑。
3、磷酸酯類
磷酸酯與聚氯乙烯等樹脂有良好的相溶性，透明性也好，但有毒性。它們既是增塑劑，又是阻燃劑。芳香族磷酸醋的低溫性能很差，而脂肪族磷酸酯的低溫性能較好，但熱穩(wěn)定性較差，耐久性不如芳香族磷酸酯。其主要品種有磷酸三甲苯酯和磷酸三苯酯。
磷酸三甲苯酯(簡稱TCP)。磷酸三苯酯(簡稱TPP)，是微帶芳香氣味的白色針狀結(jié)晶，微溶于乙醇，醚、苯、氯仿、丙酮。還有磷酸二苯—辛酯(簡稱DPOP)，是淺黃色透明油狀液體。磷酸甲苯二苯酯(筒稱CDPP)，也是清澈無嗅的油狀液體。
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