悬浮聚合法合成丙烯酸树脂及其在白板笔墨水中的应用

摘要

白板笔墨水是一种以有机溶剂为墨液,树脂为成膜物质,颜料或染料为着色剂,其它助剂为辅助成份的彩色墨水。具有无尘、易擦等特性,与专用书写笔配套,具有其他墨水的书写特性,且携带方便、外表美观、色彩丰富,广泛应用于办公和学术交流、会议等场合。 树脂是白板笔墨水中最重要的成分,本文论述了以甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、α-甲基丙烯酸为原料,采用悬浮聚合法合成白板笔用丙烯酸树脂。实验考察了不同单体的加入对树脂性质的影响,并通过不同分子量、不同玻璃化温度的丙烯酸树脂之间的配墨对比实验,优选出适合白板笔墨水使用的树脂类型。在丙烯酸树脂的悬浮聚合工艺过程中,探明了温度和引发剂用量是影响合成的树脂的分子量的重要因素,最后得到本实验的最佳反应条件为：反应温度75-90℃,油水比1:3,搅拌速度300-500r/min,引发剂采用BPO,用量为1％,分散剂采用0.3％的PVA和0.1％SDBS复合分散剂。实验通过丙烯酸树脂与聚乙烯醇缩丁醛(PVB)树脂复配,提高了成膜质量。采用溶解度参数法指导选择合适的有机溶剂,使配制的白板笔墨水在保证快干性、易擦性的同时,环境友好性能得到了很大提高。白板笔墨水选用的丙烯酸树脂玻璃化温度为72℃,分子量Mw=24233,其与PVB树脂复配比例为W 丙烯酸树脂:WPVB=7:3,树脂含量为5％,最佳溶剂及其配比为W乙醇:W异丙醇:W乙酸丁酯=5:5:1,选用的表面活性剂为阴离子表面活性剂Dowfax 2A1,非离子表面活性剂辛基苯酚聚氧乙烯醚,两种表面活性剂的使用比例为：1:1,最佳用量为1％,墨水中色料选择油溶性色料油溶红199、油溶兰35,油溶黑34,最佳用量为3％,选用的润滑剂为硬脂酸锌,其最佳用量为1％,墨水的pH值最佳为4-5。 由于白板笔暂无行业标准,本文还参考了国内外相类似产品的性能检测指标和根据白板笔墨水自身的一些特殊指标,拟定了适用于白板笔墨水的检测指标和方法,为日后墨水的生产和与同类产品进行性能对比打下了良好的基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1白板笔简介

1.2国内外技术发展现状与趋势

1.3白板笔墨水主要成分

1.3.1聚合物

1.3.2溶剂

1.3.3色料

1.3.4表面活性剂

1.4白板笔墨水主要性能

1.4.1可擦性

1.4.2垂直书写流淌性

1.4.3环境适应性

1.4.4快干性

1.4.5储存稳定性

1.4.6色泽

1.4.7气味与毒性

1.5悬浮聚合的定义及特点

1.5.1悬浮聚合体系中的相

1.6本文的研究目的及意义、研究内容和创新性

1.6.1研究的目的及意义

1.6.2本论文的研究内容

1.6.3本论文的创新与特色

第二章悬浮聚合法合成丙烯酸树脂

2.1前言

2.2实验部分

2.2.1实验试剂与规格

2.2.2实验仪器

2.2.3合成方法及工艺

2.2.4丙烯酸树脂性能测试及表征

2.3结果与讨论

2.3.1丙烯酸树脂配方的设计

2.3.2分散剂的选择

2.3.3引发剂的选择

2.3.4反应温度的影响

2.3.5反应时间的影响

2.3.6油水比对聚合物粒径及其分布的影响

2.3.7搅拌工艺对树脂合成的影响

2.3.8红外光谱分析

2.4本章小节

第三章白板笔墨水的配制

3.1实验部分

3.1.1实验试剂与规格

3.1.2实验仪器

3.1.3白板笔墨水配制工艺

3.2墨水性能的测试

3.2.1可擦性测试

3.2.2黏度测试

3.2.3快干性测试

3.2.4稳定性测试

3.2.5间歇书写性测试

3.2.6pH测试

3.2.7表面张力测试

3.2.8色度测试

3.2.9耐温性测试

3.2.10不溶物测试

3.2.11书写流淌性测试

3.2.12扩散性测试

3.3结果与分析

3.3.1溶剂的选择

3.3.2树脂的影响

3.3.3色料的选择及影响

3.3.4表面活性剂的选择与影响

3.3.5润滑剂的影响

3.3.6 pH值对墨水可擦性的影响

3.4白板笔墨水综合性能检测指标

3.4.1内控指标

3.4.2外控指标

3.4.3一般指标

3.4.4白板笔综合性能测试

3.5本章小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢