改良联苯胺黄P.Y.12在水性柔版印刷油墨中的应用

任培贤，石文英

(1.天津工业大学 环境与化学工程学院, 天津 300387；2.河南工程学院 纺织学院, 河南 郑州 450007)

改良联苯胺黄P.Y.12在水性柔版印刷油墨中的应用

任培贤1，石文英2

(1.天津工业大学 环境与化学工程学院, 天津 300387；2.河南工程学院 纺织学院, 河南 郑州 450007)

以联苯胺黄P.Y.12改良为出发点，通过改变偶合方式、添加表面活性剂以及粒径处理等3种典型的处理方式对联苯胺黄P.Y.12进行处理,制备出一系列不同的联苯胺黄P.Y.12的改性产品剂型.对处理后的联苯胺黄P.Y.12进行应用性能表征，从中选择最优条件，制备出可以应用于水性印刷体系的联苯胺黄P.Y.12产品.

水性印刷；有机颜料；联苯胺黄P.Y.12

由于颜料在使用过程中有晶型和粒子形态，这种形态对颜料的颜色性能及应用性能起决定性作用.联苯胺黄P.Y.12分子本身的结构在现代印刷当中并不适用于柔版印刷，但是它也具备其他有机颜料诸如联苯胺黄P.Y.14没有的优点，比如原材料便宜，所以在某些快速消费类印刷品中仍占有较大的市场，它还能提供比联苯胺黄P.Y.14更为柔和的红光.对联苯胺黄P.Y.12进行改良，通过处理改变其粒径大小，制备出可以应用于水性印刷体系的联苯胺黄P.Y.12产品.

1 实验

1.1实验药品及仪器

实验主要仪器及药品分别见表1和2.

表1 实验所需主要药品清单Tab.1 The experiment required main reagent list

表2 实验所需主要仪器清单Tab.2 The experiment required main instrument list

1.2颜料的制备

1.2.1 颜料的合成

联苯胺黄P.Y.12的重氮化[1]反应：将3，3-二氯连苯胺(英文缩写为DCB，以下简称DCB)与HCl在0 ℃以下混合打浆，加入NaNO2制成重氮液备用.在重氮化反应过程中，亚硝酸钠要保持略为过量，亚硝酸钠用量不足也会引起自身偶合,反应方程式如下：

(1)

联苯胺黄P.Y.12的偶合反应：先将乙酰乙酰苯胺(英文缩写为AAA，以下简称AAA)等偶合组分，经过碱溶、酸析等步骤制备成可以进行偶合反应的偶合料浆，与DCB的重氮溶液进行偶合反应，制备颜料.

采用同一种重氮组分与两种或两种以上的偶合组分进行反应，或者两种不同的重氮组分与一种偶合组分反应，制备的产品含有两种以上的不同结构的颜料产品[2],可表示为

在偶合过程中添加第二组分(甚至第三和第四组分)往往可以起到加和增效的结果.例如，联苯胺黄P.Y.126是改进后性能与联苯胺黄P.Y.12相近似的重要颜料品种，在等深度下，着色力至少比联苯胺黄P.Y.12高10%以上，不仅可以得到更加透明的品种，而且耐光牢度至少比联苯胺黄P.Y.12高1级以上.

1.2.2 表面活性剂的添加

有机颜料可以根据不同用途的特定要求，由同一种化学结构制造出具有不同性能的品种，以达到最佳的使用效果.作为准备应用于水性体系的颜料剂型，为了使颜料粒子表面与极性的展色料具有相匹配的性能，应选择对颜料粒子非极性侧面具有一定亲和力的表面活性剂.加入的表面活性剂可以在颜料颗粒表面规则排列提高空间位阻以及相溶性，这样既有利于颜料在体系中的均一和稳定，又有利于颜料在体系中的润湿分散，表面活性剂示意图如图1所示.本实验在颜料合成时加入非离子表面活性剂B，添加量依次为偶合组分的0%，1%，2%和3%.

图1 表面活性剂作用原理示意图Fig.1 Surfactants principle diagram

1.2.3 粒径处理

颜料粒度分布的均匀、微粒化以及润湿性的增强直接影响着印墨产品的物化性能，并能改进流变性、提高印刷速度.将颜料进行分级处理，依次通过0.28 mm,0.154 mm和0.106 mm筛网.

1.3颜料的检测与分析

颜料的检测采用水性印墨体系.其中，树脂是改性聚丙烯酸水性乳液，加入量为60 g，稀释剂蒸馏水的加入量为24 g，颜料加入量为16 g，分散方法采用的分散介质是1～2 mm的玻璃球，用量为110 g，分散时间为120 min.通过涂4杯进行油墨黏度的检测，在涂4杯中加入油墨，测定油墨的流出时间.色性a值用爱色丽(X-Rite)进行测定.

2 结果与讨论

2.1混合偶合(固态溶液)

在颜料合成时加入AAA的同系物——邻甲基乙酰乙酰苯胺(以下简称AAOT)来得到对应的固态混合溶液，由于AAOT所得到的对应结构流动性优良，这一点就可以弥补纯联苯胺黄P.Y.12的缺点.添加量分别为偶合组分总量的0%，5%，10%和17%，测定合成样品的黏度以及色性a值，并依据实验结果制成图2和图3.

图2为黏度随AAOT添加变化的曲线.由图2可以看出，黏度随AAOT添加量的增加而降低，添加量超过5%的时候，变化趋于平稳.图3为色性a值随AAOT添加的变化曲线.由图3可以看出，色相方面，随AAOT添加量的增加，a值逐渐降低，色相往绿相移动；但当添加量超过10%时，a值又开始变大，色相开始往偏红的方向移动.

图2 黏度随AAOT添加变化曲线Fig.2 Viscosity change with AAOT added curve

图3 色性a值随AAOT添加变化曲线Fig.3 Color a* change with AAOT added curve

综合图2以及图3的实验结果，添加了第二偶合组分AAOT后的联苯胺黄P.Y.12比未改良的联苯胺黄P.Y.12在水性体系中的黏度明显降低，改良后的颜料性能符合水性印墨体系的要求.

2.2非离子表面活性剂B的添加

在颜料合成时加入非离子表面活性剂B[4]，添加量依次为偶合组分的0%，1%，2%和3%.测定合成样品的黏度及色性a值，并依据实验结果制成图4和图5.

由图4可以看出，黏度随表面活性剂B的添加先降低，但当添加量超过2%时，黏度又随表面活性剂B的添加小幅升高.由图5可以看出，a值随表面活性剂B变化的曲线与黏度随表面活性剂B添加的变化曲线相似，也是先降低后小幅升高.

图4 黏度随表面活性剂B添加变化曲线Fig.4 Viscosity change with surfactant B added curve

图5 色性a值随表面活性剂B添加变化曲线Fig.5 Color a* change with surfactant B added curve

由图4和图5可以看出，采用上述类型表面活性剂处理时可以使亲油性有机颜料表面吸附疏水性基团(如长碳链烷基)，而聚氧乙烯醚随其n值的增加，有效地改进了在水性介质中的润湿及分散性质，同时还可以增加分散体系的稳定性.

2.3颜料粒径处理

将颜料样品进行粒径分布改良，改良前后对比如图6所示.

图6 粒度分布改良前后对比图Fig.6 Particle size distribution improved contrast figure

由图6可以看出，经过粒度分布改良处理后颜料粒子的粒度分布变窄、粒径更为均一，这样更有利于颜料粒子在体系中的润湿与分散，有效地改善了常规联苯胺黄P.Y.12在水性体系中难分散的特点.

将颜料进行分级处理，依次通过0.28 mm,0.154 mm与0.106 mm筛网后，分别测定分级后的分散细度与黏度变化的曲线，根据实验结果制成图7与图8.

由图7可知，经过不同目数筛网的分级处理后，颜料更易分散，经过相同分散时间细度更低.图8 为不同目数分级后颜料黏度的变化曲线.由图8可知，不同目数筛网分级处理后的颜料，粒径规范后黏度显著降低.

图7 分级颜料细度随分散时间的变化曲线Fig.7 Pigment fineness classification change with dispersing time curve

图8 不同目数分级后颜料黏度的变化曲线Fig.8 Pigments viscosity changes after different mesh grading curve

3 结论

实验结果表明，从偶合开始一直到最后粒度分布的规范，得到的一组性能优越的颜料产品不仅在流动性(水性体系下的黏度指标)上达到了联苯胺黄P.Y.14的水平，而且在色相上比联苯胺黄P.Y.14更红相，价格也更低廉，更适用于一些低端水性印品的着色.

(1)黏度随AAOT添加量的增加而降低.色相随AAOT添加量的增加，a值逐渐降低，色相往绿相移动；但当添加量超过10%时，a值又开始变大，色相变红.

(2)采用上述类型的表面活性剂处理时可以使亲油性有机颜料表面吸附疏水性集团，黏度随添加量的增加而降低；色相方面也是随着AAOT添加量的增加，a值逐渐降低.

(3)经过不同目数筛网的分级处理后，颜料更易于分散，经过相同分散时间细度更低，粒径规范后黏度显著降低.

[1] 王琦.有机颜料黄系列的合成与改性研究[D].杭州：浙江大学,2006.

[2] 周春隆.有机颜料工业技术进展[J].精细与专用化学品,2007(7):4-6.

[3] 刘安华,吴壁耀,蒋子铎.943 颜料分散剂对酞菁蓝—醇酸清漆体系分散稳定性的影响[J].涂料工业,1996,26(4):7-9.

[4] 陈荣圻.有机颜料的助剂应用评述(续一)[J].印染助剂,2011(6):1-10.

ModifiedP.Y.12usingforwater-basedflexoprinting

REN Pei-xian1, SHI Wen-ying2

(1.SchoolofEnvironmentandChemicalandEngineering,TianjinPolytechnicUniversity，Tianjin300387,China;2.CollegeofTextiles,HenanInstituteofEngineering,Zhengzhou450007,China)

Benzidine yellow (P.Y.12) was improved by three typical treatment methods of the changing coupling mode, adding the surface active agent and particle size processing. A series of different modified P.Y.12 were prepared. And the performance of these modified P.Y.12 were investigated. The optimal preparation conditions of modified P.Y.12 were obtained. The modified P.Y.12 products can be used in water-based printing system.

water-based；organic pigments；P.Y.12

2014-03-25

任培贤(1982-)，男，天津人，工程师，硕士研究生，主要从事颜料与染整方面的研究.

TQ618.1

A

1674-330X(2014)03-0057-05