一种膜转移机内涂布专用显色剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及显色剂技术领域，尤其涉及一种膜转移机内涂布专用显色剂及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 无碳复写纸是利用涂在纸上的无色染料与显色剂接触反应而显色的一种特种纸， 主要由三层组成：上纸（CB)，该层纸的背面涂有溶解在非挥发溶剂中的无色染料的微胶 囊；中纸（CFB)，该层纸的正面涂有显色剂的涂层，背面则涂布着微胶囊；下纸（CF)，该层纸 只在正面涂有含显色剂的CF涂料。无碳复写纸的发色原理为：当有压力施于上纸时，涂在 纸背面的微胶囊破裂与CFB纸正面的显色剂接触发生反应而显色。
[0003] 无碳纸的涂布方式有很多种，机内膜转移涂布方式是近年发展起来的新型涂布方 式。机内膜转移涂布方式是在原抄纸机的基础上发展而来的，将计量施胶部改涂料部，如此 减少了一台涂布机使得涂布纸成本大幅降低，但与机外涂布相比，这两种涂布方式工况差 异太大，因此原来的化学品就不适用机内涂布，需重新设计和研制。
[0004] 关于无碳复写纸显色剂的研制，国内专利文献报道的很多。美国专利USP46612254 、欧洲专利EP0338808A2、中国专利CN1057103C等公开了一种酚醛树脂结构显色剂的制备 方法，以烷基取代酚、甲醛和金属化合物为原料进行反应，得到了酚醛树脂结构的显色剂， 该显色剂具有较好的耐水性和耐老化性，制得涂料流动性好，初期发色速度也较快，显色深 度好，但其具有不可克服的缺点是纸张在光线或氧化性气体（主要是空气中NOx气体）的 作用下容易变黄。
[0005] 申请号为200810141401. 3的中国专利公开了一种改性水杨酸树脂显色剂，该显 色剂是按以下方法制备的：向反应釜中加入水杨酸或其衍生物、金属盐和酸催化剂，升温熔 融，物料全溶后开启搅拌，向反应釜中加入苯乙烯类不饱和单体，在60~150°C下缩合反 应1~IOh;向上述反应混合物中加入醛类物质进行聚合反应，在70~130°C下回流反应 0. 5~3h;反应产物在真空度0. 01~0. 06MPa，温度80~160°C下脱水0. 5~8h，得到聚 合物中间体；聚合物中加入乳化剂，在50°C~150°C乳化0. 5~6h，再加入水和锌盐，混合 搅拌，融溶剪切，得到改性水杨酸树脂显色剂。本专利公开的树脂显色剂显色速度快、色泽 鲜艳、字迹耐老化性能好。
[0006][0007] 美国专利USP5382560、日本专利JP853536、日本专利JP6227117、中国专利 CN1939951B等公开了一种水杨酸锌结构显色剂的制备方法。水杨酸锌结构的显色剂具有低 温显色速度快，色调鲜艳，更好的耐老化性能，一度被日本人称为最好的显色剂。但水杨酸 锌结构的显色剂显色深度和预期有一定差距。
[0008] 目前的上述显色剂产品在机内膜转移涂布应用过程中，一直存在粘辊和粘缸现 象，使纸的品质和显色性能受到一定影响。并且，机内膜转移涂布专用显色剂不同于普通的 显色剂，既要满足膜转移涂布方式的要求，又要适应机内涂布的工况特点：纸页表面温度较 高；纸页表面没有施胶；纸页内施胶剂没有熟化；施涂辊压力大，剥离强度很高。因此作为 该种专用显色剂，需要额外满足两个条件：有一定的耐温性（50~65°C)，不能在这样的温 度下出现破乳而粘附涂布辊；机内涂布适应性：在CF涂层中的抗迀移性；与CF涂料成分的 相容性，不发生凝聚结块，避免产生刮线；配成CF涂料要有良好的流变性。由此本申请提供 了一种机内膜转移涂布专用显色剂。
【发明内容】
[0009] 本发明解决的技术问题在于提供一种膜转移机内涂布专用显色剂，本申请提供的 膜转移机内涂布专用显色剂显色性能优良，且具有较好的低温显色性能。
[0010] 有鉴于此，本申请提供了一种膜转移机内涂布专用显色剂，其由以下组分制备得 到：
[0011]
[0012] 优选的，所述吐温选自吐温20、吐温40、吐温60和吐温80中的一种或多种。
[0013] 优选的，所述司盘选自司盘20、司盘40、司盘60和司盘80中的一种或多种。
[0014] 优选的，所述芳烷基取代水杨酸锌树脂的含量为40wt%~42wt%。
[0015] 优选的，所述硬脂酸锌的含量I.Owt%~3. 5wt%。
[0016] 优选的，所述聚乙稀醇的含量为I. 6wt%~I. 9wt%。
[0017] 本申请hi阿提供了上述方案所述的膜转移机内涂布专用显色剂的制备方法，包 括以下步骤：
[0018] 将水、聚乙烯醇、吐温、司盘与聚苯乙烯马来酸酐树脂混合后升温，得到混合物；
[0019] 将所述混合物、芳烷基取代水杨酸锌与硬脂酸锌混合，升温后乳化，得到膜转移机 内涂布专用显色剂。
[0020] 优选的，得到混合物的过程中，所述升温的温度为60~70°C。
[0021] 优选的，得到膜转移机内涂布专用显色剂的过程中，所述升温的温度为115°C~ 125°C，所述乳化的时间为85min~llOmin。
[0022] 优选的，所述乳化后还包括：在乳化后的乳液中加入水，使乳液降温至35°C~ 45。。。
[0023] 本申请提供了一种膜转移机内涂布专用显色剂，包括：38wt%~43wt%的芳 烷基取代水杨酸锌树脂，〇. 5wt%~5wt%的硬脂酸锌，I. 5wt%~2wt%的聚乙稀醇， 0. 05wt%~Iwt%的吐温，0. 05wt%~Iwt%的司盘，0~0. 5wt%的聚苯乙稀马来酸酐树脂 以及余量的水。本申请采用显色速度较快的芳烷基水杨酸新锌树脂作为显色剂的主要成 分，并配以提高显色剂的耐温性又改善显色剂涂布性能的硬脂酸锌，还采用司盘、吐温、聚 苯乙烯马来酸酐树脂作为复合乳化剂，在上述组分的协同作用下使膜转移机内涂布专用显 色剂具有较好的显色性能，尤其具有较好的低温显色性能。
【具体实施方式】
[0024] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是 应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的 限制。
[0025] 本发明实施例公开了一种膜转移机内涂布专用显色剂，其由以下组分制备得到：
[0026]
[0027] 本申请通过调整显色剂的配方，加入了一种提高显色剂涂布性能的润滑硬脂酸 锌，其不但改善了显色剂的涂布性能也提升了耐温性，并且芳烷基取代水杨酸锌树脂锌含 量得到了优化，与硬脂酸锌复配，得到了符合条件的膜转移机内涂布专用显色剂。
[0028] 水杨酸是一种合成染料、香料的重要原料，水杨酸和不同链长的烷基结合，可以得 到不同的烷基水杨酸。本申请选用锌含量优化的芳烷基取代水杨酸锌树脂作为显色剂的组 分，其使显色剂的显色速度相对较快。本申请所述芳烷基取代水杨酸锌树脂按照本领域技 术人员熟知的方式合成即可，本申请对此没有特别的限制。本申请所述芳烷基取代水杨酸 锌树脂的含量为38wt%~43wt%，优选为40wt%~42wt%。
[0029] 硬脂酸锌的中文别名为十八酸锌，其是一种白色粉末，作为助剂应用广泛，主要可 作为热稳定剂、润滑剂、润滑脂、促进剂等。本申请硬脂酸锌在显色剂中可以提高显色剂 涂布性能，关键是其与其他组分复配之后不但改善了显色剂的涂布性能，还提升了显色剂 的耐温性。本申请所述硬脂酸锌的含量为0. 5wt%~5wt%，在一些实施例中，所述硬脂 酸锌的含量优选为I.Owt%~3. 5wt%，在一些实施例中，所述硬脂酸锌的含量更优选为 2.Owt% ~3.Owt%。
[0030] 本申请所述聚乙烯醇、吐温、司盘与聚苯乙烯马来酸酐树脂作为表面活性剂、复合 乳化剂，与上述两种组分复配，使显色剂具有较好的显色性能。
[0031]本申请所述聚乙稀醇的含量为I. 5wt%~2.Owt%，在一些实施例中，所述聚乙稀 醇的含量优选为I. 6wt%~I. 9wt%。本申请所述吐温可选自吐温20、吐温40、吐温60和 吐温80中的一种或多种，优选为吐温20,所述吐温的含量为0. 05wt%~Iwt%，在一些实施 例中，所述吐温的含量优选为〇.lwt%~0. 3wt%。本申请所述司盘选自司盘20、司盘40、 司盘60和司盘80中的一种或多种，优选为司盘40。本申请所述司盘的含量为0. 05wt%~ lwt%，在一些实施例中，所述司盘的含量优选为0.lwt%~0. 5wt%。本申请所述聚苯乙稀 马来酸酐树脂的含量为〇~〇. 5wt%，在一些实施例中，所述聚苯乙烯马来酸酐树脂的含量 优选为0. 05~0. 2wt%。本申请所述聚乙烯醇、吐温、司盘与聚苯乙烯马来酸酐树脂均为现 有已知的产品，本申请对其来源没有特别的限制。
[0032] 本申请还提供了所述膜转移机内涂布专用显色剂的制备方法，包括以下步骤：
[0033] 将水、聚乙烯醇、吐温、司盘与聚苯乙烯马来酸酐树脂混合后升温，得到混合物；
[0034] 将所述混合物、芳烷基取代水杨酸锌与硬脂酸锌混合，升温后乳化，得到膜转移机 内涂布专用显色剂。
[0035] 在上述制备膜转移机内涂布专用显色剂的过程中，在第一步骤得到混合物的过程 中，所述升温的温度优选为60~70°C，该温度能将所加入的原料溶解于水中。
[0036] 然后再将芳烷基取代水杨酸锌、硬脂酸锌加入至所述混合物中，并升温乳化，而得 到显色剂。所述升温的温度优选为115~125°C，所述乳化的时间优选为85~llOmin。所 述乳化使物料由油包水转变为水包油，此过程中有水蒸发，因此需要补加水，使乳液降温至 35 ~45°C。
[0037] 本申请提供了一种膜转移