環(huán)保型丙烯酸酯類醇溶油墨樹脂制備方法的研究

賀 媛，陸明蓮，羅海英

（西北民族大學(xué)，甘肅蘭州 730000）

環(huán)保型丙烯酸酯類醇溶油墨樹脂制備方法的研究

賀 媛，陸明蓮，羅海英

（西北民族大學(xué)，甘肅蘭州 730000）

以甲基丙烯酸甲酯作為硬單體，乙酸乙烯酯和丙烯酸丁酯作為軟單體，丙烯酸作為功能單體，偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，乙醇和乙酸乙酯作為混合溶劑進(jìn)行溶液聚合，制備了丙烯酸酯類環(huán)保型醇溶油墨樹脂。研究了其中主要單體的含量以及溶劑的組成對(duì)油墨樹脂性質(zhì)的影響。結(jié)果表明，當(dāng)甲基丙烯酸甲酯含量為11%，乙酸乙烯酯含量為13%，丙烯酸丁酯含量為20%，丙烯酸含量為2.5%，丙烯酸羥丙酯含量為3%，引發(fā)劑濃度為0.5%，乙酸乙酯含量為25%，乙醇含量為25%，反應(yīng)溫度為75℃時(shí)可以通過共聚反應(yīng)得到了性能良好的醇溶性油墨樹脂，使用這種樹脂制備的油墨具有良好的醇溶性，附著牢度、著色力、復(fù)合強(qiáng)度以及適宜的粘度具有較好的應(yīng)用性。

環(huán)保；共聚；丙烯酸酯；油墨

伴隨著印刷行業(yè)的發(fā)展以及對(duì)于環(huán)保性要求的日漸提高，性能優(yōu)良、環(huán)保型好的醇溶性丙烯酸酯類油墨已成為當(dāng)前油墨行業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì)［1］。丙烯酸酯類樹脂是一種共聚物，通過選擇合適的單體，可以得到綜合性能優(yōu)良并且可調(diào)控性強(qiáng)的油墨樹脂，能較好地滿足目前印刷行業(yè)對(duì)于油墨的要求［2］。醇溶油墨使用乙醇作為溶劑，環(huán)保性好，乙醇與塑料表面的潤(rùn)濕性較好，乙醇揮發(fā)性也好于水［3］。此外，醇溶油墨印刷工藝與苯溶油墨類似，可以在現(xiàn)有的任何設(shè)備上使用，因此醇溶油墨是最適合代替苯溶油墨進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品［4］，兼具良好的使用性能和環(huán)保性能。本研究采用多組分溶液共聚的方法制備了一種性能優(yōu)良、環(huán)保無毒的油墨用樹脂。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原料

甲基丙烯酸甲酯（MMA，AR），上海永正化工有限公司；乙酸乙烯酯（VAc，AR），上海山浦化工有限公司；丙烯酸（AA，AR），上海山浦化工有限公司；丙烯酸羥丙酯（HPA，AR），上海建信化工有限公司；丙烯酸丁酯（MA，AR），上海試劑一廠，上海山浦化工有限公司；乙醇（EtOH，AR），西安三浦化學(xué)試劑；乙酸乙酯，（EAC，AR），煙臺(tái)市雙雙化工有限公司；偶氮二異丁腈（AIBN，CP），天津市凱信化學(xué)工業(yè)有限公司。

1.2 油墨樹脂的制備方法

按照配方比例將全部溶劑混合為組分A，全部單體和引發(fā)劑混合為組分B。取70%的組分A和25%的組分B加入四口燒瓶中，開啟攪拌并加熱至75℃。在回流的條件下反應(yīng)40min后，用4～4.5h的時(shí)間滴加剩余組分B，滴加完畢后繼續(xù)保溫3～4h，加入剩余的組分A，混合均勻后降溫出料得到產(chǎn)品油墨樹脂。

1.3 樹脂性質(zhì)的測(cè)定

使用涂膜法測(cè)定樹脂的醇溶解率。

依據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T2793—1995測(cè)定固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)，用干物法測(cè)定轉(zhuǎn)化率。

1.4 油墨性能表征

使用1.2制備成品油墨，再依據(jù)國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T2024—2012測(cè)定所得油墨的牢度、著色度、光澤、粘度，復(fù)合強(qiáng)度、殘余有機(jī)溶劑含量等性能。

1.5 分子量的測(cè)定

采用安捷倫公司1200型號(hào)凝膠色譜，使用國(guó)標(biāo)GB/ T21863—2008測(cè)定產(chǎn)物分子量及分子量分布。

2 結(jié)果與討論

2.1 單體組成與配比對(duì)油墨樹脂性能的影響

丙烯酸酯類樹脂有很多種類，不同的單體具有不同性質(zhì)。本實(shí)驗(yàn)選用MA和VAc 為軟單體，增強(qiáng)油墨樹脂的柔性和附著牢度；MMA為硬單體，增強(qiáng)樹脂硬度和強(qiáng)度；AA和HPA為功能性單體，AA通過羧基增加樹脂的醇溶性和使用性能；HPA提高樹脂轉(zhuǎn)化率。

本文首先研究了主要單體MA，VAc，AA的含量對(duì)于樹脂及油墨性能的影響。

2.1.1 MA用量對(duì)油墨樹脂性能影響的研究

MA是一種柔順性很好的物質(zhì)，加入到共聚物中會(huì)提高樹脂的附著力和柔性。印刷用油墨對(duì)于柔性要求較高，因此在MA是對(duì)油墨性能影響較大的一種單體，也是其中含量最高的一種單體。

表1 MA用量對(duì)油墨樹脂性能的影響

由表1可以看出，MA作為配方中的主要軟單體，隨著配方中含量的增加，可以提高最終油墨產(chǎn)品的膠帶牢度、顏料的分散性、著色力和光澤性。從MA的結(jié)構(gòu)來說，主鏈碳架較長(zhǎng)，側(cè)鏈帶有酯基，因此主鏈容易旋轉(zhuǎn)，分子鏈柔性較好，加入到油墨配方中可以提高油墨的附著強(qiáng)度和著色力。但是，由于自身與乙醇的溶解性不好，用量增加會(huì)降低樹脂的醇溶性，MA的用量在20%較好。

2.1.2 VAc用量對(duì)油墨樹脂性能影響的研究

由于VAc本身具有較好的醇溶性，因此在油墨樹脂中主要起到醇溶性調(diào)節(jié)作用，也會(huì)增加體系的柔性。

Study on Preparation Method of Environmental Protection Type Acrylate Alcohol Soluble Ink Resin

He Yuan，Lu Ming-lian，Luo Hai-ying

With methyl acrylate as hard monomer，vinyl acetate and butyl acrylate as soft monomer，acrylic acid as functional monomer，two azo AIBN as initiator，ethyl acetate and ethanol as solvent mixture was prepared by solution polymerization of acrylic resin and environment-friendly alcohol soluble ink.The effect of the content of the main monomer and the composition of the solvent on the properties of ink resin was studied.The results show that when methyl methacrylate content is 11%，the content of vinyl acetate was 13%，butyl acrylate acrylic acid content is 20%，the content of 2.5%，hydroxypropyl acrylate content is 3%，the concentration of initiator is 0.5%，the content of ethyl acetate is 25%，the content of ethanol was 25%，the reaction temperature is 75 degrees centigrade by copolymerization the good performance of the alcohol soluble ink resin，the resin prepared by alcohol soluble ink with good adhesion，fastness，tinting strength，composite strength，and suitable viscosity has better application.

environmental protection；copolymerization；acrylate；ink

TQ638；TQ316.334

A

1003-6490（2016）07-0007-02

2016-07-06

甘肅省高等學(xué)?？蒲许?xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2015B-010）。

賀媛（1983—），女，甘肅蘭州人，講師，主要研究方向?yàn)榫G色環(huán)保材料。