水性油墨連接料的合成及應(yīng)用研究

王旭　宋助鋼

摘 要：隨著科技的不斷發(fā)展，水性油墨作為安全環(huán)保的新型油墨在包裝印刷行業(yè)應(yīng)用極為廣泛。水性油墨是以水稀釋型樹脂和水分散乳液型等連接料作為原料而加工制得的，水性油墨由于是以水作為溶解的載體，使其具有安全、環(huán)保且揮發(fā)性有機氣體非常少等特點，使得水性油墨具有良好的實用價值和廣闊的應(yīng)用前景。水性油墨連接料是制得水性油墨的主劑，對于油墨的黏度、干燥性及印刷性能等起到重要的影響作用。因此，連接料在油墨的制備過程中是十分重要的，水性油墨連接料的合成和應(yīng)用關(guān)系著水性油墨性能的改良，從而影響著水性油墨的質(zhì)量性能和應(yīng)用范圍。本文通過介紹水性油墨連接料的合成和開發(fā)進展來分析水性油墨連接料的應(yīng)用前景和發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：水性油墨；連接料合成；應(yīng)用分析

0 引言

隨著社會經(jīng)濟和科技的不斷發(fā)展，“環(huán)保、綠色、清潔”等發(fā)展理念越來越受到人們的廣泛關(guān)注和社會各界的大力提倡，油墨作為印刷行業(yè)的必需品，其發(fā)展與印刷行業(yè)的快速發(fā)展有著直接的關(guān)系。隨著經(jīng)濟水平和人們生活水平的不斷提高，市場對于印刷品的需求量不斷擴大，那么市場對于油墨的需求量也會隨之增加。在“環(huán)保、綠色、清潔”等發(fā)展理念的不斷倡導和深入下，環(huán)保安全型油墨的發(fā)展將會受到廣泛的關(guān)注和專業(yè)人員的深入研究，水性油墨作為安全環(huán)保的新型油墨將會受到人們的廣泛研究和開發(fā)。

1 水性油墨連接料

1.1 水性油墨連接料的簡介

水性油墨主要有主劑和助劑兩大部分組成，其中主劑又分為水性連接料和顏料，助劑又包括消泡劑、分散劑、干燥性調(diào)整劑、色調(diào)調(diào)整劑及流動性能調(diào)整劑等等。在水性油墨的制備過程中水性連接料是作為主要的連接相原料在和分散相的色漿混合，然后加入助劑調(diào)試，從而制成水性油墨產(chǎn)品。因此，在油墨的制備過程中連接料起到了關(guān)鍵的作用，就好比人體的心臟，在保證油墨良好的黏度、干燥性及印刷等性能方面具有重要的作用。

1.2 水性油墨連接料的開發(fā)進展

由于水性連接料在水性油墨制備過程中和油墨性能方面所起到的重要作用，使得人們在水性油墨的研發(fā)中對連接料的研究最多。水性油墨連接料主要有水稀釋型和水分散型兩種，在不斷的開發(fā)和研究過程中水性油墨可細分為：堿溶型、水溶型和乳液型。首先，堿溶型油墨主要是由于使用的高分子樹脂含有親水性的羥基、羧基等能與堿性物質(zhì)如氨或者胺類物質(zhì)反應(yīng)的基團，在水性油墨印刷到承印物上后，經(jīng)過干燥的過程，其生成的胺類物質(zhì)會揮發(fā)，而使得留在承印物的油墨達到耐水的性能。第二，水溶型油墨的連接料是水溶性的樹脂，如聚丙烯酸水溶性樹脂、富馬酸改性松香水性樹脂等。第三，乳液型的水性油墨主要是利用在水中可以擴散和分散的不溶性連接料制備，通常這類連接料含有乙烯或丁苯類的聚合物，如利用丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸共同通過預(yù)乳化加工來制得乳液型的連接料等。

2 水性油墨連接料的合成

2.1 水稀釋型連接料的合成

水稀釋型連接料主要是具有水溶性的樹脂，如改性松香水溶性樹脂、水溶性丙烯酸樹脂、紫膠等。其中，改性松香水溶性樹脂可以通過利用富馬酸和季戊四醇對天然的松香進行改性來制備溶解性能優(yōu)良且具有較高軟化溫度的水性連接料，同時還可以利用丙烯酸對天然的松香進行改性，然后與聚乙烯醇縮丁醛共聚來制得粘結(jié)性能優(yōu)良且水溶性好的水性連接料。例如，水性聚氨酯水溶液的合成制備，主要是通過多元醇和異氰酸酯先合成預(yù)聚物，再根據(jù)引入親水性基團的比例可以制得水稀釋型的聚氨酯水溶液的連接料。又如，丙烯酸水溶性樹脂的制備需要有帶氨基或羧基的乙烯類共聚單體，然后利用有機酸對預(yù)聚體進行中和反應(yīng)來達到合成的丙烯酸側(cè)鏈待有陰離子或者陽離子，此外還可以在制備的過程中加入一定的親水性助劑來增加丙烯酸樹脂的水溶性，從而來合成良好性能的水稀釋型油墨連接料。

2.2 水分散型連接料的合成

水分散型連接料主要是乳液型水溶性樹脂，通過在松香與馬來酸酐反應(yīng)的體系中加入聚酰胺來得到的產(chǎn)物用于乳液丙烯酸樹脂的改性，然后再加入少量的丙醇來制得水分散型的連接料用于改善水性油墨的耐水性和印刷適應(yīng)性。此外，可以利用丙烯酸樹脂和水性聚氨酯采用乳液聚合的方法來制備聚氨酯-聚丙烯酸酯復合乳液型分散連接料。例如，水性聚氨酯的乳化制備法，在制備水性聚氨酯時通過引入親水性的擴鏈劑即帶有親水基團的擴鏈劑來增加由低聚物多元醇和異氰酸酯合成的聚氨酯的親水性能，從而利用擴鏈劑上親水基團的親水性能來進行聚氨酯的乳化反應(yīng)，即通常所說的自乳化作用，進而合成乳液型的水性聚氨酯連接料，并且可以通過在合成聚氨酯的過程中調(diào)節(jié)親水基團和疏水基團的加入比例來制備水溶性的聚氨酯或者是水分散型的聚氨酯。另外，在聚氨酯的制備過程中親水基團的引入主要是采用單體擴鏈法。在聚氨酯的制備中首先是合成聚氨酯的預(yù)聚體，然后根據(jù)不同的擴鏈方法進行親水基團的加入，通常有丙酮法、熔融分散法、異氰酸酯封端法及預(yù)聚物分散法等等。

3 水性油墨連接料的應(yīng)用分析

3.1 水性油墨連接料的應(yīng)用發(fā)展趨勢

在水性油墨中常用的連接料丙烯酸樹脂、聚酰胺樹脂、水性聚氨酯等都受到了人們的廣泛研究和開發(fā)。其中，水性聚氨酯由于其具有可裁剪性的特點在水性油墨的制備和性能改良方面應(yīng)用較多，通過改性技術(shù)和工藝，可以對水性油墨的結(jié)構(gòu)和組成進行有效的控制，從而使得水性油墨涂膜的強度、耐磨性、耐溫變性能等都有較大程度的提高。目前，環(huán)保型的水性油墨主要應(yīng)用于柔性版和凹版印刷，這些印刷方式的產(chǎn)品主要集中在食品包裝、兒童玩具包裝等方面。因此，水性油墨連接料的開發(fā)和應(yīng)用研究對于水性油墨的發(fā)展發(fā)揮著重要的作用，是安全環(huán)保型水性油墨行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

3.2 水性油墨連接料的應(yīng)用實例分析

目前，在水性油墨連接料中應(yīng)用比較多的是水性聚氨酯。由于聚氨酯是含有氨基的甲酸酯聚合物，還含有一些脲鍵、醚鍵等，由多元醇的聚合軟段和異氰酸酯及親水性擴鏈劑的硬段組成，在整個聚氨酯的分子鏈中由于軟段和硬段的分子結(jié)構(gòu)和組成的差異，使得兩段的熱力學性能差異很大，這就使得在整個大分子的內(nèi)部形成微相區(qū)，使聚氨酯的耐磨性、耐溶劑性能等非常的優(yōu)異。水性聚氨酯作為油墨連接料，它既有溶于水的聚氨酯種類，又有可以在水中分散形成乳膠型的連接劑，在整個分子中不含甲苯、丁酮等有毒有害的物質(zhì)，適應(yīng)于現(xiàn)代“綠色、環(huán)保、安全”的發(fā)展理念，在油墨的連接料中既可以作為水稀釋型連接料，又可以作為水分散型連接料。

4 結(jié)語

隨著社會“清潔、環(huán)保、綠色”發(fā)展理念的不斷提倡和深入，水性油墨作為安全、環(huán)保的新型油墨產(chǎn)品將具有巨大的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景。水性油墨連接料在水性油墨的制備過程中起到非常關(guān)鍵的作用，連接料的好壞直接關(guān)系到制備的油墨產(chǎn)品的黏度、干燥性及印刷性能的好壞，進而影響著水性油墨的質(zhì)量性能和應(yīng)用范圍。水性油墨連接料的研究和開發(fā)是水性油墨研發(fā)的熱門課題，水性油墨連接料的環(huán)保性、安全性的研究和開發(fā)是適應(yīng)社會“綠色、環(huán)?！卑l(fā)展理念的必然趨勢。水性油墨連接料按照水稀釋型和水分散型的類別來進行合成和其應(yīng)用研究是水性油墨性能改善和提高的關(guān)鍵，通過分析連接料的合成和應(yīng)用研究來達到水性油墨應(yīng)用范圍的擴大和應(yīng)用領(lǐng)域的多樣化，進而實現(xiàn)水性油墨行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡介：

姓名：王旭（1989- ），性別：男，籍貫：天津，民族：漢族，學歷：本科，畢業(yè)于天津工業(yè)大學，現(xiàn)有職稱：助理工程師，研究方向：油墨連接料。