有關(guān)醇酯溶聚氨酯連接料對(duì)凹版里印印刷油墨性能影響的研究

汪澤宇

摘 要：簡(jiǎn)述了凹版里印油墨中所使用的聚氨酯連接料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、各種聚氨酯連接料合成所用原材料對(duì)油墨應(yīng)用性能的影響及改變合成配方對(duì)油墨應(yīng)用性能的影響。

關(guān)鍵詞：聚氨酯;油墨;凹版里印

油墨中的聚氨酯連接料被稱為油墨的心臟，其重要性不言而喻。目前市面上聚氨酯連接料種類繁多，主體結(jié)構(gòu)和存在的官能團(tuán)也各有不同，應(yīng)用于油墨中所展現(xiàn)的性能差異較大，本文所研究的即是改變聚氨酯連接料的結(jié)構(gòu)對(duì)油墨性能的具體影響。

1 聚氨酯連接料合成原材料

聚酯多元醇、聚醚多元醇、IPDI、TDI、MDI、HMDI、

二正丁胺、乙二胺、二甘醇。

2 聚氨酯連接料分子結(jié)構(gòu)對(duì)油墨應(yīng)用性能的影響

2.1 聚氨酯連接料分子結(jié)構(gòu)對(duì)油墨在基材上的附著力的影響

本文通過(guò)幾種方式調(diào)整分子結(jié)構(gòu)，用于油墨中，有效提升了其在OPP膜上的附著力。

方法一：降低聚氨酯分子質(zhì)量，用4000分子質(zhì)量和2000分子質(zhì)量的聚酯多元醇拼混合成預(yù)聚體，擴(kuò)鏈封端后的聚氨酯連接料中含有部分較小分子質(zhì)量的分子，應(yīng)用于油墨中，可增加油墨對(duì)印刷薄膜的潤(rùn)濕作用，從而提升附著力。

方法二：用低極性的十八胺合成鏈狀小分子，添加到常規(guī)聚氨酯連接料產(chǎn)品中，控制兩者互溶性，保證產(chǎn)品透明清澈，可有效提升其用于油墨中在OPP膜上的附著力。

方法三：用聚酯多元醇和聚醚多元醇拼混合成聚氨酯連接料。由于醚鍵極性較低，可有效降低聚氨酯連接料產(chǎn)品的整體極性，從而提升其用于油墨中在OPP膜上的附著力。

2.2 聚氨酯連接料分子結(jié)構(gòu)對(duì)油墨咬色現(xiàn)象的影響

筆者在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，在保證前色墨徹干，后色墨中溶劑比相同的情況下進(jìn)行疊色，添加不同種類聚氨酯連接料會(huì)出現(xiàn)不同程度的咬色現(xiàn)象。由此判斷，后色墨中聚氨酯連接料的分子結(jié)構(gòu)與咬色有直接關(guān)系。對(duì)聚氨酯預(yù)聚體中R值做梯度合成試驗(yàn)，保證聚氨酯連接料整體軟硬段比例相同，得到的最終產(chǎn)品用于油墨中，同等封端比例下，R值高于1.7后的聚氨酯連接料用于后色油墨中，開(kāi)始出現(xiàn)咬色現(xiàn)象，且隨R值增大，咬色現(xiàn)象逐步加重。由于當(dāng)R≤1.7，封端10%的條件下，聚氨酯連接料粘度無(wú)法滿足所有客戶需求，因此，本人固定R值，封端不同比例，相同R值條件下，封端比例越高，聚氨酯分子質(zhì)量越大，咬色現(xiàn)象也越嚴(yán)重。

2.3 聚氨酯連接料分子結(jié)構(gòu)對(duì)油墨轉(zhuǎn)移的影響

由于凹版印刷機(jī)理所致，凹版印刷的色彩飽滿度，很大程度決定于油墨是否能順利的流入版輥的網(wǎng)眼中，而影響油墨流動(dòng)性的主要因素就是聚氨酯連接料的結(jié)構(gòu)及粘度。通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，用軟段含量偏高，分子量偏小的聚氨酯連接料所配油墨具有更好的印刷色彩飽滿度。具體試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

考慮到凹版里印印刷油墨多數(shù)情況需要配套復(fù)合工藝，筆者將印刷樣品復(fù)合CPP薄膜，在拉力機(jī)上測(cè)試復(fù)合強(qiáng)度，數(shù)據(jù)顯示強(qiáng)度大小隨軟段占比上升而下降。

3 聚氨酯連接料中各類原材料對(duì)油墨應(yīng)用性能的影響

3.1 聚酯類與據(jù)醚類多元醇對(duì)油墨應(yīng)用性能的影響

多元醇為聚氨酯連接料的軟段構(gòu)成，是聚氨酯連接料在油墨中的應(yīng)用性能的主要影響因素之一。選用不同分子量聚酯型、聚醚型多元醇合成聚氨酯連接料，測(cè)試其應(yīng)用性能。相同分子量的情況下，聚酯類多元醇分子鏈中含有眾多酯鍵基團(tuán)，相比于聚醚類多元醇，由于酯鍵基團(tuán)具有一定極性，它更易約束軟段分子鏈的運(yùn)動(dòng)，使其分子鏈的柔韌性降低。因此，相同分子量多元醇采用相同配方合成的連接料，聚酯類的拉升強(qiáng)度要明顯高于聚醚類。隨著多元醇分子量上升，聚酯類與聚醚類多元醇所合成的聚氨酯連接料機(jī)械性亦有不同的變化趨勢(shì)。此外，隨著多元醇分子量的增大，連接料硬段的結(jié)晶程度隨之降低，從而降低連接料的力學(xué)性能。根據(jù)上述連接料自身特點(diǎn)，反應(yīng)在油墨中的性能亦有差異。①結(jié)晶程度降低，拉伸強(qiáng)度降低，拉伸率增加，抗反粘減弱;②結(jié)晶程度增加，光澤度、溶解性降低

3.2 連接料中硬段對(duì)油墨應(yīng)用性能的影響

選用BDO、MPD、NDG為擴(kuò)鏈劑驗(yàn)證性能，擴(kuò)鏈劑結(jié)構(gòu)中含有側(cè)基，減弱大分子間的作用力和結(jié)晶性，所得聚氨酯透明性好，易反粘。NDG透明性最好，BDO抗反粘最好（對(duì)稱結(jié)構(gòu)，溶解性最差），NDG支鏈較多，剝離強(qiáng)度較小，抗反粘差，MPD綜合性能最佳。

4 結(jié)語(yǔ)

聚氨酯連接料對(duì)油墨性能的影響多樣且復(fù)雜。本文中各項(xiàng)試驗(yàn)均為控制單一變量所得結(jié)果，但油墨中各項(xiàng)性能對(duì)應(yīng)的影響因素較多，固本文中各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

參考文獻(xiàn)：

[1]牛倩倩.綠色印刷水性凹印油墨及其性能研究[D].西安：西安理工大學(xué)，2017.

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