2.1改性松香水性樹脂

    在我國,大部分水性油墨所用樹脂為馬來松香脂,約占總用量的70%,這類樹脂具有價格便宜、制作工藝簡單、油墨光澤度高等優(yōu)點,缺點是制造的油墨印后抗水性差、印刷過程不穩(wěn)定,僅能用于印刷一般紙箱,滿足不了中、高檔包裝印刷所要求的光澤和耐水性的要求。

    陳學恒等以天然松香為原料,經(jīng)富馬酸、季戊四醇改性,合成成本低、有較高軟化溫度、各種溶解性好和綜合性能優(yōu)良的富馬酸改性松香水性樹脂。

    馮練享等利用丙烯酸對松香改性,制得水溶性的改性松香增粘劑,再與聚乙烯醇縮丁醛(PVB)共聚,得到具有優(yōu)良粘結(jié)性和水溶性、適合煙用水松紙的水溶性油墨連接料。

    2.2改性丙烯酸水性樹脂

    現(xiàn)在高檔水墨基本上都用水溶性丙烯酸改性樹脂作水性油墨的連結(jié)料,水性丙烯酸樹脂經(jīng)過幾年的研究,改性方面已經(jīng)有很大的進展,用磺化聚酯樹脂和水溶性丙烯酸樹脂組成的獨特體系能夠顯著消去水性油墨由于有氨水而產(chǎn)生的氣味;用50%的聚丙烯酸樹脂不僅能達到相同的增塑效果,還不會破壞油墨的性能,印刷后也不會發(fā)生分子遷移,制造出來的油墨環(huán)保性能更好;用水性丙烯酸樹脂原料制造的水性油墨和光油能使印刷光澤增加20%～30%,同時保持干燥速度、透明度、色密度、耐熱性、抗揉搓性及耐刮擦性、耐水性、耐油脂性、耐酸性等不變,但耐摩擦性稍有降低;在丙烯酸乳液中加入一種特殊的水分散型長油基醇酸樹脂制成混合樹脂,使油墨具有良好的快干性和附著性,低VOC,耐酸、耐堿性良好,可用于制造復合紙凹印和柔印油墨、罩光油和底漆;低吸水率的水性丙烯酸樹脂主要用于制造“濕”包裝印刷油墨,例如水果和蔬菜包裝印刷,具有較好的耐摩擦性,耐干揉搓性,且墨膜不反粘。

    在丙烯酸中引入苯乙烯后,提高了成膜物的耐堿性、抗污染性、抗粉化性,高光澤度和硬度,使得配制的水性油墨印刷適性好,耐濕摩擦性、高光澤性、附著力好,適用于凹版印刷,可用于不同品種的紙張和塑料薄膜。

    陳嵐等采用酮醛預聚體與丙烯酸酯類共聚,制得的水性樹脂兼具有酮醛樹脂光澤性好、粘接性好、成膜性能優(yōu)良和成膜后的耐水性和耐候性強等優(yōu)點和水性丙烯酸酯聚合物良好的耐候性、透明性和成膜性能及較好的水溶性的優(yōu)點,得到了具有光澤性好、粘接性好、成膜性能優(yōu)良的酮醛改性丙烯酸樹脂。

    2.3乳液型連結(jié)料

    近年來乳液型連結(jié)料發(fā)展迅速,特別是復合型乳液的發(fā)展。

    蔡棟宇〔等綜合了水性聚氨酯的優(yōu)點和丙烯酸樹脂的優(yōu)點,采用乳液聚合方法制備的聚氨酯2聚丙烯酸酯(PUA)復合乳液,獲得了有良好的耐水性能、對PET薄膜和OPP薄膜都具有優(yōu)良附著牢度、良好穩(wěn)定性能等的水性油墨的連結(jié)料,制得的水性油墨應(yīng)用在塑料凹版印刷中。

    胡樂暉應(yīng)用種子聚合工藝分步聚合的方式,以甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸乙酯、多烯基不飽和單體合成出核/中間層/殼三層結(jié)構(gòu)的乳液,配制成水性油墨印刷后能得到色彩鮮艷、豐滿、遮蓋力好的印刷效果。

    崔錦峰以丙烯酸及其酯、甲基丙烯酸及其酯與其他烯烴類單體通過自由基聚合得到丙烯酸共聚乳液,再與改性的松香樹脂液配伍成復合樹脂,制成的水性油墨存放一年無變稀分層和增稠現(xiàn)象,且印刷適性良好、“身骨”好、干性快、光澤高、印膜耐磨抗水。

    現(xiàn)如今的水性油墨為了能適應(yīng)更多印刷場所的要求,而不斷有新的技術(shù)產(chǎn)生,在油墨的性能方面有極大的提高,如穩(wěn)定的pH體系、高光澤度、耐水性、耐熱性、極端環(huán)境的印刷適性等。而性能的提高主要集中在連結(jié)料方面的改進,從水基連結(jié)料的組成及制備方面的改進,如納米技術(shù)的引進,以及不同樹脂混合使用,都在一定程度上提高了水性油墨的性能。

    3水基連結(jié)料的應(yīng)用

    連結(jié)料作為水性油墨的關(guān)鍵材料,對油墨的性能起著決定性的作用。在選擇連結(jié)料樹脂時需要考慮到樹脂的實用性、性能以及市場價格等方面,從而在提高油墨性能的同時,降低水性油墨的價格,得到更多的市場。

    在歐洲和美國,水性油墨在市場所占的份額已達到95%。我國目前水性油墨的年產(chǎn)量大約為10萬t,今后這一數(shù)字還將大幅增長。目前我國水墨市場的特點是:現(xiàn)有的水墨生產(chǎn)廠以生產(chǎn)低檔水墨(用于紙袋印刷、包裝紙箱印刷、信封印刷等)居多;使用中檔水墨的煙包、酒標、食品包裝等,進口和國產(chǎn)水墨各占一半;用于塑料包裝、裝潢印刷、彩票支票等高檔水墨還主要靠進口。對現(xiàn)今使用的水性樹脂的研究表明,大多數(shù)水稀釋型樹脂粘度與含量及pH值之間的變化關(guān)系是非線性的,油墨在印刷過程中,隨著水和氨的揮發(fā),其粘度不斷變化,如果產(chǎn)生突變對印刷無疑是十分不利的,在油墨中加入助溶劑可以解決這一問題。

    但大多數(shù)的丙烯酸乳液在助溶劑中容易破乳,油墨存放過程中的穩(wěn)定性得不到保證。而許多薄膜材料的印刷,由于印刷條件的局限,必須在油墨中加入大量溶劑來調(diào)整干燥速度,因此目前的水性油墨在薄膜印刷方面難以取得突破性進展。

    無論是高檔水性油墨還是低檔水性油墨,都存在著體系pH不穩(wěn)定、復溶性差、在堿性條件、冷凍環(huán)境和高磁性環(huán)境應(yīng)用受限制等還沒有解決的問題,而且在油墨性能上也需要提高以適應(yīng)更多印刷場合。

    4展望

    水性油墨發(fā)展面臨的主要問題是樹脂的適用性,基礎(chǔ)連接料和高性能樹脂體系的開發(fā)。采用兩種或多種樹脂合成,綜合每種連接料的優(yōu)點,獲得較好的油墨性能,以及使用互穿乳液網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和核殼型復合乳液技術(shù)開發(fā)性能優(yōu)異的樹脂,這是水基連結(jié)料未來發(fā)展的方向。

    目前作為環(huán)保性能良好的水性油墨,其水性連結(jié)料改進的性能在于:

    (1)開發(fā)出能使水墨pH值穩(wěn)定的水性連結(jié)料,即在印刷中無須再檢測和調(diào)整pH值。

    (2)改進樹脂的性能使之更易于溶解,在保證印跡干燥性和成膜性的前提下,進一步提高水性油墨的再溶解性,以保證印刷系統(tǒng)在清洗前能運行更長的時間,最大程度地減少乃至消除糊版等印刷故障。

    (3)樹脂的水性化程度更高,以及更多樹脂被用來做水性樹脂得到水基連結(jié)料,繼續(xù)改進在弱吸收或非吸收性基材上的使用性能,并且使得制出的樹脂在耐堿、耐油、耐脂以及更好的耐熱和耐冷凍性方面有大的突破。

    (4)在樹脂結(jié)構(gòu)改性上使得油墨能夠應(yīng)用于高磁性和在水中不脫色時間更長,以及突破印刷場合的限制,使得水性油墨能廣泛應(yīng)用在薄膜等高檔印刷中。

    (5)進一步降低揮發(fā)性有機化合物含量,適應(yīng)環(huán)保要求日益提高的發(fā)展趨勢。

    隨著現(xiàn)代高分子材料科學理論和現(xiàn)代生物技術(shù)及材料合成技術(shù)的迅速發(fā)展,我們可以從高分子結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系著手,使用新的聚合方法技術(shù)對樹脂結(jié)構(gòu)進行改性以及與其他材料復合來獲得綜合性能優(yōu)良的水性油墨連結(jié)料。