摘要:首先介紹了水性油墨連結(jié)料的分類(lèi)和特點(diǎn),然后闡述了水性油墨連結(jié)料的研究進(jìn)展,即改性松香水性樹(shù)脂、改性丙烯酸水性樹(shù)脂和乳液型連接料的研究情況,并討論了水性油墨連結(jié)料的應(yīng)用狀況,最后對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

    關(guān)鍵詞:水性油墨;水性連結(jié)料;松香樹(shù)脂;丙烯酸樹(shù)脂

    水性油墨簡(jiǎn)稱(chēng)為水基墨,由水溶性或水分散性高分子樹(shù)脂為連結(jié)料、有機(jī)顏料、溶劑水和相關(guān)助劑組成。水性油墨與油性油墨主要區(qū)別在于,溶劑型油墨以有機(jī)溶劑為溶劑,而水性油墨以水(45%～50%)為溶劑,因此水性油墨以VOC含量極低、毒性小及不易燃等優(yōu)點(diǎn)而受到更大的青睞,作為“綠色印刷”材料在軟包裝和食品包裝印刷行業(yè)迅速發(fā)展。連結(jié)料在水性油墨中起著至關(guān)重要的作用,它是油墨制造中研磨色粉的基料、主要的流動(dòng)相和油墨干燥后的成膜物質(zhì),直接決定著油墨的使用性能和印刷效果,如粘度、附著力、光澤度和干燥性。連結(jié)料的技術(shù)創(chuàng)新決定著油墨的技術(shù)革新,水性油墨在不斷的發(fā)展過(guò)程中,性能不斷提高,并發(fā)展成為功能多樣性及印刷適性不斷提高的油墨種類(lèi)。

    最早使用的水性油墨是用一種溶于乙醇和堿性水溶液的天然樹(shù)脂蟲(chóng)膠作為連接料,隨著合成技術(shù)的發(fā)展,松香、馬來(lái)酸改性樹(shù)脂逐漸取代了酪素、蟲(chóng)膠等天然樹(shù)脂,成為水性油墨的連結(jié)料,這類(lèi)改性樹(shù)脂使水性油墨的印刷適性大幅度提高,應(yīng)用擴(kuò)大到牛皮紙、瓦楞紙的柔版印刷,但是在光澤度、抗水性和穩(wěn)定性上依舊存在較多問(wèn)題,這是第一代水性油墨。

    第二代水性油墨是以溶液型苯乙烯2丙烯酸共聚物樹(shù)脂為連結(jié)料,此時(shí)研發(fā)出來(lái)的水性油墨在存放穩(wěn)定性以及抗水性上有顯著的提高,但是在光澤度和印刷適性上與溶劑型油墨仍然有差距。油墨研發(fā)人員在第二代水性油墨的基礎(chǔ)上,引進(jìn)丙烯酸單體與苯乙烯聚合,研制出了一種具有核殼結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物乳液樹(shù)脂,該系列樹(shù)脂大大改善了油墨的光澤度和干燥性,拓寬了水性油墨的應(yīng)用范圍。

    本文主要綜述了水性連結(jié)料的分類(lèi)和特點(diǎn),研究進(jìn)展及應(yīng)用狀況,同時(shí)對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

    1水性油墨連結(jié)料的分類(lèi)和特點(diǎn)

    水基連結(jié)料又稱(chēng)為水性樹(shù)脂,與溶劑型樹(shù)脂相比,水性樹(shù)脂具有低毒、不易燃、不含任何有機(jī)溶劑、無(wú)污染等特點(diǎn),被稱(chēng)為21世紀(jì)綠色樹(shù)脂。水性樹(shù)脂是一種含有親水基團(tuán)的高分子材料,在水作為溶劑時(shí),可以溶解或溶脹形成溶液或者膠體乳液。因此通常按照它們?cè)谒行纬蔂顟B(tài)不同而分為3類(lèi):水溶性樹(shù)脂、水溶膠樹(shù)脂和水分散性樹(shù)脂。

    水溶性連結(jié)料類(lèi)樹(shù)脂可以與水永久溶解而形成溶液狀態(tài),配制的油墨無(wú)法使用在接觸水的環(huán)境,而在使用上受到限制,無(wú)法滿(mǎn)足印刷的需要。水溶性樹(shù)脂一般不作為水性油墨的主要原料,它的用途主要是調(diào)節(jié)油墨的粘度和流動(dòng)性、穩(wěn)定分散效果、賦予顏料分散效果和油墨墨膜形狀及顏料固著等性能。

    水溶膠類(lèi)樹(shù)脂分子結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)或多個(gè)親水基團(tuán),可以形成有機(jī)鹽類(lèi),從而與水有很好的溶解性,所以被稱(chēng)為水稀釋性連結(jié)料。由于目前在親水基團(tuán)方面的改性主要是用低分子量的胺來(lái)完成,因此也被稱(chēng)為堿溶性樹(shù)脂,即酸性樹(shù)脂的堿溶液,可以被水或胺和水的溶液溶解,該類(lèi)樹(shù)脂有在印刷干燥后成膜快等優(yōu)點(diǎn)。用于該類(lèi)樹(shù)脂的有蟲(chóng)膠、馬來(lái)酸樹(shù)脂、氨基甲酸乙酯樹(shù)脂、水性氨基樹(shù)脂、水溶性丙烯酸樹(shù)脂等。
 
    水分散性連結(jié)料是懸浮在水中的細(xì)小顆粒樹(shù)脂,也稱(chēng)作乳膠,因此也稱(chēng)該類(lèi)連結(jié)料為乳液性連結(jié)料。乳液性連結(jié)料水稀釋性快,干燥速度快,墨膜的抗水性能好,形成的乳膠可以固體含量很高而粘度很低,可以產(chǎn)生高質(zhì)量的薄膜涂層。但是乳膠油墨印刷困難,復(fù)溶性差(乳膠凝結(jié)后變成不溶性物質(zhì)),難于清洗。

    水性連結(jié)料的缺點(diǎn)是隨著存放時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)出現(xiàn)水溶性差、光澤減小的弊病。為了更好的體現(xiàn)3種連結(jié)料在性能方面的比較,表1列出了3種連結(jié)料不同性能參數(shù)。

    2水基連結(jié)料的研究進(jìn)展

    隨著現(xiàn)代高分子理論的發(fā)展,高分子表面活性劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系也越來(lái)越清楚。從理論上講,幾乎所有可用于傳統(tǒng)油基油墨的樹(shù)脂如聚酯、酚醛、脲醛、醇酸、環(huán)氧、聚酰胺及聚氨酯等通過(guò)分子間的接枝共聚均可制成水溶性樹(shù)脂。當(dāng)然,實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)一方面需要有高超的合成技術(shù),另一方面對(duì)油墨中顏料與樹(shù)脂的關(guān)系及樹(shù)脂與承印物材料的關(guān)系要有清楚的認(rèn)識(shí)。目前,用于水性油墨的成膜物有水性醇酸樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂等。目前,水性油墨連結(jié)料用的較多的是馬來(lái)松香脂、聚丙烯酸樹(shù)脂及改性丙烯酸乳液。