2.1改性松香水性樹(shù)脂

    在我國(guó),大部分水性油墨所用樹(shù)脂為馬來(lái)松香脂,約占總用量的70%,這類樹(shù)脂具有價(jià)格便宜、制作工藝簡(jiǎn)單、油墨光澤度高等優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是制造的油墨印后抗水性差、印刷過(guò)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(xué)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(shù)脂。

    馮練享等利用丙烯酸對(duì)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(shù)脂

    現(xiàn)在高檔水墨基本上都用水溶性丙烯酸改性樹(shù)脂作水性油墨的連結(jié)料,水性丙烯酸樹(shù)脂經(jīng)過(guò)幾年的研究,改性方面已經(jīng)有很大的進(jìn)展,用磺化聚酯樹(shù)脂和水溶性丙烯酸樹(shù)脂組成的獨(dú)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(shù)脂不僅能達(dá)到相同的增塑效果,還不會(huì)破壞油墨的性能,印刷后也不會(huì)發(fā)生分子遷移,制造出來(lái)的油墨環(huán)保性能更好;用水性丙烯酸樹(shù)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(shí)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(zhǎng)油基醇酸樹(shù)脂制成混合樹(shù)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(fù)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(shù)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(yù)聚體與丙烯酸酯類共聚,制得的水性樹(shù)脂兼具有酮醛樹(shù)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(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)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(diǎn),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(shù)脂。

    2.3乳液型連結(jié)料

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

    蔡棟宇〔等綜合了水性聚氨酯的優(yōu)點(diǎn)和丙烯酸樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn),采用乳液聚合方法制備的聚氨酯2聚丙烯酸酯(PUA)復(fù)合乳液,獲得了有良好的耐水性能、對(duì)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(lè)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(guò)自由基聚合得到丙烯酸共聚乳液,再與改性的松香樹(shù)脂液配伍成復(fù)合樹(shù)脂,制成的水性油墨存放一年無(wú)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(chǎng)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(jìn),從水基連結(jié)料的組成及制備方面的改進(jìn),如納米技術(shù)的引進(jìn),以及不同樹(shù)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(duì)油墨的性能起著決定性的作用。在選擇連結(jié)料樹(shù)脂時(shí)需要考慮到樹(shù)脂的實(shí)用性、性能以及市場(chǎng)價(jià)格等方面,從而在提高油墨性能的同時(shí),降低水性油墨的價(jià)格,得到更多的市場(chǎng)。

    在歐洲和美國(guó),水性油墨在市場(chǎng)所占的份額已達(dá)到95%。我國(guó)目前水性油墨的年產(chǎn)量大約為10萬(wàn)t,今后這一數(shù)字還將大幅增長(zhǎng)。目前我國(guó)水墨市場(chǎng)的特點(diǎn)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(biāo)、食品包裝等,進(jìn)口和國(guó)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(jìn)口。對(duì)現(xiàn)今使用的水性樹(shù)脂的研究表明,大多數(shù)水稀釋型樹(shù)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(guò)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(duì)印刷無(wú)疑是十分不利的,在油墨中加入助溶劑可以解決這一問(wèn)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(guò)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(lái)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(jìn)展。

    無(wú)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(fù)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(méi)有解決的問(wèn)題,而且在油墨性能上也需要提高以適應(yīng)更多印刷場(chǎng)合。

    4展望

    水性油墨發(fā)展面臨的主要問(wèn)題是樹(shù)脂的適用性,基礎(chǔ)連接料和高性能樹(shù)脂體系的開(kāi)發(fā)。采用兩種或多種樹(shù)脂合成,綜合每種連接料的優(yōu)點(diǎn),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(fù)合乳液技術(shù)開(kāi)發(fā)性能優(yōu)異的樹(shù)脂,這是水基連結(jié)料未來(lái)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(jìn)的性能在于:

    (1)開(kāi)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(wú)須再檢測(cè)和調(diào)整pH值。

    (2)改進(jìn)樹(shù)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(jìn)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(yùn)行更長(zhǎng)的時(shí)間,最大程度地減少乃至消除糊版等印刷故障。

    (3)樹(shù)脂的水性化程度更高,以及更多樹(shù)脂被用來(lái)做水性樹(shù)脂得到水基連結(jié)料,繼續(xù)改進(jìn)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(shù)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(shù)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(shí)間更長(zhǎng),以及突破印刷場(chǎng)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(jìn)一步降低揮發(fā)性有機(jī)化合物含量,適應(yīng)環(huán)保要求日益提高的發(fā)展趨勢(shì)。

    隨著現(xiàn)代高分子材料科學(xué)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(duì)樹(shù)脂結(jié)構(gòu)進(jìn)行改性以及與其他材料復(fù)合來(lái)獲得綜合性能優(yōu)良的水性油墨連結(jié)料。