高档水基油墨粘度影响因素的研究

" 结果与讨论
" * ! 基料树脂对水基油墨粘度的影响 ［ ］ + 有研究表明 ， 基料树脂溶液的粘度 （ ） 、 平均 ! 相对分子量 （4 ） 及固体分 （! 间 的 关 系： % 5） 6 7 8 !3 即一定温度和固体分下， 基料树脂溶液 94 % :! 5， 随着基料相对分子量的增大而升高。基料的相对分
氨水 （ ／ . @ ,） , / * 单乙醇胺 C
粘度 ／ （2 ・ ） / D % $ /
+ . ) 0 . 0 ) + ) ) ) + B ) ) ( B ) )
表" 水基油墨基础配方
成份 配成 ／ , 研磨基料 ) 乳液聚合物 / ) 水 0 ) 合计 0 ) )
! * # 实验方法 采用介质磨 （砂磨） 分散小试设备， 通过介质珠 对颜料施加作用力以及盘式叶轮的高速旋转产生离 心力而实现分散。介质磨中使用玻璃珠为研磨介 质， 其体积为分散物料体积的0 研 磨 基 料1 ) ) ,， 。 0 * /2 2玻璃珠子3 0 1 0 ! * $ 油墨性能表征方法 着色力、 光泽、 细度及粘度均参照文献 ［ ］ 中规 . 定检测； 表面张力用表面张力仪测定。
［ ］ * 水的蒸发， 但这势必将会增加额外的投资 ； 对于
的过程中影响水基油墨粘度的因素， 为获得理想的 应用粘度提供了一定的理论依据。
6 实验部分
6 = 6 原料与仪器 作分散树脂： ， 丙烯酸树脂， 酸值 P * ? , R， 8Q+ ／ ，UVQ ； ， 丙烯酸树脂， Q ! " . 0 T H & . " " P ! ? 8 8S 8 ， 酸值 ／ ， ； ， Q! * . 0 T H 8 UVQ* " " " "P ’ Q * * ! R 8S 丙烯 酸 树 脂， 酸 值 Q! ／ ， ? . R， * .0 S T H 8Q, 8 8 ； UVQ , . " " 作调稀料： ， 丙烯酸乳液， 酸值 Q P # ? Q * " . R， 8 ／ ，UV! ； & ! 0 T H ! " " " " " 8S 8 作分散剂： ， 聚氧乙烯辛基酚醚硫酸酯钠盐； A * ， 乙炔乙二醇类； ， ／ ， 聚 A ! A ’ / T W T 嵌段共聚物； A # 氧乙烯脂肪醇缩合物； ， 高色素碳黑。 W *
［ ］ ! ； 另外， 不合适的颜料 ／ 基料比也会造成 重要原因
倾向都明显影响了其分散效果， 加入的润湿分散剂， 在降低粘度和提高分散性能同时， 还应考虑对油墨 的成膜性能的影响。以上实验结果表明， 只有 . / 在质量百分比为 , 显著降低表面张力和粘 " ! @ 时， 度的同时， 获得了理想的分散性能和较好的成膜性 能。当然， 调整助剂的用量， 可能能够改进助剂的使 用性能。 ! " # 胺化剂对水基油墨粘度的影响 具有挥发性的胺化剂胺化水基油墨树脂， 在印 刷过程中， 随着胺化试剂 的 挥 发， 导致 A # 值的下 降， # 值的下降将导致水基油墨体系粘度的上升 A （见图 ） 。由图 - 可知， 使用氨水胺化 B & 树脂在 # 值为* " !以下时粘度急剧上升。 A
摘
要： 为获得高固低粘的油墨配方体系， 通过油墨的分散实验， 探讨了分散树脂和乳液及其助剂对水基油墨体系
粘度的影响规律， 润湿分散剂对水基油墨粘度的影响， 胺化剂对水基油墨粘度的影响机理。研究表明， 乳液聚合物 具有高固低粘特性， 拼混使用不同的聚合物可获得理想粘度和应用性能； 润湿分散剂能改变体系的表面张力和润 湿性能， 从而降低水基油墨体系的粘度； 拼混使用不同的胺化剂可以获得粘度稳定的水基油墨体系。 关键词： 水基油墨； 表面张力； 粘度 中图分类号： ? @* ’ ! 文献标识码： A 文章编号： （ ） * & % * ’ ! " & ! " " # " . " " ! * " ’
万方数据
. .
应用化工
第+ +卷
! " # $ % & # " ( ) ) )表面张力仪。 ’ （见表! 、 表" ） ! * " 基础配方
表! 研磨基料基础配方
) ,树 研磨基料 碳 黑 + 脂溶液 配成 ／ , + + 水 分散剂 消泡剂 合计 . . ) * / ) * / 0 )规律
固体树脂 = ／ 0 ,. / * ) . @ * ) + ) * ) + . * ) + * ) + * ) + / * ) 水 ( A * ( ( ( * ) ( + * / ( 0 * ) / @ * ) / @ * ) / ( * @ ( * ) C 0 0 ) ( * / C B * ) C @ * ) C C @ * ) @ * . C
［ ］ 子量分布必须尽可能窄 ， 因为高的相对分子量在
最终的配方中将产生较高的粘度， 低分子量聚合物 通常会产生难闻气味及 ; 另外， 考虑油 < 5 $的物质； 墨墨膜最终的使用性能如干性、 墨膜硬度和耐化学 性的要求， 基料的相对分子量应不宜太低。通常， 分
+ 的树脂用作颜料分散体具有 子量在 （ ） ("0 / :0 ) 最佳的润湿性和分散性、 光泽和可溶性。我们初步
图0 胺化树脂液粘度随固含量变化曲线
由于较低分子量的水溶性树脂在耐水性和其他 物理化学性能上的缺陷， 使其应用受到限制。为了 满足高档水基油墨的性能要求， 我们利用水性乳液 聚合物具有高分子量而其乳液的粘度不会随聚合物 分子量的增大而上升的特点， 研究比较了乳液聚合 物与碱溶性树脂的流变特性见图 . 。由图 . 可知， 与碱溶性树脂 = 丙烯酸乳液 = 0液相比， - 具有高固 低粘特性。进一步的研究表明， 乳液含量占树脂量 主要成分后粘度的变化趋于平稳。在应用粘度以 下， 乳液的粘度稳定性相对较好。因此， 拼混使用乳 液和树脂可使印前的粘度调整更有余地。
油墨制造商， 应该从配方的角度来解决这一难题。 为解决干燥问题， 一种方法是水性油墨配方的高固 体分化， 减少油墨向被印刷基材转移的量， 减少油墨 消耗量， 节约能源， 降低成本提高固含量有两种情 况： 这种情形下， 为获得好的着色 "提高树脂含量， 力， 必须加大油墨膜的厚度， 反而不利于干燥； #提 高颜料含量， 降低墨膜厚度的同时可保证较好的着 色力。但高颜料含量势必导致高的粘度， 为利于高 速印刷的进行， 必须使用高固低粘的水基油墨配方 体系。本文主要讨论了在设计水基油墨配方和工艺
图. 树脂和乳液的粘度特性比较
以上研究表明， 采取分散中等分子量树脂和高 分子量乳液拼用有利于获得低粘特性。由于选用不 同的树脂和乳液聚合物可获得不同的成膜性能， 综 合考虑， 高光、 耐磨、 高遮盖力及成膜性和耐粘连性 及粘度的平衡， 确定不同树脂和乳液相拼混的基料 配比。进一步的应用研究还表明， 较低分子量的水
选用 = 、 、 并进一步考察基料树 0 = . = +为基料树脂， 脂对水基油墨粘度的影响。 对于中等分子量的碱溶性丙烯酸树脂溶液， 在 但考虑到油墨 ? 值为@ * /左右能完全胺化并溶解， > 储存和使用中的胺化损失及其对树脂的稳定性的影 响， 实验选用氨水和单乙醇胺为胺化中和剂， 对= 、 0 按表+的配比 （总 量 为 = .和 = + 进 行 胺 化 实 验， ） 考察碱溶性树脂的溶解特性和变化规律。我们 0 ) ) 将> ， 不同固含量的碱溶性丙烯酸树 ? 值设定为A * ) 脂溶液的粘度变化规律见图0 。 固含量约在 + 由表+和图0可知， . , 以上时粘 度急剧上升， = .和 = + 的胺化过程曲线也与 = 0形 状相似， 只是由于分子量和结构的不同使曲线出现 差异。 万方数据
： ，J 4 2 + " * 0 ) " I 7E ; 2 9C 1 4 D 41 2 0 4 KE ; 1 E; : JE :1 E E 1 2 7; 2 ;9 : 3 2 K 9 3 : J5 2 9 > : 9 2 E 7 L6 : D 0 < 3 19 9 E 4 0= C 8 G2 G ， ， M E < K 6 K 2 9 4 D 9 2 7 1 9 > : 7 K < > E 4 K E : 1 9 9 4 9 9 E ; 4 4 6 6 4 > E 9 : 6 K 2 9 4 D 9 2 7 D 4 9 2 7J 4 E E 2 7 2 9 4 D 9 1 7 E4 0 < 3 9 2 : 7 G: C 8J C 8 8K C 1 7 K 2 E 9 1 9 9 2 9 E 1 7 E 9 : 75 2 9 > : 9 2 E : 6J 1 E 4 D $ N 1 9 4 K 2 7 L = I E ; 1 9 N 4 4 7 E 4 9 E 4 K 4 0 < 3 9 2 : 7C : 3 0 4 D ; 1 5 4 ; 2 ; 9 : 3 2 K 9 G G 8 3 : J5 2 9 > : 9 2 E D 1 > E 2 > 4 1 N 3 4 7 K : 6 : 3 0 4 D E 4 9 ; 1 5 4 N 4 4 70 1 K 4 E : 1 E E 1 2 7 D 4 < 2 D 4 K5 2 9 > : 9 2 E 1 7 K 1 3 2 > 1 $ GC C G G C ) G C C ， E 2 : 7C D : 4 D E 2 4 9 J 4 E E 2 7 2 9 4 D 9 1 7 E > 1 7> ; 1 7 4 9 < D 6 1 > 4 E 4 7 9 2 : 71 7 KJ 4 E E 2 7 D : 4 D E 2 4 9: 6 9 9 E 4 0， 1 9 1 C 8K C 8 8C C G ， D 4 9 < 3 E 2 E > 1 7 D 4 K < > 4 9 9 E 4 0’ 9 5 2 9 > : 9 2 E 0 2 O 2 7 2 E ;L 2 7 K 9 : 6 1 0 2 7 1 E 2 7 4 7 E 9 2 9 < 9 4 K E :: N E 1 2 79 E 1 N 3 4 G G 8J 81 8 5 2 9 > : 9 2 E 9 9 E 4 0: 6J 1 E 4 D $ N 1 9 4 K 2 7 L = G G ： ； ； 5 ( & * $ + J 1 E 4 D $ N 1 9 4 K 2 7 L 9 < D 6 1 > 4 E 4 7 9 2 : 7 5 2 9 > : 9 2 E G %/ 高档水基油墨与溶剂性油墨相比， 由于水的高 蒸发热， 使得水基油墨在高速印刷机上的干燥受到 极大影响。为解决干燥问题， 对于印刷厂， 一般采取 提高加热温度， 降低湿度以及提高风速、 风量， 促进