松香改性酚醛树脂组成特性及其在平版胶印油墨中的应用
编写：德瑞化学，李中和，20160801.
一、平版胶印油墨用松香改性酚醛树脂概况
松香改性酚醛树脂广泛应用于印刷油墨工业，主要用油墨的作粘结剂和展色剂，可改善油墨的粘稠性、油溶性及干燥性，提高油墨的附着力、坚牢度及耐磨、光亮度、耐水等性能，油墨中若缺乏松香，不仅仅印刷适性极差，并且印刷成品墨迹呆滞，模糊不清。
松香改性酚醛树脂用多元醇进一步酯化，可得到高熔点和任意酸值的树脂；酸值高的改性树脂醇溶性好，可用于凹印油墨等的制造；而酸值低的改性树脂用途更广，可作为油墨粘结剂和展色剂及罩光漆等使用；用聚合松香代替普通松香，则可制造各种专用油墨，如制造汽油印刷油墨代替甲苯油墨；制造罩光油墨代替古巴胶；制造胶印油墨代替双酚树脂，从而为松香开辟更多的用途。
松香改性酚醛树脂也是目前使用最为广泛的胶印油墨树脂, 其性能决定着油墨的品质等级。由于松香改性酚醛树脂独特的蜂窝状结构特征，对颜料有良好润湿效果，与凝胶剂适当反应后可以得到具有一定黏弹性的连接料，因而被广泛应用于胶印油墨中。而实验结果表明，树脂性能在很大程度上取决于烷基酚的类型。使用高级烷基酚，树脂就具有良好的溶解性，较高的黏度以及较大的分子量，能基本满足高速印刷及大量使用无芳烃矿油的需要。烷基酚的长度和支链程度对缩合物的反应性、松香改性树脂的软化点及容纳度有较大影响。可见，利用松香丰富的反应性，在很宽的范围内设计制造平版油墨用松香改性酚醛树脂，满足现代印刷业迅速发展的需要，已成为其它合成树脂无法完全替代的原因之一。
随着印刷设备的不断更新, 不同规格的松香改性酚醛树脂也不断涌现。如通过改变酚醛树脂与松香的比例、烷基酚的种类和酚醛比例、改变酯化程度及其工艺等可获得不同质量指标的树脂产品。其中以不同类型的烷基酚制备的松香改性酚醛树脂性能差异较大, 因而直接影响到用该树脂配制油墨的应用性能。树脂的结构可以通过红外(FT2IR)、凝胶渗透色谱( GPC) 等方法进行表征, 树脂的应用性能在一定程度上可以通过热分析、流变参数等更直观地体现。目前应用于胶印油墨的烷基酚有十二烷基苯酚(DP)、壬基苯酚(NP)、对特辛基苯酚(OP)、对叔丁基苯酚(BP)等。
二、松香改性酚醛树脂在平版胶印油墨应用理论
无一个单一的树脂能具有所有最佳指标要求。松香改性酚醛树脂能够广泛应用于平版胶印油墨，归纳起来，至少是因为满足了以下性能要求：
·在油墨溶剂中的溶解性(完全或部分)。这些溶剂包括植物与高沸点脂肪族溶剂(12-16碳石油蒸馏物)。一般只在一定范围内能溶解于矿物油溶剂，对颜料具有良好的润湿分散能力。这胶印油墨是从五十年代以来能够成功实现从聚合油型油墨发展到合成树脂型油墨的根本原因。
·与其他油墨组份(如溶剂油、醇酸树脂、蜡等)的相容性。
·高软化点、高容纳度，通常软化点在140℃-190℃范围内、正庚烷值越高，树脂的溶剂释放性、溶解性越好，低软化点树脂能用来增大颜料分散，具有较好的铺展流平性。
·优良的颜料润湿分散性，极佳的铺展流平性能。可根据需要使树脂含有一定量的极性基团(如羧酸基)，与颜料粒子表面结合，形成较为均匀的分散相结构，更具有塑性流体的流变性能。而无酸价的石油树脂的流动性极差，必须经马来酸等改性才能使用。
·树脂的高粘度与低粘性，以及优异的成胶性(与铝螯合物成胶剂的反应性灵敏)。目前胶印油墨新的发展方向是不用或少用成胶剂，通提高松香树脂结构和分子量，以增加其粘度和内聚力，达到高数印刷和环保性的双重要求。
·良好的干性，优良的成膜性能。树脂结构中可形成相当的交联网络，具有一定的分子量，并且可实现结构内增塑，使油墨具有印刷所需极适合的干燥时间、附着力、耐磨性、耐候性、高光泽等等。
·适当的乳化能力。树脂中的亲水性极性基团(如多元醇的残余羟基等)必须控制在合适的范围内。极性基含量太高，油墨容易吸水而发生堆墨、糊版等印刷故障，影响印品质量；反之，若抗水性太强，油墨在印刷机上需较长时间才能达到乳化平衡状态，而且润版液在版面的水幅较难保持稳定，会出现上墨不匀等故障。
·较少的飞墨( Misting)现象。飞墨是油墨在印刷机上经匀墨辊多次传递形成墨层，在墨层受剪切力剥离时拉丝断裂过程中产生的特有现象。利用松香极大的分子体积位阻特性，增大树脂的结构位阻和支链化程度，提高树脂的内聚能和分子量，并控制树脂和矿油溶剂间适当的相溶程度，有利于减少飞墨现象。
终上所述，性能优异的松香改性酚醛树脂需具备的特点是：1.高分子量松香改性酚醛树脂提供高连接料粘度、良好成胶性和身骨，具有优异的溶剂释放性和固着速度。2.低分子量松香改性酚醛树脂提供良好溶解度、低溶液粘度，可以使树脂量提高和良好颜料润湿分散性、极好的铺展流平性。3.除分子量外，松香改性酚醛树脂的化学结构(脂肪族、芳香族直链、支链、交链等)和官能度(联接羧基和羟基基团的数量)同样能说明许多油墨树脂性质。
三、胶印油墨用松香改性酚醛树脂的主要技术标准
在印刷油墨的构成中，往往都是一些有机化合物的聚合体或缩合体，优异的印刷油墨树脂必须具备以下性能：
(一).树脂的溶解性和释放性
由于印刷工艺决定了印刷油墨应具有一定的流变特性，因此，印刷油墨中的树脂一般都做成液态，甚至某些已经是液态的树脂，也因黏度过大而常需用溶剂或稀释剂降低黏度后才能使用。所以，树脂的溶解性就很重要了。
1.树脂的溶解性
所谓树脂的溶解性，是指树脂在各种溶剂中溶解的难易程度。由于树脂都是大分子量的物质，一般不可能呈真溶液状态溶解，而是以溶剂分子渗透到树脂的大分子间隙之中，引起树脂无限溶胀，进而被分散在溶剂中，成为胶体分散状态的溶液。且这种溶解的难易程度是相对于溶剂而言的，有极性基团的树脂较易溶于极性溶剂中，与树脂有相似结构或基团的溶剂也较易溶解该树脂; 同种树脂，分子量较小的比分子量大的较易溶解。此外，还和外界因素，如温度、搅拌速度等有关。在油墨制造中，树脂一般都是以液态来应用的，所以固态树脂必须具有一定的溶解性才能被应用。某些已经是液态的树脂，也因黏度过大需要用溶剂溶解后降低黏度方能应用。所以溶解性是树脂一项重要的性能。
常用的测定树脂溶解性的方法有下列几种。
(1) 通过树脂在固定溶剂中的透明度、溶解程度及贮藏稳定性判断。透明度差、有不溶物、贮藏过程中有树脂析出或呈胶冻等现象，说明溶解性差。
(2) 通过树脂在固定溶剂中的溶解黏度判断。黏度越小，说明溶解性越好。
(3) 通过树脂对某种溶剂或稀释剂的容纳度判断。先将树脂溶解在一种强溶剂中，成为均匀透明的溶液，然后用弱溶剂或稀释剂滴定至该溶液中树脂析出变浑，所消耗的弱溶剂或稀释
