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     摘　要:文章通過實驗研究考察影響水墨分散的因素,結(jié)果表明水基油墨的分散效果是獲得水墨理想的光澤、著色力及遮蓋力等性能的關(guān)鍵,水墨分散的質(zhì)量主要依賴于體系中分散樹脂和顏料自身的特性及其相互作用的程度,其中,顏基比在較大程度上影響水溶性聚合物對顏料的分散效果。實驗還證明了潤濕分散劑和助溶劑能改變體系的表面張力和潤濕性能,從而提高體系的分散性能。另外,水墨分散的溫度也是影響分散效果的重要因素。    關(guān)鍵詞:水基油墨;分散效果;表面張力;黏度0　引　　言    對于油墨制造商,為適應(yīng)環(huán)保要求、降低或消除有機(jī)排放物,可能考慮的方法是研制水基體系。由于水墨高表面張力和易起泡性,使水墨分散比溶劑性油墨困難。在實際油墨制造中,分散的終點常以達(dá)到細(xì)度、遮蓋力及著色力等特性而終止,其中,一般以細(xì)度為中控及終控指標(biāo)。文獻(xiàn)提出,為獲得良好的研磨效果,可采用3種方法:1選用高效分散設(shè)備,如球磨機(jī)等。2選用高價性能好的顏料或通用性色漿。3通過延長研磨時間來達(dá)到預(yù)定的細(xì)度指標(biāo)。1　實　　驗    1.1　原　料    (1)R1(丙烯酸樹脂)。tg=98℃,w(KOH)=205mg/g,Mr=6500,用作分散樹脂。    (2)R2(丙烯酸樹脂)。tg=112℃,w(KOH)=215mg/g,Mr=10000,用作分散樹脂。    (3)R3(丙烯酸樹脂)。tg=85℃,w(KOH)=215mg/g,Mr=8500,用作分散樹脂。    (4)R4(丙烯酸樹脂)。tg=135℃,w(KOH)=245mg/g,Mr=7800,用作分散樹脂。    (5)R5(丙烯酸樹脂)。tg=93℃,w(KOH)=300mg/g,Mr=2300,用作分散樹脂。    (6)R6(丙烯酸乳液)。tg=105℃,w(KOH)=25mg/g,Mr>200000,用作調(diào)稀料。    (7)R7(丙烯酸乳液)。tg=105℃,w(KOH)=62mg/g,Mr>200000,用作調(diào)稀料。    (8)P1(高色素碳黑)。    (9)A1(聚氧乙烯辛基酚醚硫酸脂鈉鹽)。用作分散劑。    (10)A2(乙炔乙二醇類)。用作分散劑。    (11)A3(EO/PO嵌段共聚物)。用作分散劑。    (12)A4(聚氧乙烯脂肪醇縮合物)。用作分散劑。    (13)A5(聚丙烯酸脂)。用作分散劑。    1.2　實驗裝置    實驗采用介質(zhì)磨(砂磨)分散小試設(shè)備,通過介質(zhì)珠對顏料施加作用力及盤式葉輪的高速旋轉(zhuǎn)離心力而實現(xiàn)分散。介質(zhì)磨中使用玻璃珠為研磨介質(zhì),其體積為分散物料體積的100%。    1.3　分散性能測試方法    (1)著色力、光譯、細(xì)度及黏度,均參照文獻(xiàn)中規(guī)定檢測。    (2)采用Sensadyne6000表面張力儀,測試表面張力。2　結(jié)果和討論    2.1　水墨研磨料組成對分散效果的影響    2.1.1　碳黑的選用    顏料的基本性能較大地影響其分散效果,對于碳黑,由于其原生粒徑相對較小,比表面積大,需要更多的分散介質(zhì)來“潤濕”?？紤]到每單位質(zhì)量的碳黑具有更多的聚集體,這勢必導(dǎo)致聚集體的距離變得更小,使聚集體間的吸引力也變得更大,這樣也造成了碳黑的難分散。因此,在配方設(shè)計時應(yīng)考慮適當(dāng)調(diào)低研磨料黏度以利于分散介質(zhì)的擴(kuò)散以及聚集體的分離。    由于碳黑的疏水性(未后處理的碳黑的HLB值為10～12),所以應(yīng)考慮選擇已用氧化劑進(jìn)行后處理的碳黑,因為化學(xué)氧復(fù)合物(即羧基、醌基、內(nèi)脂基等,工業(yè)上統(tǒng)稱為揮發(fā)分散)能起到表面活性劑的作用,在一定程度上可改善其“潤濕”性能。根據(jù)碳黑的特性,初步選定了較低比表面積及較高揮發(fā)分散的碳黑品種,即P1為分散對象。    2.1.2　分散基料樹脂的優(yōu)選    利用流動點技術(shù)考察樹脂(R1、R2、R3、R4、R5)分散碳黑P1的流動情況,如圖1所示。結(jié)果發(fā)現(xiàn)2種形狀不同的流動點曲線R1和R3有明顯的流動點,均適合用于分散碳黑P1,R2、R4及R5可能性能良好,但不適合分散碳黑P1,從圖1中可見流動點在基料質(zhì)量分?jǐn)?shù)的20%左右。    2.1.3　研磨料組成對分散效果的影響    在確定流動點的基礎(chǔ)上,選定R1為分散樹脂,P1為分散對象。為減少分散試驗的干擾因素,尤其是表面活性劑對研磨效果產(chǎn)生的正、負(fù)面的影響,實驗中選用了聚合物型消泡劑A5,因為聚合物型消泡劑與體系混溶性好,不會產(chǎn)生穩(wěn)定泡沫和引起縮孔等缺陷。另外,采用以上流動點方法,得到適合分散碳黑P1的顏基比為3/1～2/1。在實驗基礎(chǔ)上,設(shè)計對比實驗配方,考察研磨料組成對分散效果(分散速度、遮蓋力、著色力及60℃光澤)的影響。對比實驗配方,見表1所列。     圖2反映了高顏料和低顏料質(zhì)量分?jǐn)?shù)配方對油墨分散細(xì)度、遮蓋力、著色力及60℃光澤的影響,顯然,水墨的分散性能與其研磨料的組成密切相關(guān)。     (1)如圖2a所示,分散細(xì)度隨分散時間的延長而減小,較低的顏料填充量并不能有效分散研磨料中最后的“粗?！?。    (2)如圖2b所示,隨著分散的進(jìn)行,2種配方分散后的遮蓋力均有顯著提高,但高顏料含量配方分散后的遮蓋力明顯高于低顏料含量配方。    (3)高顏料含量配方分散后的著色力在分散過程中明顯高于低顏料含量配方,但在研磨,一定細(xì)度后,著色力比較接近。這說明顏料分散至一定細(xì)度后其著色力主要與分散樹脂有關(guān),如圖2c所示。    (4)由圖2d可見,兩者對光澤影響區(qū)別較小,已接近實驗誤差的界限和顏料分散的微小變化帶來的差別。