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一、水基油墨與現(xiàn)代印刷     眾所周知，印刷術是中國古代四大發(fā)明之一。印刷離不開油墨，早期的油墨與墨水一樣都是水基的；但由于當時的印版多為木材雕刻而成，木版遇水容易變形，所以人們逐漸淘汰了水基油墨。     隨著現(xiàn)代材料技術的發(fā)展及各國環(huán)保法規(guī)對排放有機揮發(fā)物的標準越來越嚴格，水基油墨在全球的應用也越來越普及。我國目前水基油墨的年產(chǎn)量大約為10萬噸，今后這一數(shù)字還將大幅增長。 二、油墨中常用水基樹脂特點分析     與普通油墨所用樹脂相比，可用于制造水基油墨的樹脂品種十分稀少，主要為兩大類：一類是水稀釋型聚合物，大多采用高酸值堿溶型樹脂，如馬來松香脂或聚丙烯酸樹脂；另一類是水分散型即乳液聚合物，主要是改性丙烯酸乳液。在我國，大部分水基油墨所用樹脂為馬來松香脂，約占總用量的70%，這類樹脂具有價格便宜、制作工藝簡單、油墨光澤度高等優(yōu)點，缺點是樹脂溶解性差，必須用乙醇胺等難揮發(fā)的堿作為中和劑，同時使用醇類或醚類作為助溶劑，因此制造的油墨印后抗水性差、印刷過程不穩(wěn)定，不能印刷高質量的印品。為了提高馬來松香油墨的質量，通常我們向其中加入丙烯酸乳液，這樣制成的油墨抗水性會有所改善，但印刷適性沒有大的改變，同時成本大大提高。     制造丙烯酸樹脂類水基油墨一般不會只使用單一品種的樹脂，通常采用水稀釋性樹脂研漿，再加入多種乳液型樹脂，如成膜型乳液、非成膜型乳液、遮蓋型乳液等以滿足不同的印刷需求。因而制造一種好的丙烯酸樹脂油墨需要操作者具備較高的技術水平和豐富的實踐經(jīng)驗。     對于大多數(shù)水稀釋型樹脂來說，樹脂粘度與含量及pH值之間的變化關系是非線性的，如圖1、2所示。油墨在印刷過程中，隨著水和氨的揮發(fā)，其粘度不斷變化，如果產(chǎn)生突變對印刷無疑是十分不利的。在油墨中加入助溶劑可以解決這一問題。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調整干燥速度，因此目前的水基油墨在薄膜印刷方面無法取得突破性進展。 三、新型樹脂在水基油墨中的應用     隨著現(xiàn)代高分子理論的發(fā)展，我們對高分子表面活性劑結構與性能的關系了解得越來越清楚。從理論上講，幾乎所有的可用于傳統(tǒng)油基油墨的樹脂如聚酯、酚醛、脲醛、醇酸、環(huán)氧、聚酰胺及聚氨酯等通過分子間的接枝共聚均可制成水溶性樹脂。當然，實現(xiàn)這一目標一方面需要有高超的合成技術，另一方面對油墨中顏料與樹脂的關系及樹脂與承印物材料的關系要有清楚的認識?？上驳氖牵?jīng)過十幾年的努力，我們在這一領域已經(jīng)獲得了突破性進展，開發(fā)出了可用于制造水基凹版及柔性凸版油墨的改性聚脂型水基樹脂及可用于薄膜印刷的改性水基環(huán)氧樹脂。      對于紙制品的柔版和凹版印刷而言，水是一種十分理想的溶劑—無毒、價廉、印刷過程穩(wěn)定；但是，由于水在紙張上迅速滲透，樹脂會隨著進入紙張內部而使顏料表面的成膜樹脂減少，造成印品光澤度低、浮色嚴重、油墨附著力差。目前的馬來松香脂和水稀釋型丙烯酸樹脂都存在這樣的問題。為了解決水稀釋型樹脂在紙張上嚴重滲透的問題，我們開發(fā)了改性水基聚酯，這種樹脂在結構上與傳統(tǒng)樹脂不同，如傳統(tǒng)的苯乙烯—丙烯酸樹脂結構為—A—B—A—B—，而改性聚酯結構為—A—A—B—B—C—C—，其合成方法是：首先將親水性弱的A類材料預聚成低分子樹脂，然后通過B類樹脂將其與親水性強的C類材料預聚物連接，形成一個新的高酸值樹脂（AV≥160mgKOH/g）。由于高分子鏈上不同部位的羧基與NH4 +的親和性不同，所以印刷在紙張表面上的油墨隨著氨（NH3）的滲透和揮發(fā)，樹脂中A段高分子會迅速喪失親水性，阻止了樹脂向紙張中的滲透；同時由于樹脂疏水性的形成，可以加速油墨中水的滲透，提高油墨的干性。因此，使用這種樹脂制造的水基油墨，即使不加助溶劑，也可具有良好的干燥性能，從而大大降低了油墨的揮發(fā)性有機物水平。     改性水基聚酯不僅可以作為分散用的水稀釋型樹脂使用，同時可以用來制造高光快固著樹脂油代替丙烯酸乳液。用此類樹脂制造水基油墨方法簡單，十分容易掌握；制成的油墨顏色鮮艷，印刷過程穩(wěn)定、不增稠、不糊版、適性良好，印品網(wǎng)點清晰、光澤度高、抗水性好，完全適合中高檔的柔版和凹版印刷，特別是用此樹脂制造的水基凹印墨，其印品質量已接近溶劑型凹印墨，即使不加任何助溶劑，在高速下印刷高光銅版紙，印品也能迅速干燥而無粘臟之虞。     改性水基聚酯的另一個重要特點是經(jīng)濟性。由于制造高檔油墨不用加丙烯酸乳液，因而油墨成本大幅降低，平均每噸油墨可降低成本2000～ 3000元。     新型水基聚酯與馬來松香脂及各種丙烯酸乳液可以相互拼混，如采用聚酯制成氨化樹脂油加入到普通的松香型油墨中，不僅改善了油墨的抗水性，提高了印品的光澤度，而且改進了印刷適性，同時成本也沒有太大提高。    薄膜材料如聚酯、聚乙烯、聚丙烯等的印刷，目前主要采用溶劑油墨。雖然有少數(shù)廠家推出了水基薄膜印刷油墨，但干燥速度、油墨附著力、印品復合性能等無法滿足多方面的要求，同時售價昂貴，無法推廣應用。在我國，用于薄膜印刷的機器如塑料凹印機比較普及，所用油墨價格便宜，但其中多用芳香烴作為溶劑，這對環(huán)境的污染、工人健康的損害以及印品作為包裝材料所含有毒物質對包裝物的二次污染提出了一個迫切需要解決的問題。使用水——醇體系可以實現(xiàn)環(huán)保目標，但目前的水——醇基樹脂由于分子間的氫鍵作用，溶劑釋放慢、樹脂很難干透，難以實現(xiàn)高速印刷。為了解決這些問題，我們開發(fā)了可以在水、醇、脂肪烴混合溶劑中溶解的新型樹脂。這類樹脂可以根據(jù)不同的用途制成改性環(huán)氧樹脂、聚氨脂或聚酰胺樹脂。我們相信：隨著這一樹脂體系的完善，在不遠的將來，一種全新的環(huán)保型油墨將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的塑料油墨，它不僅可以完全去掉苯類有毒害的溶劑；而且價格也不會有明顯的變化。     總之，在不同的印刷領域，水基油墨都將有不同凡響的表現(xiàn)。當然，多功能水基樹脂的開發(fā)和生產(chǎn)是實現(xiàn)這一目標的關鍵。  來源：水性涂料網(wǎng)