“绿色”印刷油墨的制备

    随着全球经济的迅猛发展，国民生活质量的不断提高，人们的环保健康意识在不断增强，水性油墨因为具有环保的优势，市场潜力巨大，受到越来越多的关注，成为油墨行业发展的方向和趋势。水性油墨简称为水墨，其主要是以水为溶剂经科学加工而成，水性油墨与其他印刷油墨相比，由于其不含挥发性有毒有机溶剂，故在印刷过程中对印刷机操作人员的健康无不良影响，对大气环境无污染，对印刷品本身也无污染，被称为“绿色”印刷油墨。由于水墨具有不易燃的特点，还可消除印刷车间内易燃易爆的隐患，有利于安全生产。当然，现在水墨与油墨的适用范围不尽相同，油墨以胶印为主，水墨以柔印、凹印为主。在欧美和日本等发达国家，水墨已经逐步取代油墨，成为除胶印外的其它印刷方式的专用墨。以美国为例，95%的柔版印刷品采用水墨，80%的凹版印刷品采用水墨。水墨还特别适用于烟、酒、食品、饮料、药品、儿童玩具等卫生条件要求严格的包装印刷产品。
 

    近年来，随着树脂的不断改性，涂料、油墨类新产品的结构也发生了很大变化，发达国家为考虑环保的要求，已经开发出诸多的水性油墨，它们已开始用于纸张、塑料薄膜、包装袋及特种印刷方面。我国水性油墨的年产量大约为十万吨，主要以生产低档纸包装印刷油墨。目前，用于水性油墨的成膜物主要是丙烯酸树脂类，这是由于水性聚丙烯酸酯类具有稳定性高、光泽性好、流变性能和表面吸附性能好的优点。本实验运用溶液聚合法，采用甲基丙烯酸甲酯，a-甲基丙烯酸，丙烯酸，丙烯酸丁酯，乙酸乙烯酯，氨水，三乙胺作为主要反应试剂，并添加过硫酸铵（引发剂）；亚硫酸氢钠（还原剂）；十二烷基硫酸钠（乳化剂）制取丙烯酸类树脂。.将上述树脂加入颜料、消泡剂、分散剂等制成水性油墨，经测定其成膜性、干燥时间、耐水性、耐磨性能，达到了水性油墨在印刷上所要求的标准。

 

    1.水性树脂的制备方案

 

    2.水性树脂的制备方法

 

    将混合均匀的基本单体（甲基丙烯酸甲酯，a-甲基丙烯酸，丙烯酸，丙烯酸丁酯，乙酸乙烯酯试剂）取1/3量加入至2000mL三颈烧瓶中，然后加入水和异丙醇，加热，搅拌至回流（约80℃左右），加入还原剂，引发剂，同时开始滴加剩余2/3量的单体和乙酸乙烯酯（方案一多加入了丙烯酰胺，方案二多加入了聚乙烯醇），滴定时间约1h.当全部单体滴完毕，约85℃左右保温2h并加入阻聚剂，2h后降低温度至60℃，加入氨水进行中和。同时用水进行稀释，并调节pH值为8～9左右，继续搅拌0.5h后，将其冷却至室温后再倒出。

 

    3.水性油墨的研制

 

    将配方1，2，3的树脂分别加入240mL的水/醇混合液（4份水和1份醇），搅拌均匀后，加入到具有剪切、搅拌、乳化功能的SFJ容器中，然后再加入分散颜料（W-45色素碳或卡博-400R碳黑，即CB-400）100g、消泡剂10mL、分散剂10mL及其它添加剂，经高速剪切、乳化、分散，再经砂磨，然后再加500mL水/醇混合液，继续搅拌30min，产品倒入过滤器皿中，抽滤，得油墨成品，使用时继续加水或醇调节至所需的粘度。

 

    4.水性树脂的性能

 

    （粘度依据GB1723-9）

 

    5.油墨的性能

 

    性能测试都是在塑料薄膜上进行的印刷试验，膜的溶解性是指在水中浸渍60h、4%醋酸中浸45h，膜的颜色不脱落。

 

    6.结论

 

    ①测试表明：加入聚乙烯醇以及乙酸乙烯酯改性后的丙烯酸树脂对PE薄膜的印刷比较适合，其各方面的性能都较优；

 

    ②在聚合过程中分批加入烯酸可以提高产品的亲水性（叫做半连续饥饿补加法），可以使聚合反应更加充分；

 

    ③聚合温度不要超过90℃，聚合时间以4个小时为宜，中和液选用氨水+三乙胺比较稳定，pH值控制在8～9较好；

 

    ④与同类产品相比，实验得出的产品有较好的固含率和粘度。实验测试表明由丙烯酸树脂配制的水性油墨，其性能技术指标达到或优于国家标准和实际应用要求。（文章链接：包装印刷产业网 http://www.ppzhan.com）