關(guān)于絲網(wǎng)印刷領(lǐng)域水性絲網(wǎng)油墨研究進(jìn)展

 

    水性油墨因其優(yōu)良的環(huán)保性能，可以解決當(dāng)前包裝與印刷行業(yè)所存在的排放及污染問題。其最顯著的特點(diǎn)是以水為溶劑，VOC含量較低，與溶劑型油墨相比大大改善油墨制造者和印刷操作者的工作環(huán)境，從而降低了有害物質(zhì)對(duì)他們身體的危害。另外，也降低由于靜電和易燃易爆溶劑引起的失火危險(xiǎn)，成為今后印刷行業(yè)走向綠色環(huán)保的重要發(fā)展方向之一。

 

    目前水性油墨最主要的應(yīng)用領(lǐng)域是食品包裝、煙灑包裝及兒童玩具包裝，印刷方式以柔性版印刷及凹版印刷為主（嘉寶莉化工化工集團(tuán)推出了水性絲網(wǎng)印刷的煙灑包裝油墨），在美國市場上，塑料印刷中有40%采用水性油墨，在其他發(fā)達(dá)國家中，水性油墨也逐漸成為塑料薄膜印刷的主要用墨。隨著綠色印刷技術(shù)的不斷發(fā)展絲網(wǎng)印刷的綠色化也將面臨跨越式大發(fā)展。因此，水性油墨技術(shù)應(yīng)用到絲網(wǎng)印刷領(lǐng)域?qū)?huì)成為一個(gè)研究的焦點(diǎn)。 

 

    水性絲網(wǎng)油墨研究進(jìn)展

 

    絲網(wǎng)印刷應(yīng)用水性油墨、稀釋劑、清洗網(wǎng)版等都可以直接使用水，因此給絲網(wǎng)印刷帶來極大方便。水性油墨較好的通用性特點(diǎn)可對(duì)織物、無紡布、塑料硬膜、鋁箔、真空鍍鋁膜等多種承印物進(jìn)行印刷，從而符合絲網(wǎng)印刷承印物廣泛的特點(diǎn)需求。

 

    1.水性油墨用樹脂的研究現(xiàn)狀

 

    水性油墨的開發(fā)及應(yīng)用發(fā)展其關(guān)鍵技術(shù)在于連結(jié)料樹脂的應(yīng)用。連結(jié)料是油墨制造中研磨色粉的基料，主要的流動(dòng)相和油墨干燥后的成膜物質(zhì)，直接決定著油墨的使用性能和印刷性能。因此，研究和開發(fā)一種性能優(yōu)良的水性樹脂是開發(fā)水性油墨的前提，當(dāng)今國內(nèi)外主要新型水性油墨樹脂種類包括水性聚丙烯酸酯，水性聚氨酯及其改性樹脂。隨著水性絲網(wǎng)油墨用樹脂研究發(fā)展，水性絲網(wǎng)油墨將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。

 

    1.1水性丙烯酸樹脂

 

    為使水性丙烯酸樹脂具有優(yōu)異的耐水性、粘接強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度等性能，通常引入某些功能性單體從而在成膜過程中通過分子內(nèi)或分子間的交聯(lián)基團(tuán)反應(yīng)形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物。王海僑1等將含有雙鍵的硅烷偶聯(lián)劑（A-174）與丙烯酸酯單體共聚，合成塑料薄膜印刷用的水性丙烯酸樹脂，其在成膜過程中可通過硅羥基訊速交聯(lián)，從而提高涂膜的硬度、耐水性能等。TsulsumiT等將含可聚合雙鍵的硅烷大單體與聚丙烯酸類單體共聚，制備了含疏水基的水性聚丙烯酸乳液，通過檢測分析發(fā)現(xiàn)，乳注對(duì)顏料具有很好的潤濕分散性，制得的油墨具備優(yōu)異的耐濕摩擦性、耐候性和光澤度。劉曉國3使用水溶性改性丙烯酸樹脂配氨基樹脂或封閉異氰酸酯固化劑制備水溶性彩晶玻璃絲印油墨。

 

    1.2水性聚氨酯樹脂

 

    水性聚氨酯油墨正以其良好的耐磨性、附著力、耐化學(xué)性、抗沖擊性、柔軟性及相容性等優(yōu)點(diǎn)，正不斷完善并開拓著越來越廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。劉云發(fā)用自制的水性聚氨酯樹脂制備絲網(wǎng)印刷用的水性油墨，且試驗(yàn)證明該水性油墨對(duì)尼龍、PU和TPU處理的橡膠以及布料、乙烯-醋酸乙烯共聚物和聚酯等底材具有良好的效果。方長青等以WPU為主要連結(jié)料，進(jìn)行水性油墨制備實(shí)驗(yàn)，分析了水性油墨的抗水性、光澤度、初干性和細(xì)度等性能指標(biāo)。結(jié)果表明，利用聚氨酯代替?zhèn)鹘y(tǒng)樹脂連結(jié)料能制備綜合性能優(yōu)異的環(huán)保型水性油墨，增稠劑提高了油墨的黏度，促進(jìn)顏料的均勻分散；表面活性劑分子提高水性油墨體系的穩(wěn)定性。

 

    1.3水性丙烯酸改性聚氨酯樹脂

 

    丙烯酸酯樹脂乳液，因其具有色淺，且涂膜具有良好的耐候性、透明性、附著力和光澤度等特點(diǎn)，已被油墨制造廠商廣泛應(yīng)用；而用丙烯酸酯改性的PU油墨連接料可提高油墨的耐候性能、光學(xué)性能等，得到的PUA也綜合了PU和聚丙烯酸酯的優(yōu)點(diǎn)。劉曉麗6等用聚氨酯對(duì)室溫交聯(lián)型丙烯酸酯乳液進(jìn)行改性，由于兩種乳液在性能上存在互補(bǔ)性，故改性的PUA乳液綜合性能得到明顯改善，用其制備水性油墨在耐磨性、硬度、耐有機(jī)溶劑性和彈性等方面都有所提高。蔡棟宇采用乳液聚合法合成PUA復(fù)合乳液，由其配制的水性油墨具有良好的穩(wěn)定性和耐水性，并且對(duì)PET薄膜和BOPP薄膜都具有較好的附著力。

 

    2.水性絲網(wǎng)油墨特點(diǎn)

 

    水性油墨體系中水表面能較大，所以對(duì)顏料的分散要求較高。高品質(zhì)水性絲網(wǎng)印刷油墨需要優(yōu)化組合分散樹脂和顏料、研磨分散設(shè)備及介質(zhì)、分散消泡等表面活性劑，并且需要添加少量的醇類或醚類溶劑以輔助增強(qiáng)溶解樹脂的能力，提高顏料的分散性，并加速滲透，抑制起泡，從而才可制備出分散性最優(yōu)的水性油墨來適應(yīng)印刷中的設(shè)備和承印物特點(diǎn)。另外，水性油墨的PH值對(duì)顏料的穩(wěn)定性影響較大，當(dāng)PH值變化時(shí)可能會(huì)使部分耐酸堿較差的顏料變色，且PH值變化所引起的樹脂部分重新纏結(jié)，會(huì)使原本分散穩(wěn)定的體系發(fā)生顏料聚集，導(dǎo)致油墨粒徑變大、分布變寬。變大、變寬的粒徑分布會(huì)對(duì)油墨印刷時(shí)的墨厚、流動(dòng)性、光澤度產(chǎn)生不利影響，因此，在制備高品質(zhì)水性絲網(wǎng)印刷油墨時(shí)，一定要控制好油墨的PH值。

 

    水的蒸發(fā)潛熱能較傳統(tǒng)溶劑高很多，從而在水性油墨的使用中干燥性要求是影響油墨應(yīng)用效果的關(guān)鍵因素。水性油墨印刷中首先調(diào)整控制好粘度和PH值，然后再根據(jù)實(shí)際印刷速度調(diào)節(jié)水性油墨干燥設(shè)備風(fēng)力及溫度等。另外，干燥溫度應(yīng)視不同承印物以及印刷面積而定。此外，改進(jìn)網(wǎng)印水基油墨干燥性能的另一種措施是，在印刷加工之前，添加少量的交聯(lián)劑來改進(jìn)這種含水體系的抗稀釋劑、抗堿和抗酸性能。

 

    3.總結(jié)

 

    現(xiàn)在中國在油墨方面還沒有嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)，但是油墨行業(yè)會(huì)像中國涂料行業(yè)一樣，環(huán)保法規(guī)遲早要出臺(tái)。無揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)油墨（UV油墨和大豆油油墨）和水性油墨是現(xiàn)今油墨工業(yè)的必然發(fā)展方向。國內(nèi)的油墨工業(yè)必須打住機(jī)遇，迎接挑戰(zhàn)，走水性油墨工業(yè)化發(fā)展方向。雖然水性絲網(wǎng)油墨是今后絲網(wǎng)油墨的重要發(fā)展方向之一，但對(duì)它的開發(fā)仍存在一些不足，例如：油墨干燥速度慢，干燥能耗高，成本高等，這些都是今后水性油墨需要解決的問題。

 

以上資訊由永州市零陵晨光樹脂有限公司提供

歡迎關(guān)注“TPU”微信公眾號(hào)