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   一、水基油墨與現(xiàn)代印刷 眾所周知，印刷術(shù)是中國(guó)古代四大發(fā)明之一。印刷離不開(kāi)油墨，早期的油墨與墨水一樣都是水基的；但由于當(dāng)時(shí)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(shù)的發(fā)展及各國(guó)環(huán)保法規(guī)對(duì)排放有機(jī)揮發(fā)物的標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格，水基油墨在全球的應(yīng)用也越來(lái)越普及。我國(guó)目前水基油墨的年產(chǎn)量大約為10萬(wàn)噸，今后這一數(shù)字還將大幅增長(zhǎng)。     二、油墨中常用水基樹(shù)脂特點(diǎn)分析 與普通油墨所用樹(shù)脂相比，可用于制造水基油墨的樹(shù)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(shù)脂，如馬來(lái)松香脂或聚丙烯酸樹(shù)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(guó)，大部分水基油墨所用樹(shù)脂為馬來(lái)松香脂，約占總用量的70%，這類樹(shù)脂具有價(jià)格便宜、制作工藝簡(jiǎn)單、油墨光澤度高等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是樹(shù)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(shí)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(guò)程不穩(wěn)定，不能印刷高質(zhì)量的印品。為了提高馬來(lái)松香油墨的質(zhì)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(huì)有所改善，但印刷適性沒(méi)有大的改變，同時(shí)成本大大提高。 制造丙烯酸樹(shù)脂類水基油墨一般不會(huì)只使用單一品種的樹(shù)脂，通常采用水稀釋性樹(shù)脂研漿，再加入多種乳液型樹(shù)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(shù)脂油墨需要操作者具備較高的技術(shù)水平和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 對(duì)于大多數(shù)水稀釋型樹(shù)脂來(lái)說(shuō)，樹(shù)脂粘度與含量及pH值之間的變化關(guān)系是非線性的，如圖1、2所示。油墨在印刷過(guò)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(duì)印刷無(wú)疑是十分不利的。在油墨中加入助溶劑可以解決這一問(wèn)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(guò)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(lái)調(diào)整干燥速度，因此目前的水基油墨在薄膜印刷方面無(wú)法取得突破性進(jìn)展。      三、新型樹(shù)脂在水基油墨中的應(yīng)用 隨著現(xiàn)代高分子理論的發(fā)展，我們對(duì)高分子表面活性劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系了解得越來(lái)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(shù)脂如聚酯、酚醛、脲醛、醇酸、環(huán)氧、聚酰胺及聚氨酯等通過(guò)分子間的接枝共聚均可制成水溶性樹(shù)脂。當(dāng)然，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)一方面需要有高超的合成技術(shù)，另一方面對(duì)油墨中顏料與樹(shù)脂的關(guān)系及樹(shù)脂與承印物材料的關(guān)系要有清楚的認(rèn)識(shí)?？上驳氖牵?jīng)過(guò)十幾年的努力，我們?cè)谶@一領(lǐng)域已經(jīng)獲得了突破性進(jìn)展，開(kāi)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(shù)脂及可用于薄膜印刷的改性水基環(huán)氧樹(shù)脂。 對(duì)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(wú)毒、價(jià)廉、印刷過(guò)程穩(wěn)定；但是，由于水在紙張上迅速滲透，樹(shù)脂會(huì)隨著進(jìn)入紙張內(nèi)部而使顏料表面的成膜樹(shù)脂減少，造成印品光澤度低、浮色嚴(yán)重、油墨附著力差。目前的馬來(lái)松香脂和水稀釋型丙烯酸樹(shù)脂都存在這樣的問(wèn)題。為了解決水稀釋型樹(shù)脂在紙張上嚴(yán)重滲透的問(wèn)題，我們開(kāi)發(fā)了改性水基聚酯，這種樹(shù)脂在結(jié)構(gòu)上與傳統(tǒng)樹(shù)脂不同，如傳統(tǒng)的苯乙烯—丙烯酸樹(shù)脂結(jié)構(gòu)為—A—B—A—B—，而改性聚酯結(jié)構(gòu)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(yù)聚成低分子樹(shù)脂，然后通過(guò)B類樹(shù)脂將其與親水性強(qiáng)的C類材料預(yù)聚物連接，形成一個(gè)新的高酸值樹(shù)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(shù)脂中A段高分子會(huì)迅速喪失親水性，阻止了樹(shù)脂向紙張中的滲透；同時(shí)由于樹(shù)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(shù)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(jī)物水平。 改性水基聚酯不僅可以作為分散用的水稀釋型樹(shù)脂使用，同時(shí)可以用來(lái)制造高光快固著樹(shù)脂油代替丙烯酸乳液。用此類樹(shù)脂制造水基油墨方法簡(jiǎn)單，十分容易掌握；制成的油墨顏色鮮艷，印刷過(guò)程穩(wěn)定、不增稠、不糊版、適性良好，印品網(wǎng)點(diǎn)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(shù)脂制造的水基凹印墨，其印品質(zhì)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(wú)粘臟之虞。 改性水基聚酯的另一個(gè)重要特點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)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(lái)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(shù)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(jìn)了印刷適性，同時(shí)成本也沒(méi)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(fù)合性能等無(wú)法滿足多方面的要求，同時(shí)售價(jià)昂貴，無(wú)法推廣應(yīng)用。在我國(guó)，用于薄膜印刷的機(jī)器如塑料凹印機(jī)比較普及，所用油墨價(jià)格便宜，但其中多用芳香烴作為溶劑，這對(duì)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(zhì)對(duì)包裝物的二次污染提出了一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。      使用水——醇體系可以實(shí)現(xiàn)環(huán)保目標(biāo)，但目前的水——醇基樹(shù)脂由于分子間的氫鍵作用，溶劑釋放慢、樹(shù)脂很難干透，難以實(shí)現(xiàn)高速印刷。為了解決這些問(wèn)題，我們開(kāi)發(fā)了可以在水、醇、脂肪烴混合溶劑中溶解的新型樹(shù)脂。這類樹(shù)脂可以根據(jù)不同的用途制成改性環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨脂或聚酰胺樹(shù)脂。我們相信：隨著這一樹(shù)脂體系的完善，在不遠(yuǎn)的將來(lái)，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(jià)格也不會(huì)有明顯的變化。 總之，在不同的印刷領(lǐng)域，水基油墨都將有不同凡響的表現(xiàn)。當(dāng)然，多功能水基樹(shù)脂的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵。   （作者單位：北京鑫融安科貿(mào)有限公司）   轉(zhuǎn)載自：中國(guó)LED廣告照明網(wǎng)