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關于絲網印刷領域水性絲網油墨研究進展

發布時間：

2024-06-19 16:59

關于絲網印刷領域水性絲網油墨研究進展

水性油墨因其優良的環保性能，可以解決當前包裝與印刷行業所存在的排放及污染問題。其最顯著的特點是以水為溶劑，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境，從而降低了有害物質對他們身體的危害。另外，也降低由于靜電和易燃易爆溶劑引起的失火危險，成為今后印刷行業走向綠色環保的重要發展方向之一。

目前水性油墨最主要的應用領域是食品包裝、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推出了水性絲網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，在其他發達國家中，水性油墨也逐漸成為塑料薄膜印刷的主要用墨。隨著綠色印刷技術的不斷發展絲網印刷的綠色化也將面臨跨越式大發展。因此，水性油墨技術應用到絲網印刷領域將會成為一個研究的焦點。

水性絲網油墨研究進展

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

1.水性油墨用樹脂的研究現狀

水性油墨的開發及應用發展其關鍵技術在于連結料樹脂的應用。連結料是油墨制造中研磨色粉的基料，主要的流動相和油墨干燥后的成膜物質，直接決定著油墨的使用性能和印刷性能。因此，研究和開發一種性能優良的水性樹脂是開發水性油墨的前提，當今國內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。隨著水性絲網油墨用樹脂研究發展，水性絲網油墨將會得到更廣泛的應用。

1.1水性丙烯酸樹脂

為使水性丙烯酸樹脂具有優異的耐水性、粘接強度和拉伸強度等性能，通常引入某些功能性單體從而在成膜過程中通過分子內或分子間的交聯基團反應形成立體網狀結構的聚合物。王海僑1等將含有雙鍵的硅烷偶聯劑（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，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，通過檢測分析發現，乳注對顏料具有很好的潤濕分散性，制得的油墨具備優異的耐濕摩擦性、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、耐化學性、抗沖擊性、柔軟性及相容性等優點，正不斷完善并開拓著越來越廣泛的應用領域。劉云發用自制的水性聚氨酯樹脂制備絲網印刷用的水性油墨，且試驗證明該水性油墨對尼龍、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為主要連結料，進行水性油墨制備實驗，分析了水性油墨的抗水性、光澤度、初干性和細度等性能指標。結果表明，利用聚氨酯代替傳統樹脂連結料能制備綜合性能優異的環保型水性油墨，增稠劑提高了油墨的黏度，促進顏料的均勻分散；表面活性劑分子提高水性油墨體系的穩定性。

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，已被油墨制造廠商廣泛應用；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、光學性能等，得到的PUA也綜合了PU和聚丙烯酸酯的優點。劉曉麗6等用聚氨酯對室溫交聯型丙烯酸酯乳液進行改性，由于兩種乳液在性能上存在互補性，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復合乳液，由其配制的水性油墨具有良好的穩定性和耐水性，并且對PET薄膜和BOPP薄膜都具有較好的附著力。

2.水性絲網油墨特點

水性油墨體系中水表面能較大，所以對顏料的分散要求較高。高品質水性絲網印刷油墨需要優化組合分散樹脂和顏料、研磨分散設備及介質、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的水性油墨來適應印刷中的設備和承印物特點。另外，水性油墨的PH值對顏料的穩定性影響較大，當PH值變化時可能會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，會使原本分散穩定的體系發生顏料聚集，導致油墨粒徑變大、分布變寬。變大、變寬的粒徑分布會對油墨印刷時的墨厚、流動性、光澤度產生不利影響，因此，在制備高品質水性絲網印刷油墨時，一定要控制好油墨的PH值。

水的蒸發潛熱能較傳統溶劑高很多，從而在水性油墨的使用中干燥性要求是影響油墨應用效果的關鍵因素。水性油墨印刷中首先調整控制好粘度和PH值，然后再根據實際印刷速度調節水性油墨干燥設備風力及溫度等。另外，干燥溫度應視不同承印物以及印刷面積而定。此外，改進網印水基油墨干燥性能的另一種措施是，在印刷加工之前，添加少量的交聯劑來改進這種含水體系的抗稀釋劑、抗堿和抗酸性能。

3.總結

現在中國在油墨方面還沒有嚴格的環保法規，但是油墨行業會像中國涂料行業一樣，環保法規遲早要出臺。無揮發性有機物質油墨（UV油墨和大豆油油墨）和水性油墨是現今油墨工業的必然發展方向。國內的油墨工業必須打住機遇，迎接挑戰，走水性油墨工業化發展方向。雖然水性絲網油墨是今后絲網油墨的重要發展方向之一，但對它的開發仍存在一些不足，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

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