环保型丙烯酸酯类醇溶油墨树脂制备方法的研究

贺 媛，陆明莲，罗海英

（西北民族大学，甘肃兰州 730000）

环保型丙烯酸酯类醇溶油墨树脂制备方法的研究

贺 媛，陆明莲，罗海英

（西北民族大学，甘肃兰州 730000）

以甲基丙烯酸甲酯作为硬单体，乙酸乙烯酯和丙烯酸丁酯作为软单体，丙烯酸作为功能单体，偶氮二异丁腈为引发剂，乙醇和乙酸乙酯作为混合溶剂进行溶液聚合，制备了丙烯酸酯类环保型醇溶油墨树脂。研究了其中主要单体的含量以及溶剂的组成对油墨树脂性质的影响。结果表明，当甲基丙烯酸甲酯含量为11%，乙酸乙烯酯含量为13%，丙烯酸丁酯含量为20%，丙烯酸含量为2.5%，丙烯酸羟丙酯含量为3%，引发剂浓度为0.5%，乙酸乙酯含量为25%，乙醇含量为25%，反应温度为75℃时可以通过共聚反应得到了性能良好的醇溶性油墨树脂，使用这种树脂制备的油墨具有良好的醇溶性，附着牢度、着色力、复合强度以及适宜的粘度具有较好的应用性。

环保；共聚；丙烯酸酯；油墨

伴随着印刷行业的发展以及对于环保性要求的日渐提高，性能优良、环保型好的醇溶性丙烯酸酯类油墨已成为当前油墨行业发展的主要趋势［1］。丙烯酸酯类树脂是一种共聚物，通过选择合适的单体，可以得到综合性能优良并且可调控性强的油墨树脂，能较好地满足目前印刷行业对于油墨的要求［2］。醇溶油墨使用乙醇作为溶剂，环保性好，乙醇与塑料表面的润湿性较好，乙醇挥发性也好于水［3］。此外，醇溶油墨印刷工艺与苯溶油墨类似，可以在现有的任何设备上使用，因此醇溶油墨是最适合代替苯溶油墨进入工业生产的产品［4］，兼具良好的使用性能和环保性能。本研究采用多组分溶液共聚的方法制备了一种性能优良、环保无毒的油墨用树脂。

1 实验部分

1.1 原料

甲基丙烯酸甲酯（MMA，AR），上海永正化工有限公司；乙酸乙烯酯（VAc，AR），上海山浦化工有限公司；丙烯酸（AA，AR），上海山浦化工有限公司；丙烯酸羟丙酯（HPA，AR），上海建信化工有限公司；丙烯酸丁酯（MA，AR），上海试剂一厂，上海山浦化工有限公司；乙醇（EtOH，AR），西安三浦化学试剂；乙酸乙酯，（EAC，AR），烟台市双双化工有限公司；偶氮二异丁腈（AIBN，CP），天津市凯信化学工业有限公司。

1.2 油墨树脂的制备方法

按照配方比例将全部溶剂混合为组分A，全部单体和引发剂混合为组分B。取70%的组分A和25%的组分B加入四口烧瓶中，开启搅拌并加热至75℃。在回流的条件下反应40min后，用4～4.5h的时间滴加剩余组分B，滴加完毕后继续保温3～4h，加入剩余的组分A，混合均匀后降温出料得到产品油墨树脂。

1.3 树脂性质的测定

使用涂膜法测定树脂的醇溶解率。

依据国标GB/T2793—1995测定固体质量分数，用干物法测定转化率。

1.4 油墨性能表征

使用1.2制备成品油墨，再依据国家行业标准QB/T2024—2012测定所得油墨的牢度、着色度、光泽、粘度，复合强度、残余有机溶剂含量等性能。

1.5 分子量的测定

采用安捷伦公司1200型号凝胶色谱，使用国标GB/ T21863—2008测定产物分子量及分子量分布。

2 结果与讨论

2.1 单体组成与配比对油墨树脂性能的影响

丙烯酸酯类树脂有很多种类，不同的单体具有不同性质。本实验选用MA和VAc 为软单体，增强油墨树脂的柔性和附着牢度；MMA为硬单体，增强树脂硬度和强度；AA和HPA为功能性单体，AA通过羧基增加树脂的醇溶性和使用性能；HPA提高树脂转化率。

本文首先研究了主要单体MA，VAc，AA的含量对于树脂及油墨性能的影响。

2.1.1 MA用量对油墨树脂性能影响的研究

MA是一种柔顺性很好的物质，加入到共聚物中会提高树脂的附着力和柔性。印刷用油墨对于柔性要求较高，因此在MA是对油墨性能影响较大的一种单体，也是其中含量最高的一种单体。

表1 MA用量对油墨树脂性能的影响

由表1可以看出，MA作为配方中的主要软单体，随着配方中含量的增加，可以提高最终油墨产品的胶带牢度、颜料的分散性、着色力和光泽性。从MA的结构来说，主链碳架较长，侧链带有酯基，因此主链容易旋转，分子链柔性较好，加入到油墨配方中可以提高油墨的附着强度和着色力。但是，由于自身与乙醇的溶解性不好，用量增加会降低树脂的醇溶性，MA的用量在20%较好。

2.1.2 VAc用量对油墨树脂性能影响的研究

由于VAc本身具有较好的醇溶性，因此在油墨树脂中主要起到醇溶性调节作用，也会增加体系的柔性。

Study on Preparation Method of Environmental Protection Type Acrylate Alcohol Soluble Ink Resin

He Yuan，Lu Ming-lian，Luo Hai-ying

With methyl acrylate as hard monomer，vinyl acetate and butyl acrylate as soft monomer，acrylic acid as functional monomer，two azo AIBN as initiator，ethyl acetate and ethanol as solvent mixture was prepared by solution polymerization of acrylic resin and environment-friendly alcohol soluble ink.The effect of the content of the main monomer and the composition of the solvent on the properties of ink resin was studied.The results show that when methyl methacrylate content is 11%，the content of vinyl acetate was 13%，butyl acrylate acrylic acid content is 20%，the content of 2.5%，hydroxypropyl acrylate content is 3%，the concentration of initiator is 0.5%，the content of ethyl acetate is 25%，the content of ethanol was 25%，the reaction temperature is 75 degrees centigrade by copolymerization the good performance of the alcohol soluble ink resin，the resin prepared by alcohol soluble ink with good adhesion，fastness，tinting strength，composite strength，and suitable viscosity has better application.

environmental protection；copolymerization；acrylate；ink

TQ638；TQ316.334

A

1003-6490（2016）07-0007-02

2016-07-06

甘肃省高等学校科研项目（项目编号：2015B-010）。

贺媛（1983—），女，甘肃兰州人，讲师，主要研究方向为绿色环保材料。