水性油墨连接料的合成及应用研究

王旭　宋助钢

摘 要：随着科技的不断发展，水性油墨作为安全环保的新型油墨在包装印刷行业应用极为广泛。水性油墨是以水稀释型树脂和水分散乳液型等连接料作为原料而加工制得的，水性油墨由于是以水作为溶解的载体，使其具有安全、环保且挥发性有机气体非常少等特点，使得水性油墨具有良好的实用价值和广阔的应用前景。水性油墨连接料是制得水性油墨的主剂，对于油墨的黏度、干燥性及印刷性能等起到重要的影响作用。因此，连接料在油墨的制备过程中是十分重要的，水性油墨连接料的合成和应用关系着水性油墨性能的改良，从而影响着水性油墨的质量性能和应用范围。本文通过介绍水性油墨连接料的合成和开发进展来分析水性油墨连接料的应用前景和发展趋势。

关键词：水性油墨；连接料合成；应用分析

0 引言

随着社会经济和科技的不断发展，“环保、绿色、清洁”等发展理念越来越受到人们的广泛关注和社会各界的大力提倡，油墨作为印刷行业的必需品，其发展与印刷行业的快速发展有着直接的关系。随着经济水平和人们生活水平的不断提高，市场对于印刷品的需求量不断扩大，那么市场对于油墨的需求量也会随之增加。在“环保、绿色、清洁”等发展理念的不断倡导和深入下，环保安全型油墨的发展将会受到广泛的关注和专业人员的深入研究，水性油墨作为安全环保的新型油墨将会受到人们的广泛研究和开发。

1 水性油墨连接料

1.1 水性油墨连接料的简介

水性油墨主要有主剂和助剂两大部分组成，其中主剂又分为水性连接料和颜料，助剂又包括消泡剂、分散剂、干燥性调整剂、色调调整剂及流动性能调整剂等等。在水性油墨的制备过程中水性连接料是作为主要的连接相原料在和分散相的色浆混合，然后加入助剂调试，从而制成水性油墨产品。因此，在油墨的制备过程中连接料起到了关键的作用，就好比人体的心脏，在保证油墨良好的黏度、干燥性及印刷等性能方面具有重要的作用。

1.2 水性油墨连接料的开发进展

由于水性连接料在水性油墨制备过程中和油墨性能方面所起到的重要作用，使得人们在水性油墨的研发中对连接料的研究最多。水性油墨连接料主要有水稀释型和水分散型两种，在不断的开发和研究过程中水性油墨可细分为：碱溶型、水溶型和乳液型。首先，碱溶型油墨主要是由于使用的高分子树脂含有亲水性的羟基、羧基等能与碱性物质如氨或者胺类物质反应的基团，在水性油墨印刷到承印物上后，经过干燥的过程，其生成的胺类物质会挥发，而使得留在承印物的油墨达到耐水的性能。第二，水溶型油墨的连接料是水溶性的树脂，如聚丙烯酸水溶性树脂、富马酸改性松香水性树脂等。第三，乳液型的水性油墨主要是利用在水中可以扩散和分散的不溶性连接料制备，通常这类连接料含有乙烯或丁苯类的聚合物，如利用丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸共同通过预乳化加工来制得乳液型的连接料等。

2 水性油墨连接料的合成

2.1 水稀释型连接料的合成

水稀释型连接料主要是具有水溶性的树脂，如改性松香水溶性树脂、水溶性丙烯酸树脂、紫胶等。其中，改性松香水溶性树脂可以通过利用富马酸和季戊四醇对天然的松香进行改性来制备溶解性能优良且具有较高软化温度的水性连接料，同时还可以利用丙烯酸对天然的松香进行改性，然后与聚乙烯醇缩丁醛共聚来制得粘结性能优良且水溶性好的水性连接料。例如，水性聚氨酯水溶液的合成制备，主要是通过多元醇和异氰酸酯先合成预聚物，再根据引入亲水性基团的比例可以制得水稀释型的聚氨酯水溶液的连接料。又如，丙烯酸水溶性树脂的制备需要有带氨基或羧基的乙烯类共聚单体，然后利用有机酸对预聚体进行中和反应来达到合成的丙烯酸侧链待有阴离子或者阳离子，此外还可以在制备的过程中加入一定的亲水性助剂来增加丙烯酸树脂的水溶性，从而来合成良好性能的水稀释型油墨连接料。

2.2 水分散型连接料的合成

水分散型连接料主要是乳液型水溶性树脂，通过在松香与马来酸酐反应的体系中加入聚酰胺来得到的产物用于乳液丙烯酸树脂的改性，然后再加入少量的丙醇来制得水分散型的连接料用于改善水性油墨的耐水性和印刷适应性。此外，可以利用丙烯酸树脂和水性聚氨酯采用乳液聚合的方法来制备聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液型分散连接料。例如，水性聚氨酯的乳化制备法，在制备水性聚氨酯时通过引入亲水性的扩链剂即带有亲水基团的扩链剂来增加由低聚物多元醇和异氰酸酯合成的聚氨酯的亲水性能，从而利用扩链剂上亲水基团的亲水性能来进行聚氨酯的乳化反应，即通常所说的自乳化作用，进而合成乳液型的水性聚氨酯连接料，并且可以通过在合成聚氨酯的过程中调节亲水基团和疏水基团的加入比例來制备水溶性的聚氨酯或者是水分散型的聚氨酯。另外，在聚氨酯的制备过程中亲水基团的引入主要是采用单体扩链法。在聚氨酯的制备中首先是合成聚氨酯的预聚体，然后根据不同的扩链方法进行亲水基团的加入，通常有丙酮法、熔融分散法、异氰酸酯封端法及预聚物分散法等等。

3 水性油墨连接料的应用分析

3.1 水性油墨连接料的应用发展趋势

在水性油墨中常用的连接料丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、水性聚氨酯等都受到了人们的广泛研究和开发。其中，水性聚氨酯由于其具有可裁剪性的特点在水性油墨的制备和性能改良方面应用较多，通过改性技术和工艺，可以对水性油墨的结构和组成进行有效的控制，从而使得水性油墨涂膜的强度、耐磨性、耐温变性能等都有较大程度的提高。目前，环保型的水性油墨主要应用于柔性版和凹版印刷，这些印刷方式的产品主要集中在食品包装、儿童玩具包装等方面。因此，水性油墨连接料的开发和应用研究对于水性油墨的发展发挥着重要的作用，是安全环保型水性油墨行业可持续发展的关键。

3.2 水性油墨连接料的应用实例分析

目前，在水性油墨连接料中应用比较多的是水性聚氨酯。由于聚氨酯是含有氨基的甲酸酯聚合物，还含有一些脲键、醚键等，由多元醇的聚合软段和异氰酸酯及亲水性扩链剂的硬段组成，在整个聚氨酯的分子链中由于软段和硬段的分子结构和组成的差异，使得两段的热力学性能差异很大，这就使得在整个大分子的内部形成微相区，使聚氨酯的耐磨性、耐溶剂性能等非常的优异。水性聚氨酯作为油墨连接料，它既有溶于水的聚氨酯种类，又有可以在水中分散形成乳胶型的连接剂，在整个分子中不含甲苯、丁酮等有毒有害的物质，适应于现代“绿色、环保、安全”的发展理念，在油墨的连接料中既可以作为水稀释型连接料，又可以作为水分散型连接料。

4 结语

随着社会“清洁、环保、绿色”发展理念的不断提倡和深入，水性油墨作为安全、环保的新型油墨产品将具有巨大的发展潜力和应用前景。水性油墨连接料在水性油墨的制备过程中起到非常关键的作用，连接料的好坏直接关系到制备的油墨产品的黏度、干燥性及印刷性能的好坏，进而影响着水性油墨的质量性能和应用范围。水性油墨连接料的研究和开发是水性油墨研发的热门课题，水性油墨连接料的环保性、安全性的研究和开发是适应社会“绿色、环保”发展理念的必然趋势。水性油墨连接料按照水稀释型和水分散型的类别来进行合成和其应用研究是水性油墨性能改善和提高的关键，通过分析连接料的合成和应用研究来达到水性油墨应用范围的扩大和应用领域的多样化，进而实现水性油墨行业的可持续发展。

参考文献：

[1]胡龙.特种水性油墨连接料的合成及应用[D].广州：广东工业大学，2015.

[2]李玉南.水性油墨连接料的合成及其在BOPP薄膜上的应用[D].北京：北京化工大学， 2013.

[3]甘长凤，徐群娜，周建华，等.聚丙烯酸酯类乳液型水性油墨连接料的研究进展[J].材料导报，2013，27（11）：89-92.

[4]韩罗琳.水性油墨用聚丙烯酸酯乳液的合成及性能研究[D].北京：北京化工大学，2016.

作者简介：

姓名：王旭（1989- ），性别：男，籍贯：天津，民族：汉族，学历：本科，毕业于天津工业大学，现有职称：助理工程师，研究方向：油墨连接料。