有關醇酯溶聚氨酯連接料對凹版里印印刷油墨性能影響的研究

汪澤宇

摘 要：簡述了凹版里印油墨中所使用的聚氨酯連接料的結構特點、各種聚氨酯連接料合成所用原材料對油墨應用性能的影響及改變合成配方對油墨應用性能的影響。

關鍵詞：聚氨酯;油墨;凹版里印

油墨中的聚氨酯連接料被稱為油墨的心臟，其重要性不言而喻。目前市面上聚氨酯連接料種類繁多，主體結構和存在的官能團也各有不同，應用于油墨中所展現的性能差異較大，本文所研究的即是改變聚氨酯連接料的結構對油墨性能的具體影響。

1 聚氨酯連接料合成原材料

聚酯多元醇、聚醚多元醇、IPDI、TDI、MDI、HMDI、

二正丁胺、乙二胺、二甘醇。

2 聚氨酯連接料分子結構對油墨應用性能的影響

2.1 聚氨酯連接料分子結構對油墨在基材上的附著力的影響

本文通過幾種方式調整分子結構，用于油墨中，有效提升了其在OPP膜上的附著力。

方法一：降低聚氨酯分子質量，用4000分子質量和2000分子質量的聚酯多元醇拼混合成預聚體，擴鏈封端后的聚氨酯連接料中含有部分較小分子質量的分子，應用于油墨中，可增加油墨對印刷薄膜的潤濕作用，從而提升附著力。

方法二：用低極性的十八胺合成鏈狀小分子，添加到常規聚氨酯連接料產品中，控制兩者互溶性，保證產品透明清澈，可有效提升其用于油墨中在OPP膜上的附著力。

方法三：用聚酯多元醇和聚醚多元醇拼混合成聚氨酯連接料。由于醚鍵極性較低，可有效降低聚氨酯連接料產品的整體極性，從而提升其用于油墨中在OPP膜上的附著力。

2.2 聚氨酯連接料分子結構對油墨咬色現象的影響

筆者在實驗過程中發現，在保證前色墨徹干，后色墨中溶劑比相同的情況下進行疊色，添加不同種類聚氨酯連接料會出現不同程度的咬色現象。由此判斷，后色墨中聚氨酯連接料的分子結構與咬色有直接關系。對聚氨酯預聚體中R值做梯度合成試驗，保證聚氨酯連接料整體軟硬段比例相同，得到的最終產品用于油墨中，同等封端比例下，R值高于1.7后的聚氨酯連接料用于后色油墨中，開始出現咬色現象，且隨R值增大，咬色現象逐步加重。由于當R≤1.7，封端10%的條件下，聚氨酯連接料粘度無法滿足所有客戶需求，因此，本人固定R值，封端不同比例，相同R值條件下，封端比例越高，聚氨酯分子質量越大，咬色現象也越嚴重。

2.3 聚氨酯連接料分子結構對油墨轉移的影響

由于凹版印刷機理所致，凹版印刷的色彩飽滿度，很大程度決定于油墨是否能順利的流入版輥的網眼中，而影響油墨流動性的主要因素就是聚氨酯連接料的結構及粘度。通過試驗驗證發現，用軟段含量偏高，分子量偏小的聚氨酯連接料所配油墨具有更好的印刷色彩飽滿度。具體試驗數據如下：

考慮到凹版里印印刷油墨多數情況需要配套復合工藝，筆者將印刷樣品復合CPP薄膜，在拉力機上測試復合強度，數據顯示強度大小隨軟段占比上升而下降。

3 聚氨酯連接料中各類原材料對油墨應用性能的影響

3.1 聚酯類與據醚類多元醇對油墨應用性能的影響

多元醇為聚氨酯連接料的軟段構成，是聚氨酯連接料在油墨中的應用性能的主要影響因素之一。選用不同分子量聚酯型、聚醚型多元醇合成聚氨酯連接料，測試其應用性能。相同分子量的情況下，聚酯類多元醇分子鏈中含有眾多酯鍵基團，相比于聚醚類多元醇，由于酯鍵基團具有一定極性，它更易約束軟段分子鏈的運動，使其分子鏈的柔韌性降低。因此，相同分子量多元醇采用相同配方合成的連接料，聚酯類的拉升強度要明顯高于聚醚類。隨著多元醇分子量上升，聚酯類與聚醚類多元醇所合成的聚氨酯連接料機械性亦有不同的變化趨勢。此外，隨著多元醇分子量的增大，連接料硬段的結晶程度隨之降低，從而降低連接料的力學性能。根據上述連接料自身特點，反應在油墨中的性能亦有差異。①結晶程度降低，拉伸強度降低，拉伸率增加，抗反粘減弱;②結晶程度增加，光澤度、溶解性降低

3.2 連接料中硬段對油墨應用性能的影響

選用BDO、MPD、NDG為擴鏈劑驗證性能，擴鏈劑結構中含有側基，減弱大分子間的作用力和結晶性，所得聚氨酯透明性好，易反粘。NDG透明性最好，BDO抗反粘最好（對稱結構，溶解性最差），NDG支鏈較多，剝離強度較小，抗反粘差，MPD綜合性能最佳。

4 結語

聚氨酯連接料對油墨性能的影響多樣且復雜。本文中各項試驗均為控制單一變量所得結果，但油墨中各項性能對應的影響因素較多，固本文中各項試驗結果準確性有待進一步驗證。

參考文獻：

[1]牛倩倩.綠色印刷水性凹印油墨及其性能研究[D].西安：西安理工大學，2017.

[2]石晶 凹版印刷白色油墨性能研究[D].西安：西安理工大學，2016.