水溶性热固型玻璃丝网印刷油墨制备及性能研究

深圳市汉龙科技开发有限公司 刘晓国 邓海军

水溶性热固型玻璃丝网印刷油墨制备及性能研究

深圳市汉龙科技开发有限公司 刘晓国 邓海军

前 言

随着玻璃丝网印刷油墨产品生产和应用量的增加，油墨中有机溶剂（VOC）对环境造成的污染、对人体的毒害以及易燃易爆造成的安全隐患越来越严重。水溶性玻璃丝网印刷油墨作为同类溶剂型油墨的替代产品，由于用水作稀释剂，所以产品具有不易燃、不易爆、低毒、对环境污染小、产品成本低等特点，属于环保、资源节约型油墨产品。油墨的水性化，关键是作为主要成膜物的共聚物的水性化。

作为油墨产品主要成膜物的水溶性树脂主要有水溶性聚酯、水溶性聚酯改性聚氨酯、水溶性环氧共聚物和水溶性丙烯酸（酯）等。其中发展最快、应用最广的是水溶性丙烯酸（酯）共聚物。水溶性丙烯酸（酯）共聚物作为水溶性油墨的主要成膜物，因为其在配方设计中，要考虑共聚物的水溶性，必须要有足够量的含羧基单体，而羧基单体的含量太大会影响漆膜的性能，所以，单纯的丙烯酸（酯）合成的水溶性共聚物作为油墨主要成膜物，其成膜性能在耐溶剂、耐碱性及耐水性等方面均不尽人意。

此外，由于所含羧基单体的玻璃化温度均比较高，导致漆膜较脆，因此，人们采用其它原料对其进行改性，以达到应用的目的。本文介绍水溶性有机硅改性丙烯酸（酯）共聚物作主要成膜物的水溶性热固型玻璃丝网印刷油墨产品的制备和性能研究。

实验与结果

1．实验材料

表1 原料

2．水溶性热固型玻璃丝网印刷油墨配方

水溶性热固型玻璃丝网印刷油墨配方见表2。

3．水溶性热固型玻璃丝网印刷油墨制备

按配方将固化剂、偶联剂、助剂先用助溶剂溶解，一边搅拌，一边慢慢地加入到水溶性热固型硅丙树脂中，搅拌均匀后高速分散30分钟以上，再边搅拌边加水混合均匀，调节粘度到规定值，用400目筛网过滤即得水溶性热固型玻璃丝网印刷油墨产品。

表2 水溶性热固型玻璃丝网印刷油墨配方

表3 水溶性热固型玻璃丝网印刷油墨性能指标性能指标

表4 水溶性热固型玻璃丝网印刷油墨涂膜性能指标

4．水溶性热固型玻璃丝网印刷油墨性能指标

不同配方水溶性热固型玻璃丝网印刷油墨性能指标性能指标见表3。

5．水溶性热固型玻璃丝网印刷油墨涂膜制备

取一定量水溶性热固型玻璃丝网印刷油墨置于400目丝网印版上印刷在50mm×50mm×3.2mm钢化玻璃板上，表干后，放入烘箱烘烤，烘烤温度为170±2℃，烘烤时间为8min，涂膜厚度控制在10±1μm。将玻璃板放入干燥器冷却放置12h后检测涂膜性能。

6．水溶性热固型玻璃丝网印刷油墨涂膜性能指标

不同配方水溶性热固型玻璃丝网印刷油墨涂膜性能指标见表4。

由表4可知，水溶性热固型玻璃丝网印刷油墨分别采用325、N85和3175固化剂，其涂膜附着力均能达到0级。将表4涂膜的硬度、耐丁酮擦拭、耐5%NaOH浸泡、耐100℃水浸泡和耐水浸泡性能指标描绘在坐标图上，见图1、图2、图3、图4。

结果讨论

从图1可知，在配方其它组分不变的情况下，改变固化剂的种类，涂膜的硬度也会发生变化，其中采用325固化剂的硬度比采用N85固化剂和3175固化剂更高；而采用N85固化剂的硬度大于采用3175固化剂的硬度。采用325、N86和3175三种固化剂按同比例混合，涂膜硬度可达到2H，可以满足彩晶玻璃油墨对涂膜的要求。

由图2可知，在配方其它组分不变的情况下，改变固化剂的种类，涂膜的耐丁酮擦拭性能也会发生变化，其中采用325固化剂的耐丁酮擦拭比采用N85固化剂和3175固化剂的更好；而采用N85固化剂的耐丁酮擦拭性能比采用3175固化剂的好。采用325、N86和3175三种固化剂按同比例混合，涂膜耐丁酮擦拭性能可达到110次，可以满足彩晶玻璃油墨对涂膜的要求。

由图3可知，在配方其它组分不变的情况下，改变固化剂的种类，涂膜的耐5%NaOH浸泡性能也会发生变化，其中采用325固化剂的耐5%NaOH浸泡性能比采用N85固化剂和3175固化剂的都要差；采用N85固化剂的耐5%NaOH浸泡性能比采用3175固化剂也要差。而采用325、N86和3175三种固化剂按同比例混合，涂膜耐5%NaOH浸泡性能超过单独使用上述任一固化剂的性能效果，这主要是因为三种固化剂共用后所产生的协同效应所致。

由图4可知，在配方其它组分不变的情况下，改变固化剂的种类，涂膜的耐水煮性能也会发生变化，其中采用N85固化剂的耐水煮性能比采用3175固化剂和325固化剂的都要好；采用3174固化剂的耐水煮性能比采用325固化剂要好。而采用325、N86和3175三种固化剂按同比例混合，涂膜耐水煮性能达到了其中三种固化剂中效果最好的一种，这是因为三种固化剂共用后所产生的协同效应所致。

由图5可知，在配方其它组分不变的情况下，改变固化剂的种类，涂膜的耐水浸泡性能也会发生变化，其中采用3175固化剂的耐水浸泡性能比采用N85固化剂和325固化剂的都要好；采用N85固化剂的耐水浸泡性能比采用325固化剂要好。而采用325、N86和3175三种固化剂按同比例混合，涂膜耐水煮性能达到了其中三种固化剂中效果最好的一种，这是因为三种固化剂共用后所产生的协同效应所致。

综上所示，在水溶性热固型玻璃丝网印刷由配方开发中，采用氨基、苯代氨基和异腈酸酯三种固化剂复配，可以实现复配效果的协同性。达到涂膜附着力、硬度、耐丁酮擦拭性能、耐水煮性能和耐水浸泡性能最好的效果。