有关醇酯溶聚氨酯连接料对凹版里印印刷油墨性能影响的研究

汪泽宇

摘 要：简述了凹版里印油墨中所使用的聚氨酯连接料的结构特点、各种聚氨酯连接料合成所用原材料对油墨应用性能的影响及改变合成配方对油墨应用性能的影响。

关键词：聚氨酯;油墨;凹版里印

油墨中的聚氨酯连接料被称为油墨的心脏，其重要性不言而喻。目前市面上聚氨酯连接料种类繁多，主体结构和存在的官能团也各有不同，应用于油墨中所展现的性能差异较大，本文所研究的即是改变聚氨酯连接料的结构对油墨性能的具体影响。

1 聚氨酯连接料合成原材料

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 聚氨酯连接料分子结构对油墨应用性能的影响

2.1 聚氨酯连接料分子结构对油墨在基材上的附着力的影响

本文通过几种方式调整分子结构，用于油墨中，有效提升了其在OPP膜上的附着力。

方法一：降低聚氨酯分子质量，用4000分子质量和2000分子质量的聚酯多元醇拼混合成预聚体，扩链封端后的聚氨酯连接料中含有部分较小分子质量的分子，应用于油墨中，可增加油墨对印刷薄膜的润湿作用，从而提升附着力。

方法二：用低极性的十八胺合成链状小分子，添加到常规聚氨酯连接料产品中，控制两者互溶性，保证产品透明清澈，可有效提升其用于油墨中在OPP膜上的附着力。

方法三：用聚酯多元醇和聚醚多元醇拼混合成聚氨酯连接料。由于醚键极性较低，可有效降低聚氨酯连接料产品的整体极性，从而提升其用于油墨中在OPP膜上的附着力。

2.2 聚氨酯连接料分子结构对油墨咬色现象的影响

笔者在实验过程中发现，在保证前色墨彻干，后色墨中溶剂比相同的情况下进行叠色，添加不同种类聚氨酯连接料会出现不同程度的咬色现象。由此判断，后色墨中聚氨酯连接料的分子结构与咬色有直接关系。对聚氨酯预聚体中R值做梯度合成试验，保证聚氨酯连接料整体软硬段比例相同，得到的最终产品用于油墨中，同等封端比例下，R值高于1.7后的聚氨酯连接料用于后色油墨中，开始出现咬色现象，且随R值增大，咬色现象逐步加重。由于当R≤1.7，封端10%的条件下，聚氨酯连接料粘度无法满足所有客户需求，因此，本人固定R值，封端不同比例，相同R值条件下，封端比例越高，聚氨酯分子质量越大，咬色现象也越严重。

2.3 聚氨酯连接料分子结构对油墨转移的影响

由于凹版印刷机理所致，凹版印刷的色彩饱满度，很大程度决定于油墨是否能顺利的流入版辊的网眼中，而影响油墨流动性的主要因素就是聚氨酯连接料的结构及粘度。通过试验验证发现，用软段含量偏高，分子量偏小的聚氨酯连接料所配油墨具有更好的印刷色彩饱满度。具体试验数据如下：

考虑到凹版里印印刷油墨多数情况需要配套复合工艺，笔者将印刷样品复合CPP薄膜，在拉力机上测试复合强度，数据显示强度大小随软段占比上升而下降。

3 聚氨酯连接料中各类原材料对油墨应用性能的影响

3.1 聚酯类与据醚类多元醇对油墨应用性能的影响

多元醇为聚氨酯连接料的软段构成，是聚氨酯连接料在油墨中的应用性能的主要影响因素之一。选用不同分子量聚酯型、聚醚型多元醇合成聚氨酯连接料，测试其应用性能。相同分子量的情况下，聚酯类多元醇分子链中含有众多酯键基团，相比于聚醚类多元醇，由于酯键基团具有一定极性，它更易约束软段分子链的运动，使其分子链的柔韧性降低。因此，相同分子量多元醇采用相同配方合成的连接料，聚酯类的拉升强度要明显高于聚醚类。随着多元醇分子量上升，聚酯类与聚醚类多元醇所合成的聚氨酯连接料机械性亦有不同的变化趋势。此外，随着多元醇分子量的增大，连接料硬段的结晶程度随之降低，从而降低连接料的力学性能。根据上述连接料自身特点，反应在油墨中的性能亦有差异。①结晶程度降低，拉伸强度降低，拉伸率增加，抗反粘减弱;②结晶程度增加，光泽度、溶解性降低

3.2 连接料中硬段对油墨应用性能的影响

选用BDO、MPD、NDG为扩链剂验证性能，扩链剂结构中含有侧基，减弱大分子间的作用力和结晶性，所得聚氨酯透明性好，易反粘。NDG透明性最好，BDO抗反粘最好（對称结构，溶解性最差），NDG支链较多，剥离强度较小，抗反粘差，MPD综合性能最佳。

4 结语

聚氨酯连接料对油墨性能的影响多样且复杂。本文中各项试验均为控制单一变量所得结果，但油墨中各项性能对应的影响因素较多，固本文中各项试验结果准确性有待进一步验证。

参考文献：

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

[2]石晶 凹版印刷白色油墨性能研究[D].西安：西安理工大学，2016.