摘  要：目前国内BOPP薄膜的油墨是采用CPP作为油墨粘接剂，水相法生产CPP属于清洁工艺，实验表明水相法CPP所制成油墨在色泽、表观性能等还需要进一步完善和提高，其它指标基本满足QB/T2024-94要求。

     关键词：氯化聚丙烯     水相法    油墨

前言

      氯化聚丙烯（CPP）是聚丙烯（PP）的重要化学改性产品之一，根据氯含量的不同分别应用于涂料、粘合剂、油墨载体等领域，在我国消费比例是：油墨载体约占61%、涂料约占27%、粘合剂约占5%，其它7%，在凹版复合油墨中70%以上是氯化聚丙烯为主的BOPP专用墨。CPP最先是由美国的Herciles Powder公司于上世纪六十年代投入生产，随后日本的东洋合成、旭电化也相继投入工业化生产，我国氯化聚丙烯具有工业化规模装置的建成是在上世纪九十年代，到目前为止已有近十家大小不等的氯化聚丙烯生产线，目前总产量约为2000~3000吨/年，2005年国内实际需求量约为5000~6000吨/年。国外生产企业基本都采用水相法或替代溶剂法等清洁环保工艺路线，我国基于技术因素目前全部都是CCL4溶剂法或类似工艺，“清洁生产水平”是评价一种技术先进性的重要指标，安徽省化工研究院“氯化工程技术中心”多年来一直致力于水相法氯化高聚物的研究，本文试验原料氯化聚丙烯就是该院的水相法产品,水相法氯化聚丙烯在复合油墨中的应用国内还未见有报道，本文针对这方面做了一些探索，为先进的氯化聚丙烯合成工艺在我国推广做一些基础工作。

1实验部分

1． 1主要原料

氯化聚丙烯
试样 外观 氯含量（%） 水分（%） 溶解度（%） 粘度（25℃），pa?s 热分解温度（℃） 生产工艺 产地 备注
CPP-1 淡黄色颗粒 45 ＜1 ＞20 0.19 ＞90 水相法 安化院
CPP-2 黄色颗粒 25 ＜1 有不溶物 0.21 ＞90 水相法 安化院
CPP-3 淡黄色颗粒 40 ＜1 ＞20 0.50 ＞90 水相法 安化院 PP粉与其它不同
CPP-4 淡黄色颗粒 37 ＜1 ＞20 0.22 ＞90 水相法 安化院
金珠江 淡黄色颗粒 36 ＜1 ＞20 未测 ＞90 溶剂法 广州珠江
BOPP薄膜：经电火花处理后表面张力值为38×10-5~40×10-5N/cm

1. 2主要设备

SK2砂磨机：0.55kw、2800r/min、江阴精细化工机械厂
钢化玻璃球：直径1.2~3mm，玻璃球总体积占分散筒体的60%左右
球磨机、凹版轮转印刷机等

1． 3基本配方

配方组成 重量百分比（%）
CPP 7
颜料 20
甲乙酮 17
甲苯 56

1．4制墨工艺

球磨工艺：按配方量加入所有的材料，球磨48小时，细度达到油墨要求时出料。
砂磨工艺：①把配方中氯化聚丙烯溶解在一定量甲苯中，形成胶料。
          ②把配方中其它物料及剩余的溶剂混合在一起，在砂磨机中循环砂磨3.5小时。
          ③将溶解好的胶料和砂磨好的其余物料在砂磨机中再次共同循环砂磨20分钟，出料。

 
2结果与讨论

2．1实验结果

样品 指标 备注
氯化聚丙烯溶液颜色 附着力 粘度（S） 油墨表观性能
CPP-1 琥珀色 ≦75 14.6 针孔较多 水相法
CPP-2 红棕色 ≧95 15.5 针孔较多 水相法
CPP-3 红褐色 ≦75 106.7 针孔较多 水相法
CPP-4 琥珀色 ≧95 20.0 针孔较多 水相法
金珠江 淡黄色 ≧95 20.4 针孔较少 溶剂法
注：样品CPP-4采用砂磨工艺，协作单位：芜湖长江油墨厂。其余样品采用球磨工艺，协作单位：黄山新力油墨厂。

2．2实验讨论

2．2．1色泽

     水相法生产的氯化聚丙烯无论是固体颗粒还是配制的溶液都比溶剂法的产品颜色深，这是因为溶剂法是将原料PP粉溶解在CCL4等溶液中，形成均相反应，在不需要很高的反应温度就使氯原子均匀地接在PP分子链中。而水相法是非均相反应，IPP是典型的非极性的结晶高聚物，室温下不溶于一般溶剂中。如要打破其规整的结晶，则需要较高的反应温度（通常﹥120℃），才能获得溶解性好的CPP，高温又会产生分解反应，使物料变黄。从目前来情况看，做浅色油墨水相法CPP产品不如溶剂法。

2．2．2粘度

    氯化聚丙烯的粘度直接影响最终油墨的粘度，氯化聚丙烯的粘度与以下因素有关：①原料-聚丙烯，特性粘度和熔体指数是聚合物分子量大小的反映，如采用的是特性粘度小，熔体指数大的PP粉，则最终产品CPP粘度就较大；如采用的是特性粘度大，熔体指数小的PP粉，则最终产品CPP粘度就较小。②氯含量，同种PP原料，若产品的氯含量高，则CPP溶液粘度小，反之，若产品的氯含量低，则CPP溶液粘度高，这是因为CL是极性基团，CPP的极性随氯含量的增加而增强，分子间的内聚力也逐渐增大，在象甲苯那样的非极性溶剂中，受溶剂的作用力很小，分子链会变得较为卷曲，因而粘度逐渐降低。选择合适分子量大小的PP和氯的含量，水相法CPP完全能满足凹版复合油墨的要求。在实验结果中也反映出水相法CPP粘度可调。

2．2．3附着力

     塑料表面张力小于100mN/cm,属于难附着的低能表面，CPP含有极性的基团对聚丙烯产生良好的粘结作用，水相法氯化聚丙烯具有较高的结晶度，有较高的表面张力，它的粘结性（粘结系数）大于均相氯化聚丙烯，但两者的粘结性均随氯化度的提高而变小，从实验中可以看出氯含量过高或过低都会使附着力降低。粘结强度也随结晶度的提高而增加。

2．2．4油墨的表观性能

     从表中可以发现本次实验的水相法氯化聚丙烯油墨针孔较多，主要因素存在于以下两方面。①产品的挥发份，送去实验的4批氯化聚丙烯样品，均在实验室放置近半年，可能吸收了空气中的水份和灰份。②产品中残留酸。本品为水相法产品，在反应过程中是以水为分散介质，氯气在反应过程中一部分溶解在水中形成盐酸，产品在反应结束时不可避免附着盐酸，而我们送去实验的产品没有进行很好的中和与洗涤，当油墨在BOPP干燥时，随着溶剂的挥发，残留的HCL也被带出，这样就会在油墨表面形成针孔。

2．2．5制墨工艺

     球磨工艺是利用介质（球）的湍流、剪切、磨擦来分散物料，是间歇操作，使用球磨机，没有飞扬和气味散发，劳动强度较小，但噪声大，效率中等。
 
     砂磨工艺生产时胶料和色料应分开制备，如果一开始就在砂磨机中放入连结料等材料和固体成分进入研磨，则不易研碎，因为连结料黏度大，缓冲了玻璃球在高速下同油墨中所有固体成分的碰击力，砂磨机生产效率高、生产量大、可以连续生产。

3、结语

     由本次实验可知，水相法氯化聚丙烯在颜色和后处理等生产工艺方面进一步完善，基本能满足QB/T2024-94凹版复合塑料薄膜油墨的要求，与溶剂法CPP油墨性能接近。其它型式指标如初干性、溶剂残留等还需试验。油墨的加工与应用是一项繁重的工作，油墨原材料、配方、生产工艺、印刷技术等都是影响油墨应用的因素。尽管氯化聚丙烯复合油墨是使用的苯系溶剂，但在聚氨酯类油墨的价格问题、醇溶性和水溶体系油墨的印刷适性问题都没有得到很好解决的今天，研究水相法氯化聚丙烯还是有切实的现实意义。

来源：油墨资讯