一、水基油墨与现代印刷 众所周知，印刷术是中国古代四大发明之一。印刷离不开油墨，早期的油墨与墨水一样都是水基的；但由于当时的印版多为木材雕刻而成，木版遇水容易变形，所以人们逐渐淘汰了水基油墨。 随着现代材料技术的发展及各国环保法规对排放有机挥发物的标准越来越严格，水基油墨在全球的应用也越来越普及。我国目前水基油墨的年产量大约为10万吨，今后这一数字还将大幅增长。

     二、油墨中常用水基树脂特点分析 与普通油墨所用树脂相比，可用于制造水基油墨的树脂品种十分稀少，主要为两大类：一类是水稀释型聚合物，大多采用高酸值碱溶型树脂，如马来松香脂或聚丙烯酸树脂；另一类是水分散型即乳液聚合物，主要是改性丙烯酸乳液。在我国，大部分水基油墨所用树脂为马来松香脂，约占总用量的70%，这类树脂具有价格便宜、制作工艺简单、油墨光泽度高等优点，缺点是树脂溶解性差，必须用乙醇胺等难挥发的碱作为中和剂，同时使用醇类或醚类作为助溶剂，因此制造的油墨印后抗水性差、印刷过程不稳定，不能印刷高质量的印品。为了提高马来松香油墨的质量，通常我们向其中加入丙烯酸乳液，这样制成的油墨抗水性会有所改善，但印刷适性没有大的改变，同时成本大大提高。 制造丙烯酸树脂类水基油墨一般不会只使用单一品种的树脂，通常采用水稀释性树脂研浆，再加入多种乳液型树脂，如成膜型乳液、非成膜型乳液、遮盖型乳液等以满足不同的印刷需求。因而制造一种好的丙烯酸树脂油墨需要操作者具备较高的技术水平和丰富的实践经验。 对于大多数水稀释型树脂来说，树脂粘度与含量及pH值之间的变化关系是非线性的，如图1、2所示。油墨在印刷过程中，随着水和氨的挥发，其粘度不断变化，如果产生突变对印刷无疑是十分不利的。在油墨中加入助溶剂可以解决这一问题。但大多数的丙烯酸乳液在助溶剂中容易破乳，油墨存放过程中的稳定性得不到保证。而许多薄膜材料的印刷，由于印刷条件的局限，必须在油墨中加入大量溶剂来调整干燥速度，因此目前的水基油墨在薄膜印刷方面无法取得突破性进展。

      三、新型树脂在水基油墨中的应用 随着现代高分子理论的发展，我们对高分子表面活性剂结构与性能的关系了解得越来越清楚。从理论上讲，几乎所有的可用于传统油基油墨的树脂如聚酯、酚醛、脲醛、醇酸、环氧、聚酰胺及聚氨酯等通过分子间的接枝共聚均可制成水溶性树脂。当然，实现这一目标一方面需要有高超的合成技术，另一方面对油墨中颜料与树脂的关系及树脂与承印物材料的关系要有清楚的认识。可喜的是，经过十几年的努力，我们在这一领域已经获得了突破性进展，开发出了可用于制造水基凹版及柔性凸版油墨的改性聚脂型水基树脂及可用于薄膜印刷的改性水基环氧树脂。 对于纸制品的柔版和凹版印刷而言，水是一种十分理想的溶剂—无毒、价廉、印刷过程稳定；但是，由于水在纸张上迅速渗透，树脂会随着进入纸张内部而使颜料表面的成膜树脂减少，造成印品光泽度低、浮色严重、油墨附着力差。目前的马来松香脂和水稀释型丙烯酸树脂都存在这样的问题。为了解决水稀释型树脂在纸张上严重渗透的问题，我们开发了改性水基聚酯，这种树脂在结构上与传统树脂不同，如传统的苯乙烯—丙烯酸树脂结构为—A—B—A—B—，而改性聚酯结构为—A—A—B—B—C—C—，其合成方法是：首先将亲水性弱的A类材料预聚成低分子树脂，然后通过B类树脂将其与亲水性强的C类材料预聚物连接，形成一个新的高酸值树脂（AV≥160mgKOH/g）。由于高分子链上不同部位的羧基与NH4 +的亲和性不同，所以印刷在纸张表面上的油墨随着氨（NH3）的渗透和挥发，树脂中A段高分子会迅速丧失亲水性，阻止了树脂向纸张中的渗透；同时由于树脂疏水性的形成，可以加速油墨中水的渗透，提高油墨的干性。

       因此，使用这种树脂制造的水基油墨，即使不加助溶剂，也可具有良好的干燥性能，从而大大降低了油墨的挥发性有机物水平。 改性水基聚酯不仅可以作为分散用的水稀释型树脂使用，同时可以用来制造高光快固着树脂油代替丙烯酸乳液。用此类树脂制造水基油墨方法简单，十分容易掌握；制成的油墨颜色鲜艳，印刷过程稳定、不增稠、不糊版、适性良好，印品网点清晰、光泽度高、抗水性好，完全适合中高档的柔版和凹版印刷，特别是用此树脂制造的水基凹印墨，其印品质量已接近溶剂型凹印墨，即使不加任何助溶剂，在高速下印刷高光铜版纸，印品也能迅速干燥而无粘脏之虞。 改性水基聚酯的另一个重要特点是经济性。由于制造高档油墨不用加丙烯酸乳液，因而油墨成本大幅降低，平均每吨油墨可降低成本2000～ 3000元。 新型水基聚酯与马来松香脂及各种丙烯酸乳液可以相互拼混，如采用聚酯制成氨化树脂油加入到普通的松香型油墨中，不仅改善了油墨的抗水性，提高了印品的光泽度，而且改进了印刷适性，同时成本也没有太大提高。 薄膜材料如聚酯、聚乙烯、聚丙烯等的印刷，目前主要采用溶剂油墨。虽然有少数厂家推出了水基薄膜印刷油墨，但干燥速度、油墨附着力、印品复合性能等无法满足多方面的要求，同时售价昂贵，无法推广应用。在我国，用于薄膜印刷的机器如塑料凹印机比较普及，所用油墨价格便宜，但其中多用芳香烃作为溶剂，这对环境的污染、工人健康的损害以及印品作为包装材料所含有毒物质对包装物的二次污染提出了一个迫切需要解决的问题。

      使用水——醇体系可以实现环保目标，但目前的水——醇基树脂由于分子间的氢键作用，溶剂释放慢、树脂很难干透，难以实现高速印刷。为了解决这些问题，我们开发了可以在水、醇、脂肪烃混合溶剂中溶解的新型树脂。这类树脂可以根据不同的用途制成改性环氧树脂、聚氨脂或聚酰胺树脂。我们相信：随着这一树脂体系的完善，在不远的将来，一种全新的环保型油墨将代替传统的塑料油墨，它不仅可以完全去掉苯类有毒害的溶剂；而且价格也不会有明显的变化。 总之，在不同的印刷领域，水基油墨都将有不同凡响的表现。当然，多功能水基树脂的开发和生产是实现这一目标的关键。

转载自：北京鑫融安科贸有限公司