丙烯酸改性松香水性連接料的制備和性能研究

1、丙烯酸改性松香水性連接料的制備和性能研究preparation and properties of acrylic acidmodified rosin binder摘要水性連接料是水性油墨的重要組成部分，連接料的性能會(huì)直接影響到水性油墨的 性能。用松香來制作連接料價(jià)格低廉，性能優(yōu)異，環(huán)境污染小。但是松香又存在易結(jié) 晶、酸值高、不耐氧化等缺點(diǎn)，因此使用丙烯酸對(duì)松香進(jìn)行改性。木文通過丙烯酸對(duì)松香進(jìn)行改性，確定了松香與丙烯酸的最佳反應(yīng)工藝條件，即 為：反應(yīng)溫度190°c，催化劑的用量為松香質(zhì)量的3.0% ,反應(yīng)吋間為1. 5h,松香與 內(nèi)烯酸的用量配比為4.5:1。經(jīng)過三次穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)證明

2、，所得反應(yīng)條件為最佳合成工 藝，加成物含量均在86%左右。木文通過實(shí)驗(yàn)，研究了連接料屮各組分用量對(duì)制成連接料的性能的影響。丙烯酸 用量會(huì)影響到改性松香連接料的ph值以及改性程度；乳化劑的用量會(huì)影響到連接料 的固含量，乳化劑越多，連接料的固含量則越高，連接料的干燥性以及固著性也就越 好。溶劑的用量會(huì)影響連接料的黏度以及潤(rùn)濕性。根據(jù)各組分對(duì)連接料性能的影響， 可以由此制備不同用途及需求的連接料以及油墨。關(guān)鍵詞：丙烯酸松香水性油墨乳化劑摘要i目錄i1緒論11本文的研究意義11.1.1印刷用水性油墨的現(xiàn)狀11.1.2松香水性連接料的研究意義11.2改性松香連接料的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀21.2.1 改性松香連接未

3、*國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀31.2.2 改性松香連接料國(guó)外現(xiàn)狀51.3改性松香連接料的發(fā)展趨勢(shì)61.4木文實(shí)驗(yàn)測(cè)定項(xiàng)目及測(cè)定方法。62改性松香連接料的制備82實(shí)驗(yàn)儀器82.2 實(shí)驗(yàn)材料82.3 丙烯酸改性松香的制備92.3.1 92.3.2 改性松香的制備過程92.4丙烯酸改性松香連接料的制備112.4.1 制備的實(shí)驗(yàn)原理112.4.2 制備的實(shí)驗(yàn)過程112.5本章小結(jié)123實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析143成膜性實(shí)驗(yàn)143.1.1改性松香成膜的原理143 1 2143.2測(cè)定固含量163.2.1固含量測(cè)定原理163.2.2固含量測(cè)定結(jié)論183.3 測(cè)定ph值183.3.1 ph值測(cè)定理論183.3.2 改性松香連接料ph

4、值的測(cè)定193.4測(cè)定黏度213.4.1黏度測(cè)定理論213.4.2 黏度的測(cè)定223.5 測(cè)定接觸角233.5.1 接觸角測(cè)定理論233.5.2載玻片上接觸角的測(cè)定255 結(jié)論2728參考文獻(xiàn)1緒論1.1本文的研究意義1.1.1印刷用水性油墨的現(xiàn)狀世界在不斷發(fā)展，隨著人們的環(huán)保意識(shí)越來越高，“綠色”印刷材料開始受到了 人們廣泛地關(guān)注，水性油墨的研究和應(yīng)用也應(yīng)運(yùn)而生。水性油墨因?yàn)榫邇拥臀廴拘浴?低揮發(fā)性、不可燃性、無毒性以及無異味等特點(diǎn)，受到人們?cè)絹碓蕉嗟臍g迎。并被稱 為新型的“綠色”印刷材料。水性油墨也簡(jiǎn)稱為水基墨，是由連接料、高級(jí)顏料、溶劑和助劑經(jīng)科學(xué)復(fù)合加工 研磨而成。水性油墨和油性油墨主

5、要區(qū)別是，溶劑型油墨以有機(jī)溶劑作為溶劑，而 水性油墨以水(45%50%)作為溶劑，因此水性油墨才會(huì)有voc含量極低、毒性小及不 易燃等優(yōu)點(diǎn)受到更大的青睞，并作為綠色印刷材料在軟包裝以及食品包裝印刷行業(yè) 內(nèi)迅速發(fā)展。近些年來，由于社會(huì)對(duì)人類健康和環(huán)境保護(hù)越來越重視，以及溶劑型油 墨存在存放危險(xiǎn)、易燃等弊端，使得水性油墨的研制更加顯示其重要性。1.1.2松香水性連接料的研究意義由水溶性或者水分散性高分子樹脂作為連結(jié)料，再由有機(jī)顏料、溶劑水和相關(guān)助 劑共同組成。連結(jié)料在油墨當(dāng)屮起著非常重要的作用，它是在油墨制造屮研濟(jì)色粉的 基料，以及流動(dòng)相和油墨干燥過后的成膜性物質(zhì)，直接決定了油墨的性能和印刷效果,

6、 比如粘度、光澤度、附著力和干燥性。連結(jié)料的技術(shù)創(chuàng)新決定了油墨的技術(shù)革新，水 性油墨在發(fā)展過程中，性能不斷的捉高，并發(fā)展成功能多樣性以及印刷適性不斷捉高 的油墨。作為水性油墨的連接料，丙烯酸改性松香的性能會(huì)非常大的地影響油墨的質(zhì) 量。連接料組成油墨的流體部分，能使色料即顏料于分散設(shè)備上分散均勻；在承印物 上牢同附著，而月.會(huì)使油墨具冇必要的光澤、印刷轉(zhuǎn)移性和干燥性能，使油墨可以在 印刷后形成均勻的膜層。此外，根據(jù)使用目的的不同，述可具冇不同的耐抗性。眾所 周知，在網(wǎng)印用油墨的制造行業(yè)小，連接料是水性油墨的主要組成，能水溶性松香是 用來制備水性網(wǎng)印油墨連接料的主耍材料。因?yàn)樗詷渲B結(jié)料相當(dāng)于水

7、性油墨的心 臟材料，所以水性樹脂的研制非常重耍。多元酸改性松香竣酸基樹脂(以下簡(jiǎn)稱松香 樹脂)是一種被大而積應(yīng)用于制造水性油墨的連接料，在實(shí)際生產(chǎn)過程小，口前有很 多的水性油墨生產(chǎn)廠家一般使用松香樹脂來制造水性油墨，而用來生產(chǎn)此類松香樹脂 使用的主耍材料是天然松香，也就是大家所說的天然樹脂。松香作為廉價(jià)的天然樹脂 乙一，被非常廣泛的用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)各部門，但是由于其易氧化、結(jié)晶趨勢(shì)大、軟 化點(diǎn)低等缺點(diǎn)，局限了它在很多領(lǐng)威的應(yīng)用。現(xiàn)在正在應(yīng)用中的很多油溶性的在水性油墨制造所用的連接料中所使用的松香， 一般是先用其他的一些化工產(chǎn)品把松香改性后才能利用各種高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑、多種多 元瞇、各種多元醇等溶

8、解成有一定流動(dòng)度、流體、黏度等的黏稠狀的物質(zhì)糊狀體, 這些經(jīng)過了混合制備了的中間產(chǎn)物在獲得了一系列特有的性能后才可以作為普通的 水性油墨的相關(guān)連接料。松香是我國(guó)林化產(chǎn)品中非常主要的產(chǎn)品z,因?yàn)槠鋺?yīng)用范 圍廣泛，其在連接料方面的應(yīng)用，是用松香酯以及氫化松香酯作為基本原料，常用 作印刷用油墨中的連接料。如上文所述，因?yàn)樗上惚旧砭哂胁荒脱趸?、容易結(jié)晶等缺 點(diǎn)，使它的直接應(yīng)用受到諸多限制。連接料中的醇酸樹脂是很重要的工業(yè)材料，主要 的原料為二元酸，目前為止最常用的為己二酸與苯肝，但兩者的價(jià)格都有較大波動(dòng), 所以可以考慮用內(nèi)烯酸來代替二元酸對(duì)松香進(jìn)行改性，既降低了成本，同時(shí)乂引入新 基團(tuán)，可以對(duì)最終樹脂

9、的性能有較大的改善。再利用松香結(jié)構(gòu)中的二個(gè)活性基團(tuán):竣 基和共轆雙鍵，在實(shí)驗(yàn)室合成的丙烯酸改性松香，并以改性過的松香作為原料，與多 元醇進(jìn)行酯化反應(yīng)，就可得到一種用于水性油墨的水溶性的樹脂連接料。松香還被稱為“生長(zhǎng)于樹上的石油”，是由從松樹等針葉樹木上采集的松脂原料 進(jìn)行加工，成本低廉，并且是產(chǎn)量很大的可再生資源。按原料的不同可大概分為脂松 香、木松香以及浮油松香這三種。世界上主要生產(chǎn)松香的國(guó)家有中國(guó)、美國(guó)以及印度 等國(guó)家。由于世界上的各個(gè)國(guó)家都越來越注重生產(chǎn)環(huán)節(jié)的環(huán)保化，特別是美國(guó)、日木 等發(fā)達(dá)國(guó)家，在印刷過程中選擇污染較小，較為環(huán)保的水性油墨。而由于松香價(jià)格便 宜，有點(diǎn)多等因素，因此很多松

10、香都用丙烯酸改性后，改善性能后作為連接料進(jìn)行水 性油墨的制作。綜上所述，丙烯酸改性松香水性連接料對(duì)于水性油墨是非常重要的，因此，對(duì)內(nèi) 烯酸改性松香水性連接料的研究也是十分必要和重要的。1.2改性松香連接料的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀1973年左右，全世界爆發(fā)了一場(chǎng)嚴(yán)重的石油危機(jī)，石油及其衍生產(chǎn)品的價(jià)格快 速飄升。直到如今，石油資源仍然是各國(guó)爭(zhēng)奪的重點(diǎn)資源，石油資源與國(guó)家的安全和 經(jīng)濟(jì)命脈密切相關(guān)。但是由于石油資源的日益匱乏，世界各國(guó)已經(jīng)開始積極尋求可以 替代石油的能源。與此同時(shí)，隨著人們的環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)，安全綠色環(huán)保已經(jīng)是新世 紀(jì)的發(fā)展主題。由于溶劑型油墨用芳香坯化合物作為溶劑，不但造成了環(huán)境污染，還 是有害物

11、質(zhì)，嚴(yán)重威脅著人類的生存環(huán)境和健康。這種化合物溶劑通常會(huì)采用以下兒 種方法來處理，一種是為機(jī)器安裝能夠冋收溶劑的裝置，將在生產(chǎn)過程中揮發(fā)出來的 芳香族化合物溶劑進(jìn)行冋收，然后焚燒，或者用可以分解有機(jī)溶劑的微生物處理。另 外一種方法是應(yīng)用毒性較小，環(huán)境污染較低的溶劑來代替芳香類溶劑。由于前面一種 方法的成本高，所以一般情況下應(yīng)用后者。如今的發(fā)展趨勢(shì)是用水性油墨取代溶劑型 油墨。水性油墨己經(jīng)在國(guó)外占有了審場(chǎng)大部分份額，很多發(fā)達(dá)國(guó)家陸續(xù)出臺(tái)限制溶劑 型油墨在食晶和醫(yī)療包裝領(lǐng)域應(yīng)用的政策。尤其美國(guó)的環(huán)保法嚴(yán)格限制揮發(fā)性有機(jī)化 合物的使用量。美國(guó)、德國(guó)、日本、英國(guó)等技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家在包裝材料的卬刷上用無

12、苯稀釋劑型油墨或水性油墨來取代原來的溶劑型油墨。在我國(guó)，水性油墨的開發(fā)技術(shù) 還不非常完善，產(chǎn)品存在著光澤度低，耐水耐洗刷性差等一系列問題。所以，國(guó)內(nèi)市 場(chǎng)上所用的水性油墨產(chǎn)品主要依賴于進(jìn)口，價(jià)格昂貴，成本升高。通過開發(fā)一種高性 能的水性油墨連接料來提高水性油墨的各項(xiàng)性能是當(dāng)務(wù)z急。目前在發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，如美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、日本、加拿大等都在大力發(fā)展并 使用水性油墨，但根據(jù)美國(guó)印刷技術(shù)基金會(huì)的調(diào)查證明，溶劑型油墨應(yīng)用量仍然占有 美國(guó)市場(chǎng)非常大的比例。水性油墨目前還僅僅是用于紙張、紙板卬刷，從國(guó)際卬刷的 發(fā)展趨勢(shì)來看，因?yàn)榛A(chǔ)材料和油墨配方的不斷研制成功，發(fā)展出水性油墨在其他領(lǐng) 域方面的應(yīng)用，包描

13、塑料包裝、紙張以及金屬箱、各類薄膜、紙箱等特種油墨。美國(guó) 已經(jīng)開始研究用水墨的鬪珠筆芯，在將來溶劑型油墨將會(huì)被限制使用。國(guó)內(nèi)水性油墨 開發(fā)和應(yīng)用相對(duì)比較少，提高油墨的水性化的比率和發(fā)展水性油墨技術(shù)，來滿足國(guó)內(nèi) 市場(chǎng)需要以及岀口，將會(huì)是國(guó)內(nèi)油墨制造工業(yè)的一次巨大革命。1.2.1改性松香連接料國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀崔錦峰等人將改性過的改性松香樹脂液與丙烯酸共聚乳液進(jìn)行了復(fù)配，并將這 種復(fù)配過的乳液用在了水性油墨里，得到了光澤度高、干燥速度快以及抗水性能很好 的水性油墨。哈爾濱工程大學(xué)的曹欣祥2】等用甲基丙烯酸甲酯mma、丙烯酸aa、以及丙烯酸疑 丙酯hpa等作為單體，采用溶液聚合法對(duì)水性丙烯酸樹脂進(jìn)行了合成。并

14、口對(duì)各合成 材料的用量、配比以及其它反應(yīng)條件對(duì)樹脂的固含量、透光率、水溶性、轉(zhuǎn)化率和黏 度等性能造成的影響進(jìn)行了研究，把合成的內(nèi)烯酸改性樹脂調(diào)配成油墨，并檢測(cè)性能, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)制成的水性油墨的各項(xiàng)性能均良好。華中師范大學(xué)的陳嵐卩等用了三種不同的方法包括半乳化法、溶劑法以及乳化法 合成了用于水性油墨中的水性丙烯酸樹脂，對(duì)比了一系列方法制備的樹脂以及其性能 的差杲，研究了不同方法里各種材料的用量以及反應(yīng)條件對(duì)樹脂性能的影響并且確定 了用于制備水性油墨的丙烯酸樹脂的最佳工藝條件。江南大學(xué)的劉濤等針對(duì)水性油墨以及柔性版印刷的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析了水性油墨 中的各成分對(duì)油墨各種性能的影響，總結(jié)出了油墨的各種性能

15、與印刷適性之間的關(guān) 系，運(yùn)用模糊理論法創(chuàng)建了水性油墨的質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)體系。進(jìn)而為合理的選用水性油 墨找到了一種行之有效的方法，并根據(jù)這種方法為印刷工藝的數(shù)據(jù)化以及標(biāo)準(zhǔn)化打下 了一定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。費(fèi)華等人5】用內(nèi)烯酸酯aa、丙烯酸hpa以及甲基丙烯酸甲酯mma為單體，并采用 了溶液聚合法來制備得到了丙烯酸溶液，乂利用醋酸乙烯、內(nèi)烯酸胺以及聚乙烯醇進(jìn) 行了改性，由此得到的樹脂在耐水性等各方面性能都超過了水性油墨的指標(biāo)。武漢大學(xué)的陳伊凡、呂宏偉等人利用了甲基丙烯酸、乙酸乙烯酯、丙烯酸丁酯 hpa、丙烯酸aa、甲基丙烯酸甲酯mma作為聚合單體，制備出了可以用于水性油墨中 的水溶性樹脂，由此研制的水性油墨性

16、能優(yōu)良。北京化工大學(xué)的馮俊紅等采用了乳液聚合方法，利用有機(jī)硅和粉體納米二氧化 硅對(duì)內(nèi)烯酸酯類聚合休系進(jìn)行改性研究，制備了干燥速度快、耐老化性和抗水性能良 好的丙烯酸樹脂。西安理工大學(xué)的方長(zhǎng)青岡等通過選用不同的材料，對(duì)水性油墨的不同配方進(jìn)行了 一系列的研究，主要針對(duì)水性油墨的穩(wěn)定性和抗水性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)水性油墨中的 增稠劑和水性乳液能明顯提高水性油墨的穩(wěn)定性和抗水性。林劍9等以丙烯酸丁酯hpa、甲基內(nèi)烯酸甲酯mma和丙烯酸aa為單體，為獲得 最佳的聚合工藝，對(duì)實(shí)驗(yàn)用量和各工藝條件進(jìn)行了研究分析，得出針對(duì)于這種聚合機(jī) 理的最佳工藝。浙江大學(xué)劉欣、阮丹柯等一直致力于用于水性油墨苯乙烯-丙烯酸樹 脂

17、的合成與改性研究，這種水性油墨有良好的干燥速度和抗水性。李玉平等通過利用硅烷偶聯(lián)劑改性納米二氧化硅，以mma和ba為單體，通過 核殼乳液聚合法合成了 si（v聚丙烯酸酯乳液，這種乳液有良好的熱穩(wěn)定性，可以有 效果提高膜的抗水性和抗紫外光，用于水性油墨中，使得水性油墨具有良好的附著牢 度和耐磨性。胡樂暉應(yīng)用種了聚合工藝分步聚合的方式，以甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、 內(nèi)烯酸乙酯、多烯基不飽和單體合成出核/中間層/殼三層結(jié)構(gòu)的乳液,再在較高溫度 下用氨水處理使乳膠粒中間層充分溶脹，通過一定的光學(xué)作用，乳液在干燥后就會(huì)擁 有良好的遮蓋性用這種乳液配制成水性油墨印刷后能得到色彩鮮艷、豐滿、遮蓋力 好的印

18、刷效果。黃志蛀說等研究出了三元內(nèi)烯酸酯（丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、內(nèi)烯酸）共聚 反應(yīng)里面的單體親水丙烯酸和過氧化苯甲酰的用量對(duì)共聚物造成的無皂水溶膠的表 面張力、穩(wěn)定性、流變性的影響。比較了共聚反應(yīng)條件對(duì)于無皂水溶膠用于水性油墨 的性能的綜合影響，確定了適用于制備交聯(lián)型水性油墨所用的丙烯酸酯共聚物的合成 條件，即丙烯酸為4%、過氧化苯甲酰的質(zhì)量濃度為1.8x 10-2 g/ml,并通過ir、nmr、 gpc對(duì)共聚物進(jìn)行了表征.湯建新等應(yīng)用種子聚合工藝，以偶氮二異丁膳為引發(fā)劑，用n,n-二甲基乙醇胺 為中和劑，將甲基丙烯酸甲酯（或苯乙烯）、丙烯酸、丙烯酸丁酯和n-輕甲基丙烯酰胺 四元單體共聚反

19、應(yīng)，合成了適用于柔性版四色套卬水性油墨的分散樹脂和成膜樹脂.王奇凡甲基丙烯酸輕乙酯、用甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸單體和丙烯酸丁酯聚合 而成的水性內(nèi)烯酸松香，再與失水蘋果酯樹脂進(jìn)行復(fù)配。這種丙烯酸松香擁有一些數(shù) 量的疑基，既可以與氨基樹脂進(jìn)行交聯(lián)，同時(shí)乂有著催化輕基與氨基樹脂交聯(lián)的作用, 可以形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)聚合物，因此制成的油墨具有良好的保光性、耐磨性、耐候性、附 著力和保色性。1.2.2改性松香連接料國(guó)外現(xiàn)狀utsunomiya shin15以 ch2crico2-xt和 ch2cr2co2（chr3chr4o） nh（x= li、na、 k、nr5r6r7r8,r58=h、cl3烷基、烷醇，便_

20、h、me,115）為單體而聚合成的 內(nèi)烯酸松香在室溫環(huán)境下，固含量為20%時(shí)，黏度是320 mpa- so并合成了其他一 種水性油墨，具有很好的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性。danjo keiji等以 ch3（ch2）mch o-（ch2ch2o）nxch2or（m= 1 30,n= 1 50, 甲基丙烯酰，x= h,so-3m+其中m4- =nh+4或金屬離子）、甲基內(nèi)烯酸酯以及改性的烯 內(nèi)基內(nèi)烯酰聚氧烷撐硫酸錢進(jìn)行聚合而得到的水性內(nèi)烯酸改性松香對(duì)顏料具有非常 好的穩(wěn)定性、分散性，并且它形成的墨膜具有良好的抗刮性。shanna mahendrak17等以 croorr h 或 c"烷基,r2=c8烷

21、基）為單 體而聚合成的內(nèi)烯酸樹脂，再加入光助劑，能生產(chǎn)出有特殊功能的水性油墨，這種油 墨在紫外光照射下能夠發(fā)出熒光。應(yīng)用這種丙烯酸樹脂制成的油墨可用于織物、紙張、 膠片、混凝土、塑料、金屬及木材上。su shiaonuny,8等以c心為烷基內(nèi)烯酸酯、乙烯基丙烯酸酯和甲基丙烯酸聚合而 成的丙烯酸乳膠聚合物具有非常高的粘著力，可應(yīng)用于不同種類的承卬物上.yoshida mitsuo19等用丙烯酸、乙基丙烯酸酯和丁基丙烯酸酯聚合成的乳液，以 及以2輕乙基甲基內(nèi)烯酸酯、苯乙烯丙烯酸酯和聚己烯乙二醇酯聚合的乳液復(fù)配成 為復(fù)合樹脂，能在室溫條件下保持3個(gè)月但它的黏度保持不變，使用在錫箔上可以具 有很好的抗

22、熱抗水性。dikr mestacth201等人將雙丙酮丙烯酰胺與丙烯酸類單體通過乳液聚合，將制得的 乳液與耕共混作為水性油墨的樹脂成分，很好地提高了水性油墨的耐磨性、抗水性和 附著牢度。美國(guó)專利us616285o0采用貳尿酸三烯丙酯、丙烯酸酯類單體、硼砂、1,3 一 內(nèi)二醇、1,2 乙二醇丁二烯瞇為反應(yīng)試劑和溶劑，通過乳液聚合法制備了一種高固 含量的耐熱水性乳液，將這種乳液用于制得的水性油墨具有很好的干燥速度、耐熱性 和抗水性。1.3改性松香連接料的發(fā)展趨勢(shì)在國(guó)內(nèi)，隨著社會(huì)不斷出現(xiàn)的食品衛(wèi)生、安全的問題，人們開始關(guān)注與其生活緊 密和關(guān)的日常材料是否安全和環(huán)保。而卬刷行業(yè)作為一種消息媒介，是與人

23、們的生活 離不開的，而目前印刷工廠是被定義為污染嚴(yán)重型，這主要是因?yàn)樗褂玫挠湍?以苯類等有毒物質(zhì)為溶劑，這種油墨的排放量大，而且還會(huì)殘留在印刷品上，對(duì)環(huán)境 和人類安全都存在許多不利的影響。因此，綠色環(huán)保型的水性油墨便引起了人們的普 遍關(guān)注。這主要是因?yàn)樗杂湍且运鳛橹饕軇?，不存在?duì)人體和環(huán)境有害的溶 劑，安全無毒，兒乎無排放，其在環(huán)保呼聲越來越高的社會(huì)大環(huán)境下，受到了廣泛的 歡迎。在我國(guó)卬刷行業(yè)也加大了對(duì)水性油墨的投入，在“十二五”規(guī)劃中，明確地提 出了未來的發(fā)展重心是水性油墨。因此水性油墨的發(fā)展是十分廣闊的，對(duì)它的研究與 開發(fā)也是具有很高的實(shí)用和指導(dǎo)意義。雖然水性油墨存在著許多優(yōu)

24、點(diǎn)，但它畢競(jìng)是一種新興的油墨，和其它成熟油墨相 比，其在不同的應(yīng)用領(lǐng)域和不同的印刷方式上還有待去開發(fā)研究，特別是其在性能上 存在的一些不足，如目前水性油墨都存在干燥速度慢，光澤度低，耐水性差和穩(wěn)定性 不足等。特別是在干燥速度和抗水性方面，只有解決好這些性能的不足才能更好地推 動(dòng)水性油墨的發(fā)展。目前，國(guó)內(nèi)在水性油墨方面的研究比較多，大都集中在通過研發(fā)適用于水性油墨 的水性樹脂，如丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂和苯丙樹脂等，但水性丙烯酸樹脂由于良好 的性能而成為最常用于水性油墨的樹脂，也成為科研人員研究的熱點(diǎn)，這些研究都集 中在就水性油墨的某方面不足，從樹脂合成方面著手去解決，然后再配置成油墨研究 其性能

25、是否提高，雖然水性油墨中的樹脂成份是影響水性油墨性能的關(guān)鍵因素，但是 由于水性油墨以水為主要溶劑，使得助劑對(duì)油墨性能的影響程度遠(yuǎn)比傳統(tǒng)溶劑型油墨 重要得多，甚至并不低于樹脂對(duì)油墨的影響程度，因此本課題研究不僅從樹脂的合成 上去解決水性油墨的一些問題，而且還考慮各助劑成份對(duì)油墨性能的影響，綜合這兩 方面的研究加以改進(jìn)研究。22】1.4本文實(shí)驗(yàn)測(cè)定項(xiàng)目及測(cè)定方法。木次實(shí)驗(yàn)主要研究丙烯酸改性松香連接料的制備，以及通過對(duì)連接料中各組成成 分的變化來研究連接料性能的影響因素。首先通過丙烯酸來對(duì)松香進(jìn)行改性，再通過 乳液聚合方法來將改性過的松香制備成改性松香連接料。木文通過各種手段對(duì)丙烯酸改性松香連接料的

26、性能進(jìn)行測(cè)定：（1）通過烘干對(duì)改性松香的成模性進(jìn)行研究，通過對(duì)涂在玻璃器皿上的連接料進(jìn)行 烘干，可以驗(yàn)證制備出的連接料的成膜性，并對(duì)成膜性的優(yōu)差性進(jìn)行探究。（2）通過ph試紙可以測(cè)定出各樣品的ph值，并通過ph值的大小可以推斷出樣品中 各物質(zhì)含量對(duì)連接料酸堿性的影響。（3）將制出的各組丙烯酸改性松香連接料的樣品放入烘干箱中，進(jìn)行烘干至恒重， 通過對(duì)烘干前后進(jìn)行對(duì)比即可得岀樣品的固含量，并且可以得出其中各種藥品含量對(duì) 連接料固含量的影響。（4）通過滴定法可以測(cè)定出各組樣木通過一定的口徑滴下所需要的時(shí)間。以此可以 大致推斷岀各組樣晶的黏度，從而研究岀各種藥晶含量對(duì)連接料黏度的影響。（5）將各組樣品

27、的液滴滴到載物上，并用工業(yè)級(jí)攝像頭拍攝，并利用軟件可以算出 各組樣品的接觸角。即可得出各約品含量對(duì)接觸角的影響。2改性松香連接料的制備2.1實(shí)驗(yàn)儀器電子天平j(luò)y2 mmax=500g,上海蒲春計(jì)量?jī)x器有限公司；實(shí)驗(yàn)室電動(dòng)攪拌器 cxzr-jj1e,電源50hz 220v±10%,布局 立式，定時(shí)范圍0120min,電機(jī)功率 100w,轉(zhuǎn)速w3000傳/分可調(diào)，攪拌方式潛水式攪拌，噪音w40分貝，攪拌鼓 形狀圓槽型，長(zhǎng)沙光合重用電子電器有限公司；烘箱型號(hào)wgl-65b,溫度范圍5土 300攝氏度，電源電壓220±22伏特，頻率50±1赫茲，功率1500瓦，天津市泰斯

28、 特儀器冇限公司；實(shí)驗(yàn)室用電子調(diào)溫型加熱套98-i-b,容量規(guī)格250ml,電源電壓 220±10%伏特，最高使用溫度380°c,加熱功率150w,工作時(shí)間連續(xù)，外形尺寸 0220x165 (mm),重量2.5kg,天津市泰斯特儀器有限公司；溫度計(jì)，最高溫度300°c； 滴液漏斗，容量250ml；四口燒瓶，容量250ml；燒杯若干；膠頭滴管。圖2. 1 cxzr-jj1e型電動(dòng)攪拌器圖2. 2 98-i-b型電子加熱套2.2實(shí)驗(yàn)材料表2.1實(shí)驗(yàn)所需各種藥品作用一藥品原料松香改性酸丙烯酸乳化劑op-10乳化劑tween-80催化劑對(duì)苯二酚溶劑異丙醇表面活性劑十二烷基

29、苯磺酸鈉松香，（特級(jí)），福建產(chǎn)；丙烯酸，（分析純），天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司；op-1o, （分析純），天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司;tween-80,（化學(xué)純），天津市永大化 學(xué)試劑有限公司；對(duì)苯二酚，（分析純），天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司；十二烷基苯 磺酸鈉，（分析純），天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司；異內(nèi)醇，（分析純），天津市光 復(fù)科技發(fā)展有限公司。2.3丙烯酸改性松香的制備2.3.1改性松香的實(shí)驗(yàn)原理松香表面活性劑主要是針對(duì)松香中樹脂酸的竣基以及共轆雙鍵而進(jìn)行改性，樹脂 酸屮的三環(huán)菲骨架以及高級(jí)脂肪酸里的長(zhǎng)鏈桂基一樣都具有疏水基，乂可以通過竣基 和共轆雙鍵等活性基i才i而引入親水基。沒有

30、經(jīng)過改性的松香，結(jié)構(gòu)里仍然保留著兩個(gè) 容易氧化的雙鍵，不利于長(zhǎng)時(shí)間的儲(chǔ)存和使用。松香里的枷酸型樹脂酸因?yàn)槭艿接袡C(jī)酸、無機(jī)酸或遇熱的影響時(shí)會(huì)發(fā)生同分異構(gòu) 反應(yīng)，從而形成了有共振雙鍵型的左旋海松酸，達(dá)到了一種動(dòng)態(tài)平衡，并進(jìn)一步與丙 烯酸進(jìn)行了 diels-alder反應(yīng)，因此前者的一元竣酸就會(huì)轉(zhuǎn)化成二元竣酸，和關(guān)的主 要化學(xué)反應(yīng)如式（1）所示。卻cooh楓酸cooh左旋海松酸auhcoohd-a加成cooh丙晞海松酸2.3.2改性松香的制備過程（1）預(yù)加熱階段：在250 ml四口燒瓶中加入定量的粉碎的松香，升溫至90攝 氏度將松香熔化后攪拌。（2）當(dāng)溫度達(dá)到150170 °c時(shí)，加入催化

31、劑對(duì)苯二酚并將定量的內(nèi)烯酸緩慢 通過滴液漏斗，加入到液面下，并控制在lh內(nèi)加完，同時(shí)升溫至190200 °c。在 該溫度范圍內(nèi)反應(yīng)1.5ho（3）加成反應(yīng)結(jié)束后，降溫至170 °c出料即為改性松香，其顏色與原料松香沒 有很大的區(qū)別。（4）通過丙烯酸與松香的配比不同制備出多組不同的改性松香，用于過后的性 能檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)過程如圖2.3圖2.6所示圖2.3稱収一定量的松香圖2.4將松香放入四口燒瓶并放入加熱套圖2.5將松香加熱到融融狀態(tài)圖2.6繼續(xù)升溫并加入丙烯酸與對(duì)苯二酚2.4丙烯酸改性松香連接料的制備2.4.1制備的實(shí)驗(yàn)原理連接料是由少量天然樹脂、合成樹脂、纖維索、橡膠衍生物等

32、溶于干性油或溶劑 中制得。因?yàn)樗上銥橛袡C(jī)物，可以溶解于有機(jī)溶劑，因此這里用異丙醇來做溶劑用以 制作連接料。2.4.2制備的實(shí)驗(yàn)過程（1）將出料后的丙烯酸改性松香降溫至90攝氏度并進(jìn)行保溫。（2）將i二烷基苯磺酸鈉與乳化劑調(diào)配成復(fù)合乳化劑。（3）將乳化劑加入松香，保持溫度不變，并持續(xù)攪拌30分鐘。（4）升溫至130攝氏度，保持溫度恒定，用滴液漏斗將異丙醇滴入松香，在30分鐘內(nèi)緩慢加完，并充分反應(yīng)10分鐘。（5）出料即為丙烯酸改性松香水性連接料。實(shí)驗(yàn)過程如圖2.72.8所示圖2. 7稱取活性劑與乳化劑混合 圖2. 8將復(fù)合乳化劑加入改性松香并進(jìn)行攪拌岀料后即可得到丙烯酸改性松香水性連接料，根據(jù)制備

33、時(shí)加入的各種試劑的不 同，可以制出多組不同的連接料。松香在一定條件下會(huì)與丙烯酸發(fā)生diels-alder雙烯加成反應(yīng)，本文對(duì)產(chǎn)生影響 的各個(gè)因素：反應(yīng)溫度、催化劑的用量、反應(yīng)時(shí)間、原材料配比等因素進(jìn)行了研究; 通過本次試驗(yàn)，確定了松香和丙烯酸進(jìn)行反應(yīng)的最佳工藝條件：反應(yīng)時(shí)間l5h,催 化劑的用量為松香質(zhì)量的3.0%,反應(yīng)溫度190°c,松否與丙烯酸的用量配比為4.5 : 1。 經(jīng)過3次穩(wěn)定性試驗(yàn)可以證明，所得出的反應(yīng)條件是最佳合成條件，加成物含量在 86%左右。木實(shí)驗(yàn)做出了十組不同試劑配比的連接料，以研究不同試劑的不同含量對(duì)制出的 連接料性能上的影響。十二烷基苯磺酸鈉為表面活性劑，在

34、配比時(shí)不作變量考慮。對(duì) 苯二酚在實(shí)驗(yàn)中作為催化劑考慮，也不作變量考慮。實(shí)驗(yàn)按照使用乳化劑分成op10 以及tween-80兩種進(jìn)行。對(duì)苯二酚用量固定為0.2g,對(duì)苯二酚用量固定為3g。表2-1 為以opjo為乳化劑的制備，表2-2為以tween-80為乳化劑的制備。表2. 2以op-10作為乳化劑制備的改性松香連接料組目松香(g)丙烯酸(g)op-10(g)異內(nèi)醇(g)1208.88502208.85103208.8710表2. 3以tween-80作為乳化劑制備的改性松香連接料組目松香(g)丙烯酸(g)tween-80(g)異丙醇(g)420&85105208.8710620&

35、;89107208.856820&8589201151010206.65102.5本章小結(jié)(1) 通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)，結(jié)合水性柔版印刷油墨所用的丙烯酸樹脂要求，優(yōu)選 出合成丙烯酸的各種原料；甲基丙烯酸甲酯mma和丙烯酸丁酯ba為基木單體，丙烯 酸aa和丙烯酸輕丙酯hpa為功能單體，乳化劑為陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉 和非離子表面活性劑op-10,引發(fā)劑為過硫酸錢aps,碳酸氫鈉為ph緩沖劑，氨水 為中和劑。（2）乳液聚合中，乳化劑是十分重要的，乳化劑用量過多，導(dǎo)致膠束數(shù)量太多, 粒徑過小，聚合反應(yīng)過快，乳化劑用量太少，膠束數(shù)量過少，粒徑太大，聚合不均勻。 木研究根據(jù)實(shí)驗(yàn)探討了不同乳化

36、劑的比例與不同乳化劑量的乳化效果和對(duì)聚合凝膠 的影響,當(dāng)op-1o:sds=3:2,乳化劑的總量為單體總量的5%,能獲得良好的乳化效 果。（3）引發(fā)劑的用量與滴加方式對(duì)乳液聚合反應(yīng)也會(huì)產(chǎn)生較大的影響，通過實(shí)驗(yàn) 探討，當(dāng)引發(fā)劑為單體總量的0. 4%0. 6時(shí)，通過連續(xù)滴加方式，能獲得良好的效果。（4）氨水中和樹脂成鹽時(shí)，濃度過大容易引起乳液破乳，且氣味太大，濃度過 小，中和酸所用的氨水量需要太多，嚴(yán)重稀釋乳液，降低其固含量，通過實(shí)驗(yàn)探討, 當(dāng)氨水的濃度為1020%效果良好。（5）由于引發(fā)劑的分解會(huì)使聚合休系酸性增強(qiáng)，影響聚合速率，所以要加入適 量的緩沖劑以調(diào)節(jié)ph在中性左右，實(shí)驗(yàn)確定當(dāng)緩沖劑的量

37、為0.5g時(shí)，能達(dá)到較好的 效果。3實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析3.1成膜性實(shí)驗(yàn)3.1.1改性松香成膜的原理丙烯酸松香溶液的成膜性與聚合物玻璃化的轉(zhuǎn)變溫度相關(guān)。高聚物在室溫條件f 不可以形成連續(xù)膜，因?yàn)闃渲比犴g性，不能非常好的分散干燥產(chǎn)生岀的內(nèi)應(yīng)力，但 可以提高光澤度、膜硬度以及耐高溫性。低聚合物在常溫可以形成連續(xù)光滑膜，并具 有較好的抗水性，柔順性以及附著力，但因?yàn)樾纬傻哪ぽ^軟，容易豁連，在水墨使用 過程中引起糊版。松香的玻璃化傳變溫度的大小變化主要依靠調(diào)節(jié)軟硬單體間的配比 來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。bl陳嵐以正丁醇、異丙醇為溶劑，通過選擇不同的引發(fā)劑、不同溶劑、不同反應(yīng)時(shí) 間、單體配比等，研究了聚合體系屮的冇關(guān)影響

38、因素，討論了聚合工藝。得岀酸性單 體占總單體量的時(shí)，樹脂有較好的水溶性，軟硬單體比為時(shí)成膜性能較好。3.1.2改性松香成膜實(shí)驗(yàn)將制作成功后的丙烯酸連接料涂在玻璃血底部，然后放入烘箱屮120攝氏度進(jìn)行 烘干，拿出后觀察是否成膜。過程如圖3.1圖3.2。圖3.1將制好的內(nèi)烯酸改性松香涂在玻璃器皿上，放入烘箱中120°c烘干30min圖3. 2烘干后拿出發(fā)現(xiàn)改性松香己成膜圖3. 3川藥匙來刮改性松香結(jié)成的膜，發(fā)現(xiàn)成膜性良好，不容易刮掉經(jīng)過成膜性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，證實(shí)本實(shí)驗(yàn)制成的改性松香連接料在120°c具有較好的成 膜性，并且成膜有良好的附著性，不易脫落，3.2測(cè)定固含量3.2.1固含量

39、測(cè)定原理乳液是聚合物顆粒在水屮的分散休，所以乳液型連接料可稱為水分散型連接料。 乳液由于其粘度小，固含量高，用它作連接料可致油墨形成良好性能的墨膜。目前，研究者將不同種類的乳液應(yīng)用于水性油墨的制備中。如方長(zhǎng)青使用聚氨酯 乳液代替?zhèn)鹘y(tǒng)連接料樹脂制備水性油墨，制備岀了水性油墨；宙熊遠(yuǎn)欽將使用相反轉(zhuǎn) 法制備聚醜胺樹脂乳液制備水性油墨j"蔡棟宇利用制備的聚氨酷內(nèi)烯酸酷復(fù)合乳液 制備水性油墨。0將不同種類的乳液應(yīng)用于水性油墨有其各口的優(yōu)勢(shì)，同樣也有一定 不足，如原料價(jià)格高，合成復(fù)雜等。i占i含量大小影響著樹脂的快干性和光澤度，固含 量越大，連接料的光澤度越高，快干性越好。由于乳液的固含量高，乳

40、液的干燥性和 抗粘著性也較好。利用重量分析法測(cè)量乳液的i占i含量及單休轉(zhuǎn)化率。以對(duì)苯二酌溶液為阻聚劑，取 乳液放入已知質(zhì)量的培養(yǎng)皿中，置于120±10°c通風(fēng)干燥箱中，干燥至恒重。過程如 圖3.4圖3.5。圖3. 4將丙烯酸改性松香乳液裝入試管并放入烘箱進(jìn)行烘十圖3. 5烘t約5小時(shí)后將試管取出并進(jìn)行稱量 記錄下烘干前以及烘干后的重量 m試管的質(zhì)量，gg烘干前試樣與試管的質(zhì)量，g m2烘干后試樣與試管的質(zhì)量，g 稱量結(jié)果如表3所示。表3. 1各組實(shí)驗(yàn)成品實(shí)驗(yàn)前丿口質(zhì)最組目mmim245.187.387.0665.37.777.5375.217.627.4685.227.51

41、7.2495.057.256.95105.458.378.01并按下式計(jì)算乳液固含量。固含量 g= (m2 - m) / (mi- m) x 100% 結(jié)果如表3.2及圖3.6所示。表3. 2各組實(shí)驗(yàn)成品的固含最組目固含量485.45%690.28%793.36%888.21%986.36%1087.67%固含量固含量圖3. 6固含量測(cè)定折線圖3.2.2固含量測(cè)定結(jié)論通過固含量測(cè)定實(shí)驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)第七紐制出的改性松香的固含量是最高的。根據(jù) 第四組與第六組實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，得出乳化劑越多，固含量越高；第四組、第七組 和第八組實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，溶劑越少，固含量越高；對(duì)比第四組、第九組和第i組 實(shí)驗(yàn)結(jié)

42、果，可得出丙烯酸用量對(duì)固含量并無太大影響。3.3測(cè)定ph值3.3.1 ph值測(cè)定理論由于水性油墨大都使用堿可溶樹脂，因此大部分水性油墨都是處于堿性條件下， 而且在印刷過程屮堿性條件下有利于抑制泡沫的產(chǎn)生，所以需要加入ph值穩(wěn)定劑調(diào) 節(jié)和控制油墨ph,通常使用氨水或乙醇胺等作為ph值穩(wěn)定劑。在實(shí)際生產(chǎn)屮得出 當(dāng)水性油墨的ph值穩(wěn)定在8.29.7范圍內(nèi)時(shí)，能獲得良好的性能。當(dāng)ph大于 9.7吋，油墨屮屮和劑的量過多造成堿性太強(qiáng)，樹脂過度溶解，一方面降低了油墨黏 度，另一方面使得水分子更難脫離出來而使干燥速度變慢。而當(dāng)ph小于8.2時(shí)，油墨堿性太弱，樹脂溶解不充分，造成油墨性能不均勻，一方面由于樹脂

43、易絮集在一 起提高油墨黏度，另一方面絮集的樹脂難以有效地“鎖住”水分了使得水分了更易脫 離出來而使干燥的速度變快，干燥過快會(huì)使油墨在卬版上過快的干燥出現(xiàn)傳墨量少， 糊版等不良情況。絢當(dāng)油墨的ph小于7時(shí)，連接料的溶解性會(huì)下降，因此干燥速度加快，高黏度 導(dǎo)致了油墨屮會(huì)產(chǎn)生大量的凝塊，導(dǎo)致油墨轉(zhuǎn)移困難；當(dāng)油墨的ph在7.59.0之 間，內(nèi)烯酸松香乳液會(huì)具有良好的分散性，并使油墨以優(yōu)秀的流變性以及表面張力轉(zhuǎn) 移、鋪展到承卬物上，乳液的黏度增大；當(dāng)油墨的ph大于9.0,則黏度降低，干燥 速度減慢，水墨耐水性能變差。油墨的ph值反映的是油墨的酸堿程度，它是水性油墨制造過程中十分重要的 一個(gè)指標(biāo)，因?yàn)樗?/p>

44、間接影響水性油墨的許多性能，一般都控制在8.59.5左右，ph 值在這個(gè)范圍的水性油墨有較好的印刷適性，對(duì)于一些特殊用途的油墨如金、銀油墨 ph值要適當(dāng)?shù)鸵恍?。ph值的高低直接影響印刷品的好壞，水性油墨的ph值過高, 堿性太強(qiáng)，油墨的黏度變小，造成輸墨不均勻，卬刷品墨色較淺，干燥速度過慢，網(wǎng) 點(diǎn)擴(kuò)大嚴(yán)重，抗水性降低等；ph值太低，油墨的黏度較大，會(huì)造成網(wǎng)紋餛對(duì)油墨的 傳輸不穩(wěn)定不均勻，在后續(xù)過程中還很容易出現(xiàn)糊版、臟版的現(xiàn)彖。油墨連接料是油 墨的重要組成部分，而連接料的ph值乂是由連接料中的各成分決定的。這里用多組 實(shí)驗(yàn)來研究連接料的各組分對(duì)其本身的ph影響。3.3.2改性松香連接料ph值的測(cè)

45、定木實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用ph試紙來測(cè)定制成樣品的ph值，并根據(jù)各組不同配比來對(duì)影響 連接料的因索來進(jìn)行研究。測(cè)定結(jié)果如圖3.7圖3.16所示。圖3. 7第一組ph值6. 5圖3. 9第三組ph值7圖3. 10笫四組pii值7圖3. 11第五組pii值7圖3. 12第六組pii值7圖3. 13笫七組ph值7圖3. 16第十組ph值7根據(jù)比較各組實(shí)驗(yàn)的ph值口j以得岀：丙烯酸改性松香水性連接料中的乳化劑、 溶劑等的用量對(duì)改性松香的ph值沒有太大影響。用于松香改性的丙烯酸的用量對(duì)改 性松香的ph值有較犬影響。其中，丙烯酸用量越少，并不會(huì)嚴(yán)重影響到改性松香的 ph值，但如果丙烯酸用量過少，松香一定不會(huì)充分的被改

46、性，進(jìn)而影響到改性后松 香連接料的性能，進(jìn)一步影響到水性油墨的性能。如果丙烯酸的用量過多，會(huì)造成丙 烯酸過多，盡管改性充分進(jìn)行，還是會(huì)有過量丙烯酸殘留在改性松香乳液內(nèi)，造成改 性松香連接料ph值變低，酸性過高，影響改性松香丙烯酸性能，進(jìn)而影響油墨性能。 因此在進(jìn)行用丙烯酸對(duì)松香進(jìn)行改性吋要使用適量的丙烯酸以保證ph值適當(dāng)，以此 保障改性松香連接料的性能。3.4測(cè)定黏度3.4.1黏度測(cè)定理論黏度是水性汕墨應(yīng)用中一個(gè)很重要的性能指標(biāo)，影響水性汕墨黏度的因素主耍有 連接料、顏料的顆粒人小含量及在連接料中的分散情況、溫度、ph值及增稠劑用量 等。松香由于其在水屮的不穩(wěn)定性，因此它并不能作為配置水性連接

47、料的主料，它更 多的是調(diào)節(jié)汕墨的黏度和流動(dòng)性；穩(wěn)定分散效果；賦予汕墨墨膜形成及顏料固著的性 能。黏度的人小直接影響著印刷品的質(zhì)量。黏度過人會(huì)造成網(wǎng)紋轆對(duì)油墨的傳輸不穩(wěn) 定不均勻，在后續(xù)過程屮還很容易出現(xiàn)糊版、臟版的現(xiàn)象。如果黏度過小，也容易造 成輸墨不均勻，印刷品墨色較淺，網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)人嚴(yán)重等。所以水性汕墨黏度耍設(shè)定耍附合 柔性版印刷的印刷適性。油墨的黏著性也是油墨卬刷適性的一個(gè)重要指標(biāo)，合適的黏著性才能保證好的印 刷適性，黏著性較大時(shí)，意味著油墨的分離比較困難，容易造成油墨轉(zhuǎn)移率降低，墨 層較薄，顏色過淺。不同的承印物材料，其結(jié)構(gòu)與干燥機(jī)理是不同的，而這些不同就 會(huì)對(duì)水性油墨提岀了不同的要求，如涂

48、布量較高的銅版紙，由于表面光滑，油墨轉(zhuǎn)移 率高，因此就需要黏度大一點(diǎn)，而對(duì)于結(jié)構(gòu)較松散的膠版紙，由于有較大的滲透，所 以為保證較好油墨轉(zhuǎn)移率，需要水性油墨的黏度小。黏度作為水性油墨的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)，對(duì)其控制非常重要，胺化試劑對(duì)水性油 墨的黏度變化及穩(wěn)定性起著非常重要的作用，這一發(fā)現(xiàn)為今后高固含量低黏度的水性 油墨配方休系設(shè)計(jì)并制造理想的水墨所應(yīng)用的黏度提供了理論依據(jù)。293.4.2黏度的測(cè)定由于過少的乳液無法應(yīng)用粘度計(jì)來進(jìn)行黏度的測(cè)定，因此木實(shí)驗(yàn)對(duì)乳液黏度的測(cè) 定也不能應(yīng)用粘度計(jì)來進(jìn)行測(cè)定。這里采用另一種簡(jiǎn)單方法進(jìn)行測(cè)定，首先稱取一定 體積的乳液，將乳液加入到具有一定孔徑的容器中，讓乳液從孔

49、徑中流出，并記錄下 乳液從孔徑中完全流出的時(shí)間。由于粘性越大，液體從孔徑中流出的速度也就越慢， 因此黏度越大的液體從孔徑屮流出的時(shí)間越長(zhǎng)；反之，黏度越小，乳液從孔徑中流出 的時(shí)間越少。本實(shí)驗(yàn)中使用5ml的針筒來進(jìn)行改性松香連接料黏度的測(cè)定。測(cè)定結(jié)果 如表3.3及圖3.17所示。表3. 3黏度測(cè)左時(shí)間表組目時(shí)間(s)水4.4118.88267.78385.82479.65552.31693.787382.248171.29958.261052.32黏度圖3.17黏度測(cè)定折線圖通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，可以得到改性松香乳液中的各個(gè)變量因素對(duì)丙烯酸改 性松香連接料黏度性能的影響。通過第四、五、六組實(shí)驗(yàn)

50、結(jié)果對(duì)比可以得出，乳化劑 的用量對(duì)連接料的黏度有影響，乳化劑用量越多，改性松香連接料的黏度越大；通過 第二、四組實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比，第三、五組實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比，可以得出，乳化劑的種類 對(duì)連接料的黏度并無影響；通過對(duì)第六、七、八組實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比，可以得出溶劑越 少，改性松香連接料的黏度越高；通過第四、九、十組實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比，可以得出內(nèi) 烯酸的用量不會(huì)對(duì)改性松香連接料的黏度產(chǎn)生影響。3.5測(cè)定接觸角3.5.1接觸角測(cè)定理論如果我們把脫脂棉放到水中，那么脫脂棉非常容易被水所浸濕，但是非脫脂棉就 不容易被水浸濕，若把換成油布，那么它就完全不能被水浸濕。這種情況就是“潤(rùn) 濕”的一般概念。由此可以看出：潤(rùn)濕一般

51、會(huì)有三種不同情況，bp： 1.液體完全鋪展在了固體上， 并且排除掉了固體上面的被吸附物質(zhì)，這叫做完全潤(rùn)濕；2.液體部分鋪展于固體之上, 以一定接觸角和固體相互接觸，這叫作不完全潤(rùn)濕或部分潤(rùn)濕；3.液體沒有在固體上 鋪開而且還保持一定的球狀體，這叫作不潤(rùn)濕。當(dāng)任意的兩個(gè)“相”相接觸吋，在兩個(gè)相的屮間會(huì)形成一個(gè)區(qū)域，這里叫它“界 面”。習(xí)慣上“界面”是兩種互不相混溶液體之間或液體和固體之間接觸區(qū)域而言的。 假如把一些固體粉狀的物質(zhì)（例如染料等）分散在液體的介質(zhì)（例如連接料）z中時(shí), 液體對(duì)固體潤(rùn)濕情況以及液體和固體之間的界面的大小，就可以決定了這個(gè)分散體系 的特性。假如在一個(gè)容器內(nèi)裝有一液休，如圖

52、3.18,可看出：在下層的液體之中，分子b 所受到的分了間作用力在每個(gè)方面都和等，分了 b處于平衡狀態(tài)。但是液體表面的 分子a,受的作用力的分配不平衡，從而使分子a的受力總和垂直于液體表面并指 向液體的內(nèi)部，這個(gè)力就是表面張力。表面張力能使液滴表面收縮成最小并使其呈球 狀趨勢(shì)。表面張力一般在液體一蒸氣環(huán)境下測(cè)量，單位是n/hk對(duì)固休表面仍然可以作相似分析，但是固休具有一定的形狀，而且表面不可以收 縮。所以沒有表面張力而有表面自由能，也稱表面能，單位也是n/dk氣相mi圖3.18液體分了受力圖液體對(duì)同體的潤(rùn)濕可以通過測(cè)定液同界而的接觸角來判斷，如圖3.19,圖屮表示 液滴放在同休表面上面的情況，

53、而在固體、液體和氣體交界處，由固液的界面經(jīng)液體 內(nèi)到氣液界面的夾角用。來表示，這就是接觸角。液滴在同體的表而處在平衡時(shí)，它的表而張力、界而張力以及液體在固體表而接 觸角的關(guān)系可用楊氏方程來表示，如式(2)：ysg -ysi=yigcos0( 2)式子屮，ysg、ysi > yig分別是固體表而的自由能、固液界而的自由能以及液體的 表面張力，單位均為n/m。0 < 90°時(shí)，液體在固體的表面處在潤(rùn)濕狀態(tài)。接觸角越小，潤(rùn)濕效果就越好。當(dāng) 0 = 0。時(shí)，就是固體被液體徹底潤(rùn)濕。0 > 90°時(shí)，液體在i占i體的表面處在非潤(rùn)濕狀態(tài)。接觸角越大，潤(rùn)濕效果就越不 好

54、。圖3.19液固接觸角3.5.2載玻片上接觸角的測(cè)定圖3.20第一組接觸角14.05°圖3.21第二組接觸角20.28°圖3.22第三組接觸角21.4°圖3.23第四組接觸角20.41°圖3.24第五組接觸角19.64°圖3.25第六組接觸角25.23°圖3.26笫七組接觸角43.6°圖3.27第八組接觸角7.59°hr1 /kmaim mu r、圖3.28第九組接觸角19.16°圖3.29第十組接觸角18.24°接觸角圖3.30連接料接觸角折線圖測(cè)得接觸角結(jié)果如圖3. 20圖3o 29所示，做

55、出折線圖如圖3. 30o通過對(duì)接觸角 測(cè)定實(shí)驗(yàn)的分析，可以得出各變量對(duì)連接料潤(rùn)濕性的影響。從圖中可以看岀接觸角變 化較大的為第五、六、七、八幾組實(shí)驗(yàn)結(jié)果。證明各變量中對(duì)連接料潤(rùn)濕性影響較為 嚴(yán)重的為溶劑的用量。即溶劑用量越少，改性松香連接料的接觸角越大，即潤(rùn)濕性越 差。5結(jié)論本文通過實(shí)驗(yàn)，對(duì)丙烯酸改性松香水性連接料的制備進(jìn)行了研究。并通過對(duì)制備 連接料所需齊組分的控制，對(duì)制備出的丙烯酸改性松香連接料的成膜性、固存量、ph 值、黏度、潤(rùn)濕度進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：（1）丙烯酸改性松香水性連接料的成膜性良好，而且成膜附著力強(qiáng)；（2）溶劑以及乳化劑的用量會(huì)影響改性松香連接料的固含量，乳化劑越多，改性松 香連接料的同含量越高，溶劑用量越少，性松香連接料的同含量越高同含量越高。連 接料的固含量越大，油墨的光澤度越高，快干性越好。由于乳液的固含量高，乳液的 干燥性和抗粘著性也較好；（3）丙烯酸的用量會(huì)影響到丙烯酸改性松香連接料的ph值，丙烯酸用量過多會(huì)導(dǎo) 致連接料酸性過高，用量過少會(huì)導(dǎo)致松香改性不充分，進(jìn)而影響連接料以及油墨的性 能；（4）溶劑的用量會(huì)影響到連接料的黏度以及潤(rùn)濕度，溶劑用量越少，連接料的黏度 越小，潤(rùn)濕度越強(qiáng)，可由此來制備不同黏度及潤(rùn)濕度的連接料