３   结果与讨论　　３．１ 梳型预聚物ＵＶ固化连结料的制备     连结料对油墨的性能起着决定性的作用，油墨的制造工艺性、印刷作业适性和印刷质量适性均取决于连结料的特性。连结料是油墨组成中的流体组分，对颜填料的润湿性能影响着颜填料分散程度和分散后在油墨体系中的稳定性；连结料的特性决定着油墨的黏度、流动性、印刷传递性、干燥性、光泽、附着牢度以及印膜的各项耐抗性能。ＵＶ油墨的连结料主要由预聚物和活性稀释剂复配而成，固化干燥是通过紫外光照射引发油墨体系中的光敏剂、进一步引发活性稀释剂中的不饱和双键并与预聚物发生自由基连锁聚合交联的方式而完成。因此，ＵＶ固化塑料凹印油墨研制主要是结合印刷的要求，进行预聚物和活性稀释剂的合成和选择，并使二者达到优化复配，得到满足油墨制造、印刷和使用要求的连结料。　　３．１．１ 梳型预聚物的合成    塑料凹印油墨由于印刷对象主要是非极性的聚合物薄膜，印膜在塑料表面的吸附牢度不足是这类产品的技术难点，通常所用的ＵＶ油墨预聚物均存在附着牢度不足的问题，而聚酰胺对塑料尤其是对聚烯烃薄膜的附着牢度较佳，同时聚酰胺主链结构中的酰胺基（－ＨＮＣＯ－）上的亚胺氢具有很高的反应活性，为丙烯酸一异氰酸酯的反应奠定了基础，也为梳型预聚物的合成创造了条件。    聚酰胺树脂的分子量不宜过高，否则，树脂的溶解性和反应性太差，无法用于预聚物的合成。聚酰胺的分子量主要采用一元酸进行调节，由于Ｘｎ＝２／（２－ｐｆ），Ｘｎ为聚合物的数均聚合度，ｐ为缩聚反应程度，ｆ为反应体系平均官能度，一元酸的加入降低反应体系的官能度，加入量越大平均官能度越小，当反应程度一定（聚酰胺缩聚ｐ→１）时，最终形成聚合物的数均聚合度越小。     ＴＤＩ与低分子量聚酰胺直接反应极易交联，使反应体系无法控制，在合成梳型预聚物时只有通过ＴＤＩ与丙烯酸羟乙酯等摩尔反应，得到一异氰酸酯的中间体，然后与低分子量的聚酰胺进一步反应才可顺利得到以聚酰胺为主链、丙烯酸氨酯为侧枝的梳型预聚物。　　３．１．２ 活性稀释剂的选择     活性稀释剂在ＵＶ油墨组成体系中兼具固化交联和溶剂稀释的双重功能。目前，用于ＵＶ固化印刷油墨的活性稀释剂主要分为单官能团化合物和双（或多）官能化合物两类。在选择时，选用单官能团化合物，以侧重溶剂稀释功能用于调节连结料的黏度；选用双（或多）官能团化合物，以侧重提高ＵＶ油墨干燥速度的固化交联功能。由此决定了活性稀释剂的选择原则是多种组分的复合路线，可供选择的单官能团化合物主要有苯乙烯、丙烯酸－２－乙基己酯（ＥＨＡ）、丙烯酸羟乙酯（ＨＥＡ），双（或多）官能团化合物有己二醇二丙烯酸酯（ＨＤＤＡ）、新戊二醇二丙烯酸酯（ＮＰＧＤＡ）、二缩三乙二醇二丙烯酸酯（ＴＥＧＤＡ）、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（ＴＭＰＴＡ）。综合比较，适合梳型预聚物ＵＶ固化塑料凹印油墨制备的活性稀释剂以丙烯酸羟乙酯（ＨＥＡ）和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（ＴＭＰＴＡ）复合而成。　　３．２ 颜填料的选择     颜料是ＵＶ印刷油墨必不可少的组分，颜料的加入会改变油墨的流变性能，同时也会对印膜的光泽产生较大的影响。对ＵＶ印刷油墨，颜料的加入会造成ＵＶ光的吸收、反射或散射，而反射和散射会减弱油墨体系对ＵＶ光的吸收量，降低光敏剂的光引发效率，导致油墨固化干燥速度变慢。ＵＶ油墨常用的彩色颜料有联苯胺黄、汉沙黄、酞箐蓝、酞箐绿、永固红、大红粉等，消色颜料钛白粉、高色素炭黑等。对于套印油墨要求后色序墨层有足够的紫外光透射率，保证下面墨层有足够的紫外光照射量，避免出现表墨干而底墨不干的印刷故障。对典型的四色版ＵＶ油墨（品红、黄、青、黑）的分析表明，品红墨对３１３．１ｎｍ的光具有最大的透射率，该值为５０％；黄墨对３２０ｎｍ的光具有最大的吸收率，其值为３２％；青墨对２８５ｎｍ的光具有最大的透射率，其值为２５％；黑墨对光的透射率接近零。因此，采用四色版套色叠印时，四色版墨的印刷色序为：黑墨—青墨—黄墨—品红墨，如果能在各色后设置与各墨最大透射率相匹配的ＵＶ光源则会取得更佳的印刷效果。     填料在油墨中的主要作用是改善油墨的流变性能，降低油墨的价格。填料的加入也会造成油墨对ＵＶ光吸收的阻碍，降低油墨的干燥速度，在选用时应充分考虑。ＵＶ印刷油墨中常用的填料有碳酸钙、氢氧化铝、二氧化硅、滑石粉、高岭土等。　　３．３ 光敏剂的选择　　 根据爱因斯坦光化当量定律，光子的能量与波长成反比，紫外光通常是波长位于２００～４００ｎｍ范围的连续波谱，对应的光子能量为５９８～２９９ＫＪ／ｍｏｌ，为了使油墨体系在此范围内快速高效地发生光固化反应，ＵＶ印刷油墨体系中除预聚物和活性稀释剂外，另外还需加入容易被光分解或激发的化合物，称为光敏剂（或增感剂）。光敏剂通常比预聚物和活性稀释剂吸收波长更长的光，分解产生自由基；或者是光激发引发二次反应产生自由基，二者都引发光聚合。其中羰基化合物是ＵＶ油墨中主要采用的光敏剂，包括酮类和安息香及其醚类，如二苯甲酮、安息香、安息香甲醚等。　　３．４ 辅助剂的选择　　为了改善ＵＶ印刷油墨的印刷适性和质量适性，在ＵＶ油墨配方组成中需要加入各种辅助剂。ＵＶ油墨采用的辅助剂具有用量少、品种多和专一高效的特点。针对塑料凹印对ＵＶ油墨特性的要求，必需的辅助剂为： 　　（１）阻聚剂。为了防止ＵＶ印刷油墨在贮存期内发生交联，提高油墨的储存稳定性而加入的辅助剂。常用阻聚剂有对苯二酚、对甲氧基苯酚、对苯醌、２．６－二叔丁基苯酚等，这些阻聚剂不会抑制光聚合反应，只是为了防止热聚合反应才添加的。　　（２）消泡剂。凹印油墨是低黏度的稀薄油墨品种，在使用过程中采用泵送方式给墨极易出现气泡，会造成许多印刷故障，因此，消泡剂是ＵＶ固化塑凹墨必不可少的辅助剂。常用的消泡剂有有机硅油类（Ｆ８１０、ＦＮ）、有机硅丙烯酸酯（Ｒ２５００）等。　　（３）助剂蜡。为了改善油墨的流变性、提高油墨的抗水性、增强油墨的耐摩性等通常加入蜡进行改性。　　３．５ 采用正交试验进行目标配方设计凹版油墨稀薄低粘、属准牛顿流体，印刷网点不受压，印膜在所有印刷方式中为最厚，塑凹墨在塑料表面的吸附和印膜的干燥速度是要解决的技术焦点。结合塑料凹印和塑凹墨的特性，对ＵＶ固化塑料凹印油墨进行目标配方设计时选取低分子量聚酰胺、梳型预聚物和活性预聚物进行三因素三水平正交试验，集中考察梳型预聚物ＵＶ固化塑料凹印油墨的附着力、干燥速度和光泽度，从而确定最佳的连结料配方；然后，以连结料、光敏剂和颜填料再进行三因素三水平正交试验，集中考察梳型预聚物ＵＶ固化塑料凹印油墨的附着力、干燥速度和光泽度，最后确定最佳的ＵＶ固化塑料凹印油墨配方。 　　３．６ 油墨测试结果　　按照相应的检测标准，对所研制的梳型预聚物ＵＶ固化塑料印刷油墨进行检测，各项检测指标均达到塑料凹版印刷对油墨性能的要求，尤其是这种油墨在紫外光照射下可瞬间（２～３Ｓ）干燥，对高速印刷非常有利，印膜固化后无残留溶剂，印品符合卫生标准，同时，油墨的其他性能指标均达到或优于其他塑凹油墨。该产品的检测指标列于表１。　　４   结语     以二聚二元酸、二元胺、一元酸通过缩聚得到低分子量的聚酰胺树脂，采用丙烯酸羟乙酯与二异氰酸酯（ＴＤＩ）等摩尔反应得到丙烯酸乙酯氨基甲酸酯基一异氰酸酯，然后，使低分子量的聚酰胺树脂与丙烯酸乙酯氨基甲酸酯基一异氰酸酯进行加成反应，得到以聚酰胺为主链、以丙烯酸乙酯二氨基甲酸酯为侧链的梳型预聚物，将此预聚物与适当的活性稀释剂、光引发剂、颜填料和油墨助剂进行合理的复配，可以得到满足凹版印刷适性的用于塑料（ＰＥ、ＰＰ、ＰＳ、ＰＥＴ、ＰＡ）薄膜的ＵＶ固化印刷油墨。 作者/崔锦峰 周应萍 来源：印刷世界