油墨流变添加剂的选择（一）

2007/8/10 15:04:24

编者按：本文从化学组成、作用机理以及应用性能等方面综述了在油墨中使用的各种流变改性剂。　　本文讨论的流变添加剂范围从有机改性粘土到有机流变助剂，如蓖麻油衍生物、二酰胺、疏水改性多元醇聚醚（PEPO）、疏水改性聚氨酯（HEUR）和疏水改性丙烯酸共聚物（HASE）。本文对每一类流变剂在溶剂性、油性、水性和UV固化油墨体系中的重要应用性能进行讨论。　　概述　　控制印刷油墨的流变行为一直是油墨生产企业面临的挑战。通常来说，化学师在配置一种新产品时，流变助剂并不是配方中首要考虑的问题。一般情况下，树脂、溶剂和颜料种类已经在较大程度上决定了油墨的流变性能。配方师总希望通过对树脂种类的选择使油墨的流变性能满足实际需求，这当然是非常理想的事情。但实际情况是，研究人员不得不挑选流变助剂以进一步调整产品的流变性和提高油墨的综合性能。　　流变助剂是印刷油墨配方中最重要的添加剂之一。添加流变剂的目的是为了调整油墨的流变性以满足不同印刷过程的需要。不同的油墨印刷方法决定了油墨配方中流变剂的种类。　　油性和溶剂性油墨在平版印刷过程中，流变助剂如有机粘土的加入能使油墨在印刷中保持均衡的浓度。但是，在凸版、凹版和喷墨印刷过程中，一般不需要加入增加油墨粘度的流变助剂。　　因此，流变助剂的作用是控制油墨的流动性、温度稳定性、渗透和反渗透性能，以及防止粘度较低的油墨中颜料和填料的沉降。　　流变学是一门描述流体行为的科学，理解其基本理论对任何一个配方师设计油墨配方都是非常必要的。一个典型的流变模型被描述成是由很薄的液体片层堆积而成的矩形体（图1）。　　如果力F被作用在流体表面的面积A区域而产生顶部侧向拉力，此拉力定义为剪切应力F/A。　　当顶层的流体在剪切应力作用下开始移动时，将对第二层流体产生拉力，相应地，第二层拉动第三层，第三层再拉动第四层……如果顶层的流体移动速度是V，每层流体的厚度定义为X，则粘度梯度就被定义成剪切速率（图2）。　　这样，粘度就定义为流体的“抗流动性”，即剪切应力和相应剪切速率之比，即：粘度（抗流动性）＝剪切应力（τ）/（γ）。　　流体的流动形式有不同类型，在油墨工业中最重要的流体类型有牛顿流体、假塑性流体和触变性流体。牛顿流体的流变曲线表现为在不同的剪切速率下，流体粘度保持不变（图3）。　　假塑性流体的流动形式表现为通常所说的剪切稀化现象。很多油墨就是假塑性流体，即体系粘度随剪切速率的增加而降低。触变性流体也表现出剪切稀化现象，但是，剪切应力一旦消除，触变性流体的粘度需要一定时间才能恢复，对其粘度和剪切速率作图形成滞后回线，回线的面积就能度量出流体的触变性（图4）。（未完待续）

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