水基油墨分散效果的影响因素分析研究（一）

2007/8/10 15:04:24

摘　要：文章通过实验研究考察影响水墨分散的因素，结果表明水基油墨的分散效果是获得水墨理想的光泽、着色力及遮盖力等性能的关键，水墨分散的质量主要依赖于体系中分散树脂和颜料自身的特性及其相互作用的程度，其中，颜基比在较大程度上影响水溶性聚合物对颜料的分散效果。实验还证明了润湿分散剂和助溶剂能改变体系的表面张力和润湿性能，从而提高体系的分散性能。另外，水墨分散的温度也是影响分散效果的重要因素。　　关键词：水基油墨；分散效果；表面张力；黏度　　0　引　　言　　对于油墨制造商，为适应环保要求、降低或消除有机排放物，可能考虑的方法是研制水基体系。由于水墨高表面张力和易起泡性，使水墨分散比溶剂性油墨困难。在实际油墨制造中，分散的终点常以达到细度、遮盖力及着色力等特性而终止，其中，一般以细度为中控及终控指标。文献提出，为获得良好的研磨效果，可采用3种方法：1选用高效分散设备，如球磨机等。2选用高价性能好的颜料或通用性色浆。3通过延长研磨时间来达到预定的细度指标。　　1　实　　验　　1.1　原　料　　（1）R1（丙烯酸树脂）。tg=98℃，w(KOH)=205mg/g，Mr=6500，用作分散树脂。　　（2）R2（丙烯酸树脂）。tg=112℃，w(KOH)=215mg/g，Mr=10000，用作分散树脂。　　（3）R3（丙烯酸树脂）。tg=85℃，w(KOH)=215mg/g，Mr=8500，用作分散树脂。　　（4）R4（丙烯酸树脂）。tg=135℃，w(KOH)=245mg/g，Mr=7800，用作分散树脂。　　（5）R5（丙烯酸树脂）。tg=93℃，w(KOH)=300mg/g，Mr=2300，用作分散树脂。　　（6）R6（丙烯酸乳液）。tg=105℃，w(KOH)=25mg/g，Mr>200000，用作调稀料。　　（7）R7（丙烯酸乳液）。tg=105℃，w(KOH)=62mg/g，Mr>200000，用作调稀料。　　（8）P1（高色素碳黑）。　　（9）A1（聚氧乙烯辛基酚醚硫酸脂钠盐）。用作分散剂。　　（10）A2（乙炔乙二醇类）。用作分散剂。　　（11）A3（EO/PO嵌段共聚物）。用作分散剂。　　（12）A4（聚氧乙烯脂肪醇缩合物）。用作分散剂。　　（13）A5（聚丙烯酸脂）。用作分散剂。　　1.2　实验装置　　实验采用介质磨（砂磨）分散小试设备，通过介质珠对颜料施加作用力及盘式叶轮的高速旋转离心力而实现分散。介质磨中使用玻璃珠为研磨介质，其体积为分散物料体积的100%。　　1.3　分散性能测试方法　　（1）着色力、光译、细度及黏度，均参照文献中规定检测。　　（2）采用Sensadyne6000表面张力仪，测试表面张力。　　2　结果和讨论　　2.1　水墨研磨料组成对分散效果的影响　　2.1.1　碳黑的选用　　颜料的基本性能较大地影响其分散效果，对于碳黑，由于其原生粒径相对较小，比表面积大，需要更多的分散介质来“润湿”。考虑到每单位质量的碳黑具有更多的聚集体，这势必导致聚集体的距离变得更小，使聚集体间的吸引力也变得更大，这样也造成了碳黑的难分散。因此，在配方设计时应考虑适当调低研磨料黏度以利于分散介质的扩散以及聚集体的分离。　　由于碳黑的疏水性（未后处理的碳黑的HLB值为10~12），所以应考虑选择已用氧化剂进行后处理的碳黑，因为化学氧复合物（即羧基、醌基、内脂基等，工业上统称为挥发分散）能起到表面活性剂的作用，在一定程度上可改善其“润湿”性能。根据碳黑的特性，初步选定了较低比表面积及较高挥发分散的碳黑品种，即P1为分散对象。（待续）

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