丙烯酸聚物性能对油墨起雾的影响

对于能量固化的平版印刷油墨来说，墨雾仍然是一个挑战。控制油墨起雾或飞墨的方法包括使用惰性填料或其他流变性改进剂来建立油墨体。虽然这些方法可以有效地减少雾化，但往往会对油墨的其他性能产生不利影响。

在传统油墨中，树脂的粘度、内凝聚性和粘弹性等特性对其雾化倾向有很大影响。丙烯酸低聚物也是如此吗?在本文中，我们探讨了低聚物的性质，如粘弹性和粘性，与低聚物的倾向表现出雾之间的关系。

实验程序

粘性，一个墨水术语，可以定义为一个墨水薄膜的内聚性。这种内聚性是墨膜抗分裂的原因。同样的定义也适用于丙烯酸低聚物。每种低聚物都会有一定程度的内聚性或粘性，而低聚物的化学分类对其粘度和粘性有很大的影响(表1)。低分子量、高粘度环氧丙烯酸酯具有较高的低聚物粘性。相比之下，聚酯丙烯酸酯具有较高的分子量和较低的粘度。它们的低聚物钉相对较低。

不出所料，这些低聚物类型的流变性能也有所不同。为了确认，在TA国际AR 2000流变仪上对所选环氧树脂和聚酯丙烯酸酯进行振荡扫描。结果表明，两种低聚物的存储模量(G′)都很低，但损耗模量差异很大;环氧丙烯酸酯的G′值较高，而聚酯丙烯酸酯的G′值较低。这种损失模量的差异是由环氧树脂和聚酯丙烯酸酯表观粘度的差异所支持的。

这些低聚物的粘弹性性质可以通过比较它们的损失存储模量或tan delta的比值来评估。人们普遍认为，大于1的棕褐色δ表示粘性，小于1的棕褐色δ表示弹性。

扫描的高应变区域是我们评估的重点。在 偏转角度 ，即应变增加的初始响应点，环氧丙烯酸酯的损耗模量超过了存储模量，tan δ为正。这些丙烯酸酯是粘性的，没有弹性。对于大多数测试的聚酯丙烯酸酯，此时的tan delta是负的;这些低聚物具有更强的弹性。

低聚物弹性将允许键拉伸和表现出较少的断裂应变。这将导致低聚物雾化。表2显示了低聚物粘性，偏转点的tan delta，以及以400转/分的速度将油墨计雾化。弹性更大的聚酯丙烯酸酯表现出低聚物雾化，但粘性更大的环氧丙烯酸酯也表现出低聚物雾化。缺少低聚物与环氧丙烯酸酯的雾化是高内聚性的直接结果。分子内键合的强度导致了这种对薄膜分裂或起雾的强大阻力。一个明显的例外是低雾化聚酯丙烯酸酯是高粘度脂肪酸改性低聚物。在我们的测试条件下，这种特殊的聚酯丙烯酸酯被确定为粘性，而不是弹性。低聚物雾化程度高的原因是低内聚性和缺乏弹性。

对于我们评估的下一阶段，使用表3中的配方制备油墨。测试低聚物被用于颜料分散和油墨的释放部分。油墨粘性测试按照ASTM测试方法D 4361完成。通过计算未曝光的图表和在雾化测试期间置于墨辊下的图表之间的总色差DE来确定雾化趋势。

表4显示了低聚物和油墨性能的比较。正如寡聚物粘滞和雾化所见，环氧丙烯酸酯中发现的强内部粘结的影响导致高油墨粘滞和低油墨雾化。虽然从雾气的角度来看是有利的，但这种强结合也有一些缺点。较高的墨钉对于高速印刷或在一些多孔的纸张上印刷是有问题的。这些高粘性油墨通常表现出很少的墨流，并可能在印刷机上遇到转移问题。加入单体或其他低分子量稀释剂以减少油墨粘性通常会显著增加雾化效果。

与环氧丙烯酸酯相比，聚酯丙烯酸酯具有较少的氢键。这导致低聚物粘度和粘性。聚酯丙烯酸酯表现出弹性-在应变下破裂较少。用聚酯丙烯酸酯制成的油墨具有适当的低墨钉和低墨雾。

结论

丙烯酸低聚物的流变性能对油墨性能有重要影响。虽然粘性低聚物可以用来实现较低的雾化，但它们也会有更高的墨钉，这可能会影响它们的可用性和印刷适性。弹性低聚物的使用使配方商在开发低墨钉和低墨雾的油墨方面有了更大的自由度。

确认

作者希望感谢April Stevens女士，图形- radcure™化学技术员和Gordon Meyer先生，科学家II，工业涂料- radcure™，他们在这项研究中提供的帮助。欲了解更多信息，请参阅www.cytec.com。