本文讨论了三种类型的opv，并强调使用纤维素酯作为添加剂，以改善流动和流平，并在许多情况下粘附。

编者按

这是关于配方的“螺母和螺栓”系列文章的第八篇。它旨在帮助新进入该行业的公式制定者，那些已经在该行业内更换工作的人，或只是作为一个复习。

套印涂料，通常被称为套印清漆(opv)，是一种薄的保护膜，通常在印刷机上涂在印刷基板上。opv可应用于各种包装材料，如硬纸板、纸张和塑料薄膜，也可应用于杂志、广告和书籍封面。除了保护有吸引力和复杂的图形免受磨损，opv还提供光泽，在某些情况下，颜色。除了这些视觉属性，opv还需要实际性能，如滑移和涂层重量。滑移是一个特别重要的功能，因为它决定了袋子如何堆叠，糖果棒如何通过自动售货机移动。

opv是用三种截然不同的化学物质制成的:水性(WB)、溶剂型(SB)和辐射固化(RC)系统。为特定的应用选择化学物质在很大程度上取决于基材和最终市场。例如，对于纸板(包装)，55%的opv是RC系统，其次是WB(43%)和SB(2%)。对于纸(杂志和包装)，这些数字几乎是相反的62% WB, 36% RC和2% SB。

2010年opv市场估计超过3600万加仑，价值超过4亿美元。从基材的角度来看，这个市场主要是纸和纸板，占85%，其次是薄膜和箔。就opv的化学组成而言，使用的体积为20% RC, 75% WB和5% SB。由于RC opv要求更高的价格，以美元计算，市场份额估计为42% RC, 52% WB和6% SB。

所有三种类型的opv都将被讨论，但重点将是使用纤维素酯作为添加剂来改善流动和流平，并在许多情况下粘附。一种名为Solus™2100的类纤维素酯材料，比传统的纤维素酯提供更低的粘度，并且在几乎所有的紫外线系统中都非常可溶。此外，伊士曼的纤维素高达60%是基于纤维素，自然界最丰富和可再生资源。

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大多数WB opv是基于苯乙烯-丙烯酸共聚物。典型的公式如表1所示。

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苯乙烯-丙烯酸形成硬膜，对纸张和硬纸板有良好的附着力。添加碳酸铵锌溶液是为了提高薄膜的耐热性和硬度。细颗粒聚乙烯乳液蜡用于防渗、早期堵塞和防水。醇和乙二醇也经常被使用。在生产过程中，有时在应用过程中，泡沫，无论是宏观泡沫还是微观泡沫，都可能引起问题，而各种各样的表面活性剂和消泡剂可以减少或消除这个问题。

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虽然合成橡胶opv的市场很小，而且正在下降，但2010年市场仍然消耗了超过200万加仑，价值超过2400万美元。最常见的树脂是硝化纤维素，但醋酸丙酸纤维素(CAP)，氯乙烯共聚物，聚酰胺，醇酸和丙烯酸也用于合成锑opv。这些体系的活性溶剂包括酮、酯、醇和芳香烃;后者被用作潜在溶剂和稀释剂。增塑剂和其他添加剂被用来提供灵活性。使用了真正的热塑性漆，以及一些交联双组分热固性opv，涉及对甲苯磺酸催化的三聚氰胺。

表2显示了一种典型的SB润滑脂屏障OPV。CAP 482-0.5具有142℃的很高的玻璃化转变温度，这将使其干燥非常快，并提供坚硬的薄膜。可添加三乙酸乙酯以增加灵活性。

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图1点击放大

几乎所有的RC opv都是基于丙烯酸酯的自由基加成聚合(见图1)。

交联膜由低粘度单体和高粘度低聚物组成。

单体，也称为活性稀释剂，在这些100%固体涂料中起溶剂的作用(表3)。它们通常有1到4个活性丙烯酸酯基团，这是它们的功能;每增加一个丙烯酸酯，交联密度就会增加。

表4点击放大

辐射固化预聚物，称为低聚物，提供涂层性能。由于分子量较大，它们加快了交联网络构建的速度。根据基本的化学性质，有四个主要类，如表4所示。

根据自由基引发方法的不同，RC opv可分为两类:电子束(EB)和紫外线(UV)固化体系(表5)。

表5点击放大

添加剂在OPV的性能中起着重要作用，影响着应用特性和最终膜的性能。良好的流动和水平是需要创建一个光滑的，没有缺陷的OPV，真正显示图形内容和特殊效果下的清漆。丙烯酸、纤维素酯、硅酮和蜡已被用于改善滑脱、附着力、降低和平衡表面张力、改变流变性、改善流动性和流平性。这些添加剂中的许多都是以丙烯酸的形式提供的，这种形式可以聚合以抵抗迁移。

表6点击放大

纤维素酯已广泛应用于合成SB和RC涂料中。在紫外线下，它们的中间表面张力(30-40达因/厘米)允许涂覆和重涂。它们的流变性和成膜特性使它们能够改善窗帘涂层的完整性(减少或消除孔的形成)和抗“橘皮”。在高速辊应用中，纤维素酯可用于减少飞溅。因为纤维素酯不含双键，所以不参与聚合反应。这反过来又减少了收缩，从而提高了附着力，但不会显著降低薄膜的性能。

一个可能出现的问题是它们对涂层粘度的贡献，即使在1-2%的使用水平。伊士曼的Solus 2100提供了与传统纤维素酯类似的优点，但粘度大大降低。纤维素酯或Solus 2100最好作为单体溶液引入涂料中。表6显示了所选单体中常用纤维素酯的粘度。

表7点击放大

为了演示润湿、流动和调平在OPV中的影响，在通用RC OPV公式中检验Solus 2100的行为，并使用Solus 2100性能添加剂(OPV+)，如表7所示。

为了测试OPV的流动和流平，使用4 mil Bird棒对热塑性聚丙烯(TPO, 27 dynes/cm)汽车板进行了压降，该板表面张力低，难以润湿和粘附。当OPV被应用到TPO衬底上时，它几乎立即开始吸收，薄膜的完整性消失了，如图2所示。TPO上的附着力为零;固化后，剩余的薄膜从面板上脱落。

图2点击放大

图3显示了5% Solus 2100改性后的OPV。一旦应用，薄膜不改变，薄膜的完整性被保留。薄膜没有从面板上脱落，通过交叉孵化测试，附着力提高到40%左右。

结论

随着新的单体和低聚物的不断推出，辐射固化套印消光剂继续获得市场份额。使用添加剂来改善滑移、粘附、流变性、流动和流平对优化性能至关重要。纤维素酯是一类独特的聚合物，可以同时发挥多种添加剂的作用，提高附着力，提供流变性，即使在非常困难的基材上也可以应用，此外，高达60%的纤维素是自然界最丰富和可再生的资源。与传统纤维素酯相比，Solus 2100具有显著降低粘度的优点。

图3点击放大