水溶性熱固型玻璃絲網(wǎng)印刷油墨制備及性能研究

深圳市漢龍科技開發(fā)有限公司 劉曉國 鄧海軍

水溶性熱固型玻璃絲網(wǎng)印刷油墨制備及性能研究

深圳市漢龍科技開發(fā)有限公司 劉曉國 鄧海軍

前 言

隨著玻璃絲網(wǎng)印刷油墨產(chǎn)品生產(chǎn)和應(yīng)用量的增加，油墨中有機溶劑（VOC）對環(huán)境造成的污染、對人體的毒害以及易燃易爆造成的安全隱患越來越嚴(yán)重。水溶性玻璃絲網(wǎng)印刷油墨作為同類溶劑型油墨的替代產(chǎn)品，由于用水作稀釋劑，所以產(chǎn)品具有不易燃、不易爆、低毒、對環(huán)境污染小、產(chǎn)品成本低等特點，屬于環(huán)保、資源節(jié)約型油墨產(chǎn)品。油墨的水性化，關(guān)鍵是作為主要成膜物的共聚物的水性化。

作為油墨產(chǎn)品主要成膜物的水溶性樹脂主要有水溶性聚酯、水溶性聚酯改性聚氨酯、水溶性環(huán)氧共聚物和水溶性丙烯酸（酯）等。其中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的是水溶性丙烯酸（酯）共聚物。水溶性丙烯酸（酯）共聚物作為水溶性油墨的主要成膜物，因為其在配方設(shè)計中，要考慮共聚物的水溶性，必須要有足夠量的含羧基單體，而羧基單體的含量太大會影響漆膜的性能，所以，單純的丙烯酸（酯）合成的水溶性共聚物作為油墨主要成膜物，其成膜性能在耐溶劑、耐堿性及耐水性等方面均不盡人意。

此外，由于所含羧基單體的玻璃化溫度均比較高，導(dǎo)致漆膜較脆，因此，人們采用其它原料對其進行改性，以達到應(yīng)用的目的。本文介紹水溶性有機硅改性丙烯酸（酯）共聚物作主要成膜物的水溶性熱固型玻璃絲網(wǎng)印刷油墨產(chǎn)品的制備和性能研究。

實驗與結(jié)果

1．實驗材料

表1 原料

2．水溶性熱固型玻璃絲網(wǎng)印刷油墨配方

水溶性熱固型玻璃絲網(wǎng)印刷油墨配方見表2。

3．水溶性熱固型玻璃絲網(wǎng)印刷油墨制備

按配方將固化劑、偶聯(lián)劑、助劑先用助溶劑溶解，一邊攪拌，一邊慢慢地加入到水溶性熱固型硅丙樹脂中，攪拌均勻后高速分散30分鐘以上，再邊攪拌邊加水混合均勻，調(diào)節(jié)粘度到規(guī)定值，用400目篩網(wǎng)過濾即得水溶性熱固型玻璃絲網(wǎng)印刷油墨產(chǎn)品。

表2 水溶性熱固型玻璃絲網(wǎng)印刷油墨配方

表3 水溶性熱固型玻璃絲網(wǎng)印刷油墨性能指標(biāo)性能指標(biāo)

表4 水溶性熱固型玻璃絲網(wǎng)印刷油墨涂膜性能指標(biāo)

4．水溶性熱固型玻璃絲網(wǎng)印刷油墨性能指標(biāo)

不同配方水溶性熱固型玻璃絲網(wǎng)印刷油墨性能指標(biāo)性能指標(biāo)見表3。

5．水溶性熱固型玻璃絲網(wǎng)印刷油墨涂膜制備

取一定量水溶性熱固型玻璃絲網(wǎng)印刷油墨置于400目絲網(wǎng)印版上印刷在50mm×50mm×3.2mm鋼化玻璃板上，表干后，放入烘箱烘烤，烘烤溫度為170±2℃，烘烤時間為8min，涂膜厚度控制在10±1μm。將玻璃板放入干燥器冷卻放置12h后檢測涂膜性能。

6．水溶性熱固型玻璃絲網(wǎng)印刷油墨涂膜性能指標(biāo)

不同配方水溶性熱固型玻璃絲網(wǎng)印刷油墨涂膜性能指標(biāo)見表4。

由表4可知，水溶性熱固型玻璃絲網(wǎng)印刷油墨分別采用325、N85和3175固化劑，其涂膜附著力均能達到0級。將表4涂膜的硬度、耐丁酮擦拭、耐5%NaOH浸泡、耐100℃水浸泡和耐水浸泡性能指標(biāo)描繪在坐標(biāo)圖上，見圖1、圖2、圖3、圖4。

結(jié)果討論

從圖1可知，在配方其它組分不變的情況下，改變固化劑的種類，涂膜的硬度也會發(fā)生變化，其中采用325固化劑的硬度比采用N85固化劑和3175固化劑更高；而采用N85固化劑的硬度大于采用3175固化劑的硬度。采用325、N86和3175三種固化劑按同比例混合，涂膜硬度可達到2H，可以滿足彩晶玻璃油墨對涂膜的要求。

由圖2可知，在配方其它組分不變的情況下，改變固化劑的種類，涂膜的耐丁酮擦拭性能也會發(fā)生變化，其中采用325固化劑的耐丁酮擦拭比采用N85固化劑和3175固化劑的更好；而采用N85固化劑的耐丁酮擦拭性能比采用3175固化劑的好。采用325、N86和3175三種固化劑按同比例混合，涂膜耐丁酮擦拭性能可達到110次，可以滿足彩晶玻璃油墨對涂膜的要求。

由圖3可知，在配方其它組分不變的情況下，改變固化劑的種類，涂膜的耐5%NaOH浸泡性能也會發(fā)生變化，其中采用325固化劑的耐5%NaOH浸泡性能比采用N85固化劑和3175固化劑的都要差；采用N85固化劑的耐5%NaOH浸泡性能比采用3175固化劑也要差。而采用325、N86和3175三種固化劑按同比例混合，涂膜耐5%NaOH浸泡性能超過單獨使用上述任一固化劑的性能效果，這主要是因為三種固化劑共用后所產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)所致。

由圖4可知，在配方其它組分不變的情況下，改變固化劑的種類，涂膜的耐水煮性能也會發(fā)生變化，其中采用N85固化劑的耐水煮性能比采用3175固化劑和325固化劑的都要好；采用3174固化劑的耐水煮性能比采用325固化劑要好。而采用325、N86和3175三種固化劑按同比例混合，涂膜耐水煮性能達到了其中三種固化劑中效果最好的一種，這是因為三種固化劑共用后所產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)所致。

由圖5可知，在配方其它組分不變的情況下，改變固化劑的種類，涂膜的耐水浸泡性能也會發(fā)生變化，其中采用3175固化劑的耐水浸泡性能比采用N85固化劑和325固化劑的都要好；采用N85固化劑的耐水浸泡性能比采用325固化劑要好。而采用325、N86和3175三種固化劑按同比例混合，涂膜耐水煮性能達到了其中三種固化劑中效果最好的一種，這是因為三種固化劑共用后所產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)所致。

綜上所示，在水溶性熱固型玻璃絲網(wǎng)印刷由配方開發(fā)中，采用氨基、苯代氨基和異腈酸酯三種固化劑復(fù)配，可以實現(xiàn)復(fù)配效果的協(xié)同性。達到涂膜附著力、硬度、耐丁酮擦拭性能、耐水煮性能和耐水浸泡性能最好的效果。