UV油墨与水性油墨性能比较（西安理工大学印刷包装工程学院郝林3110311024）摘要：UV油墨干燥速度快、生产效率高、低温固化能耗低、固化膜光泽度高、耐抗性好无、溶剂挥发有、利于环保而、且UV油墨印品范围比较宽，可用于薄膜、塑料、金属、纸张等上面；水性油墨安全、无毒无害、不燃不爆，几乎无挥发性有机气体产生。

本文阐述了UV油墨和水性油墨的性能及研究现状，指出了现阶段UV油墨和水性油墨在应用上存在的问题。

关键词：UV油墨水性油墨性能应用一.引言据2011年统计，我国包装印刷油墨工业已具备了相当的规模，生产企业超过 300 家，其中具有一定规模，并具有研发能力的生产企业约 30 多家。

我国包装油墨年产量约为 20 多万吨，约占世界总产量的 5%-- 6% , 世界排名第四位。

从总体上讲，我国包装印刷油墨可基本上满足国内包装印刷业的需求，但与国外先进水平相比，还存在着一定的差距。

例如在我国塑料凹印油墨中，苯类溶剂型油墨占有很大比重，而欧美等发达国家则明确规定禁止在食品包装印刷中使用苯类溶剂。

近几年来，食品的质量安全问题受到社会各界及政府有关部门的高度重视。

食品质量安全除了食品本身外，食品包装材料和印刷油墨都十分关键。

作为包装印刷的油墨，直接影响着食品质量安全，也影响着工人的身体健康和环境保护。

当前，无论国内国外都异口同声地提出要研发环保型安全卫生的油墨；要研发节能、低耗、减排、无毒、无污染、易降解的无公害的包装印刷油墨。

许多专家都提出要求改善油墨的环保性、卫生性和安全性建议，在油墨行业标准中增强重金属的控制指标。

新的油墨国家标准即将出台，其中将对苯溶剂残留及重金属含量进行严格的规定和控制。

这类标准的出台将使国内的包装印刷油墨在今后的产品研发上必须同安全性、卫生性联系在一起。

就其溶剂体系来说应朝无苯、醇溶和水性方向发展；就其连接料技术来说应朝醇溶、水性聚合物体系方向发展。

环保油墨,主要改变油墨成分,即采用环保型材料配制新型油墨。

目前,环保油墨主要有水性墨、UV墨、水性UV墨和一些醇溶性墨。

其中对UV油墨和水性油墨的研究比较广泛。

UV油墨是目前发展速度很快的一种油墨，它具有干燥速度快，生产效率高，低温固化能耗低，固化膜光泽度高，耐抗性好，无溶剂挥发，有利于环保等优点，而且UV油墨印品范围比较宽，可用于薄膜、塑料、金属、纸张等上面。

UV油墨迅速干燥固化并且适用范围宽的特点使其在印刷工业中得到越来越广泛的应用，成为油墨的发展方向。

水性油墨因其优良的环保性能，可以解决当前包装与印刷行业所存在的排放与污染问题，受到了越来越多的关注，成为了今后研究的主要对象，同时，它的使用也必将替代传统的溶剂型油墨。

我国已明确将水性油墨及其相关原材料列为了今后发展研究的重点和油墨行业发展的主要方向。

二.UV油墨和水性油墨的研究现状1.UV油墨的研究印刷油墨由颜料、连结料和各种助剂组成。

颜料在油墨中主要起显色的作用, 其分散性、着色力、遮盖力、吸油性、视比容等直接影响油墨的性能。

连结料作为分散介质, 是颜料粒子的载体, 起着润湿、分散颜料粒子和油墨成膜的作用, 决定着油墨的流变性、干燥性、耐抗性及墨膜的光泽度等。

助剂也称添加剂, 是油墨的辅助成分, 其作用是调整油墨的印刷适性。

UV 油墨同样由上述三种主要成分组成, 但其连结料由具有光化学性质的低聚物树脂 (也称为预聚物) 和活性稀释单体组成, 为了使体系能够发生光化学反应, 通常需要添加适当的光引发剂以诱导发生光化学反应。

UV油墨的主要组成有光聚合活性预聚物活性助剂、光敏溶剂和光聚合引发剂。

（1）预聚物的研究UV 胶印油墨在 UV 辐射下，光引发剂受激变为自由基或阳离子，引发体系中含有不饱和双键的预聚物及活性单体发生化学反应，形成交联结构而固化。

预聚物是 UV 胶印油墨的重要组分之一，决定着油墨的固化速度、印刷适性及固化后的墨膜性能。

预聚物结构决定了体系的光固化机理，对油墨的印刷性能也有很大影响。

其中魏先福等在研究预聚物对胶印UV油墨性能的影响中得到含有预聚物 6358H 的油墨样品具有较高的黏度，其触变性破解指数也较大；含有预聚物 6353-1的样张具有较高的光泽度；含有预聚物 EB3700 的样张实地密度较大，且具有较快的固化速度；将EB3700 和6353-1 混合制备的油墨样品具有较高的油墨转移率。

（2）光引发剂对UV油墨固化速率的影响在马晓旭等人的研究中，得到：所用5种引发剂BP、1 173、907、ITX、819可分为两类，ITX、819为吸收波长较长的引发剂，BP、1173、907为吸收波长较短的引发剂。

吸收波长较长的引发剂对蓝色uV油墨的引发活性较高。

引发剂819和引发剂ITX都是吸收波长较长的引发剂，浓度从0．2％增加到1．2％时，固化速度均不断升高，在浓度为l％时，光固化时间均可达到1．5 s左右，但此时引发剂819比引发剂ITX的固化速度快。

引发剂1173与BP进行1：3复配时，固化速度是单独使用BP时的4．9倍，复配效率比ITX与907复配，907与BP复配的效率均高。

2.水性油墨的研究水性油墨是由连结料、颜料、助剂等物质组成的均匀浆状物质。

连结料提供油墨必要的转移性能，颜料赋予油墨以色彩。

水性油墨的连结料主要分为两种类型：水稀释型和水分散型。

前者可以使用的树脂类型有很多种，比如顺丁烯二酸树脂、紫胶、马来酸树脂改性虫胶、乌拉坦、水溶性丙烯酸树脂和水性氨基树脂等。

水分散型的连结料是在水中通过乳化的单体聚合所得，它是两相体系，其中油相以颗粒状在水相中分散，虽不能够被水溶解，但能够被水稀释，所以也可以认为是水包油乳液型。

（1）. 连接料的研究现状连接料作为水性油墨的基料对油墨的使用性能和印刷效果起着决定性作用，在连接料的技术研究方面的创新，推动了油墨技术的迅速发展。

被称为21 世纪绿色树脂的水性树脂因其具有低毒、不易燃、不含任何有机溶剂、无污染等优良特点而受到越来越多的关注和研究。

目前，国内外对连接料的研究较多，主要有改性松香水溶性树酯、聚丙烯酸水溶性树脂及乳液型水溶性树脂。

①改性松香水溶性树脂该树脂用于配制水性油墨的量约占70％，具有价格便宜、制作工艺简单、油墨光泽度高等优点，缺点是用于印刷后其抗水性差、印刷过程不稳定及达不到中、高档包装印刷所要求的光泽和耐水性要求。

陈学恒等用富马酸和季戊四醇对天然松香进行改性，制备了具有成本低、有较高软化温度、各种溶解性好和综合性能优良等特点的富马酸改性松香水性树脂。

冯练享等利用丙烯酸对松香改性后，再与聚乙烯醇缩丁醛（PVB)水溶性,并适合于烟用水松纸。

②聚丙烯酸水溶性树脂主要用于高档水性油墨的制备中，具有优良的成模性、耐光性、粘接性、耐腐蚀和耐候性。

经过多年的研究、在改性方面取得了很大的进展。

但目前存在的主要缺点是耐水性和耐沾污性差,在非吸收材料上的附着力较小,且干燥速度慢，所以对其进行改性以提高其附着力和耐水性仍是主要的研究方向。

彭学军等以偶氮二异丁腈为引发剂Ｎ、Ｎ-二甲基乙醇胺为中和剂，将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸和Ｎ-羟甲基丙烯酰胺四元单体共聚制备出了适用于柔性版四色套印水性油墨的分散树脂和成膜树脂，以此作为连接料研发出了一组三原色与黑色的四色套印的水性油墨。

该工艺过程简单，与目前进口的水墨产品不差上下，具有一个好的应用前景。

刘旭等通过引入环氧树脂对丙烯酸树脂进行了改性，提高了其附着和复合牢度，由它配制得到的水性油墨的指标已达到或优于国家标准，并符合实际应用的要求，在凹版复合塑料油墨领域中具有较大的应用价值和市场前景。

乳液型水溶性树脂近年来乳液型连接料的发展十分迅速，特别是复合型乳液的发展。

US4973617中将聚酰胺加入到马来酸酐与松香反应的体系中，得到的产物用于对乳液丙烯酸树脂进行改性，再加入少量丙醇制成连接料，将该产品用于水墨中能使水墨的印刷适性和耐水性得到了一定的改善。

蔡栋雨等综合了水性聚氨酯和丙烯酸树脂的各自优点，采用乳液聚合的方法制备了具有良好的耐水性能及对PET和OPP 薄膜都具有优良附着牢度、良好稳定性能等的水性油墨连接料—聚氨酯－聚丙烯酸酯（PUA）复合乳液，由它制备的水性油墨主要在塑料的凹版印刷中使用。

胡明进等以丙烯酸甲酯作为硬单体、以丙烯酸丁酯作为软单体、以丙烯酸作为功能单体，将这些原料通过预乳化工艺合成乳液连接料，由它制备出了光泽度、耐水性及细度等都达到了优良指标的超细水性油墨。

(2)助剂的研究现状助剂作为改变水性油墨性能的重要原料，近年来对它的研究逐渐兴盛起来。

目前常用的助剂有：pH值稳定剂、快干剂、消泡剂、冲淡剂、慢干剂、润湿分散剂、流平剂、杀菌剂等。

通过科学的使用这些助剂可以改善水性油墨性能上的缺点从而提高水性油墨的稳定性能。

有文献报道，对于高档纸箱水墨，为获得耐磨和滑爽性能，使用蜡助剂成为关键。

选择了３种形式的蜡：超微粉蜡（具有最窄的粒径分布)、蜡乳液（具有精细的粒径)、和蜡分散体研究结果表明：蜡可以提高印模耐磨性、抗粘连性，另外蜡的加工方法不同会对蜡在油墨中的使用性能产生影响。

所以在选用蜡助剂时，要综合考虑蜡的粒径、分散体系等对油墨性能的影响。

水性油墨普遍存在光泽度不够的问题,严重阻碍了水性油墨在包装印刷领域中的广泛应用.据光泽度实验分析知,水性墨的光泽度随添加的消泡剂的质量分数的增加而变小，这表明当水墨中加入消泡剂时，会对水性油墨的分散性产生不良的影响，从而使得油墨的光泽度变差；增稠剂在一定用量范围内可提高水墨的光泽度，但超过一定的用量后，光泽度反而下降；另外，由于亮光浆型的撒淡剂本身光泽度很好，所以用其来调配水性油墨，得到的产品其墨色浅且有透明感同时也使墨膜的效果和光泽度得到了一定的提高。

在助剂的使用方面，有文献报道在水墨体系中，采用挥发性极低且无气味的水性聚合物型多功能助剂，能够快速有效的控制体系的PH值。

为了能达到良好的分散和稳定效果，可选聚氨酯、聚丙烯酸、羧酸类等高分子作为水性油墨的分散剂；为了避免缩孔、鱼眼、桔皮等不良现象的出现，一定要遵循“ 用量最小，消泡效果最佳”的消泡剂使用原则；常将聚氨酯作为水性油墨体系中最常用的流平剂。

另外,有文献报道将抑泡剂和内外两种表面增塑消泡剂混合使用且加入消泡剂的量为２％时，能够使水墨起泡的问题得到很好的解决。

(3)颜料的研究现状选择颜料时，色相是首要考虑的因素，其次是易分散性、耐醇耐碱性及和其他成分的相溶性等因素。

水性油墨一般选用与水性树脂相容性好的水性颜料，以达到良好的分散体系。

由于色淀类颜料会导致存储过.程中水墨的稳定性变差和在碱性介质中其粘度增加使墨膜变厚，所以一般用色淀类颜料来制备水性油墨。

对于有机颜料, 一般采用偶氮系或双偶氮系、酞青系及其他高级颜料作为水墨用颜料，从而满足水墨配方的设计要求。