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水性油墨用颜料(一)

溶剂型油墨的特点之一是含有40～60％的挥发性有机溶剂，溶剂挥发后油墨才干燥。挥发出的大量有机溶剂严重污染环境，而且，有机溶剂大多是易燃易爆物质，在油墨的生产、运输、贮藏，使用等过程中均很不安全。

水性油墨是以水代替有机溶剂的一类液体油墨，近年来随着合成树脂工业的不断发展和印刷油墨制造者的努力，水性油墨的性能目的日趋完善，大有与溶剂型油墨相媲美之势。

水性油墨主要包括苯胺油墨、出版凹印油墨和包装凹印油墨等等，尽管水性苯胺油墨的生产已有较长的历史，但目前仍有生产，其他在品种和质量方面还存在着一定问题，特别是用于塑料薄膜等材料的水性凹印油墨还有待完善。可以认为，水性油墨作为无公害油墨的前景是宽广的。

各类水性油墨一般含有下列组份：水性树脂、碱组份、颜料、溶剂和添加剂。水性树脂一般为苯乙烯类和丙稀酸类树脂，碱组份为有机胺和如二甲基乙醇胺和一乙醇胺等，溶剂为水和醇类溶剂，添加剂包括消泡剂、分散剂和腊等，水性油墨的性能主要取决于树脂和颜料。

和内饰区域本文就水性油墨用的颜料作一介绍，包括高固体含量颜料虑饼的制造方法、颜料的表面处理以及颜料在水性油墨中的应用等。由于颜料在水性苯胺油墨和水性凹印油墨中的适应相似，而且这两类油墨的制造原理相似，故在本文中不加特别区分而通称为水性油墨。

一、颜料的物理形式

1、粉状颜料

作为着色剂的颜料，一般以干粉的形式使用，它是将含水的颜料滤饼经干燥粉碎工艺后制成的。这类颜料一般不含任何树脂连接料，以避免配伍性问题，这种形式的颜料在使用时易产生粉尘污染环境的问题。

2、粒状颜料

这是为解决粉状颜料是易产生粉尘飞扬的缺陷而发展的另一种干颜料，它是经特殊的后处理工艺造粒而成的中空的颜料聚集体，由于组成聚集体的颜料粒子间的机械力很弱，易分散于连接料中。

3、浆状颜料

它是含分散剂和乙二醇的颜料瑞风配件分散体。乙二醇可防止颜料风干和冻结。这种形式的颜料只适用于印刷吸收性基材的水性油墨，因为组份乙二醇防碍油墨在聚乙烯和铝箔等基材上的干燥性能。现发展了含树脂连接料和极少量乙二醇的浆状颜料。

4、颜料滤饼

把颜料的滤饼直接分散入水性油墨是非常引人注目的方法，由于颜料是水相形式，避免了颜料的干燥、粉碎并再分散入水性连接料的麻烦，简化了工艺，降低了干燥等工序的能量消耗。由于未经加热干燥，颜料的粒子和最初形成时一样，各项性能较优异。但是，颜料滤饼的含固量一般在18～25％左右，对于要求颜料含量较高的水性油墨就显得无能为力了。

较理想的含水颜料是高固体含量颜料滤饼。

二、高固体含量颜料滤饼

高固体含量颜料滤饼是把普通的颜料滤饼经特殊的脱水增浓工艺而制成，颜料含量一般控制在50％左右。这类颜料只含颜料、水和少量的表面活性剂，不含树脂连接料和填充料。

1、高固体含量颜料滤饼的优点

（1）广泛的用途。由于不含树脂连接料和填充料，故可用于各种类型的水性油墨如柔性版、凹版等油墨。另外，亦适用于水性印花涂料色浆和水性乳胶涂料。

（2）消除了粉尘对环境的污染。由于是半干形式，应用时无粉尘飞扬的现象，改善了操作环境，保障了配料人员的身体健康。

（3）提高了产品质量。与相应的干粉颜料相比，使用的高固体含量颜料滤饼制成的水性油墨具有较高的着色力（一般可提高5～15％）和光泽，色彩鲜艳明亮，并具有较高的分散体稳定性。这是因为使用滤饼时，颜料的粒子大小及形状大多与颜料形成时一样，而当颜料加热干燥时，产生大量的颜料聚集体和晶型重排，这些因素都是产生着色力、色相、光泽和分散体稳定性变化的原因。

（4）油墨粘度低。使用高固体含量颜料滤饼，可制备低粘度或高颜料含量的水性油墨，经测试，含31.5％重量干基的高固体含量的滤饼的油墨的粘度，同含25％重量干粉颜料的油墨的粘度值一样。

（5）简化水性油墨的制造工艺。这类颜料易分散性很好，只需高速分散就可达到油墨的细度要求，简化了油墨制造工艺，大大提高了劳动生产率。

2、高固体含量颜料滤饼的制造

制造高固体含量滤饼的方法包括机械脱水法、真空脱水法和表面活性剂处理后脱水法等。

美国的KUTOBUKI旋片式压滤机，比普通的压榨式板筐压滤机更有效地提高颜料滤饼的含固量，见表1。

美国一公司使用抽真空的二辊机制备高固体含量颜料滤饼，如图1所示。

①②是不锈钢辊筒，其上开槽⑩，槽内打孔⑾，并包有布；③是装有振动器得贮料斗；④液压装置，调节辊隙；⑤调速器；⑥真空泵，真空度混合由⑦调节；⑨为刮刀。

实例：绿相铜酞菁兰颜料，初始滤饼含固量为30.7％，经该装置脱水浓缩，滤饼含固量为46％。

日本公司采用表面活性剂处理颜料滤饼后，再第二次过为了满足家电的抗菌需求滤的工艺，制备高固体含量滤饼。

使用的表面活性剂包括阴离子型表面活性剂如萘磺酸甲醛缩合物、月桂基硫酸钠等；阳离子型表面活性剂如月桂基三甲基铵氯化物；非金釉古玩粒子型表面活性剂如聚氧化乙烯烷基醚等。

实例：含量为5％的联苯胺黄颜料悬浮，3kg/㎝2条件下过滤，得含固量为32.5％的滤饼，然后，PDA把0.2％聚氧化乙烯烷基醚与之搅拌混合，在上述相同条件下进如聚苯硫醚(pps)、聚酰亚胺(pi)、聚砜(psf)、聚醚酮(pek)、液晶聚合物(lcp)等行第二次过滤，得52.5％的高固体含量滤饼。

另一个方法是把颜料分散剂与颜料浆混合，再用高分子半渗透脱水浓缩，该渗透膜是聚丙烯腈类薄膜。

美国公司申请了用于制备高固体含量滤饼的松香衍生物分散剂的专利，该分散剂由分子量为1000～15000的聚（低级亚烃基）亚胺与一种聚酯反应而成，该聚酯是羟基硬脂酸与妥尔油松香的酯化产物。