水性油墨 water-based ink 水性油墨简介水性油墨简称为水墨，柔性版水性墨也称液体油墨，它主要由水溶性树脂、有机颜料、溶剂及相关助剂经复合研磨加工而成。水性油墨特别适用于烟、酒、食品、饮料、药品、儿童玩具等卫生条件要求严格的包装印刷产品。水溶性树脂水溶性树脂或水分散性树脂皆为水性油墨的连接料，它对油墨的粘度、附着力、光泽、干燥及印刷适应性都有很大的影响。在国内，常采用松香改性马来酸树脂作连接料来制作油墨，但此种油墨仅能用于印刷一般纸箱，满足不了中、高档包装印刷所要求的光泽和耐水性的要求。氨基甲酸乙酯树脂的稳定性较好，但印刷适应性和可溶性略差一些，其他还有用苯乙烯改性马来酸树脂、水性氨基树脂以及聚乙烯醇和羧甲基纤维素等，这些高分子树脂一般均含有－cooh（羧基）、－oh（羟基）、－nh2（胺基）等亲水基团，经过特定的工艺处理，成为完全溶于水的树脂，可以作为水性油墨的连接料。但是，依然明显地存在一些不尽人意的地方，且对水性油墨的印刷适应性、光泽度、耐水性等都有不同的影响（见表1）。
马来酸树脂 氨基甲酸乙酯树脂 水性氨基树脂 羧甲基纤维素 水溶性丙烯酸树脂
颜料分散性 中 中 良 良 优
印刷适应性 中 中 中 良 优
耐湿摩擦性 中 中 良 中 优
耐干摩擦性 差 中 差 中 优
油墨稳定性 中 良 中 中 优
耐热性 差 差 中 中 极优
耐水性 差 差 中 差 优
着色性 中 中 差 中 良
光泽 差 差 中 差 良
由表1可知，选用水溶性丙烯酸改性树脂作水性油墨的连接料，其光泽度、耐候性、耐热性、耐水性、耐化学性和耐污染性等方面均具有显著的优势，在直接分散溶解或合成高分子乳液时，也均能表现出优良的性能。用该树脂制成油墨，产品可达到国外先进产品的质量水平。使用水溶性偶氮引发剂作为丙烯酸树脂的主要引发剂后，丙烯酸树脂的性能又得到明显提升。水性uv油墨原料1.组成原料：光固化树脂
水性uv油墨一般由基料树脂、光引发剂、添加剂和水组成。基料树脂是油墨体系的主体成分，油墨最终固化膜的性能主要由基料树脂决定。常用的树脂有：不饱和
聚酯、聚氨酯丙烯酸酯类、丙烯酸酯化聚丙烯酸、聚酯丙烯酸酯。
用于光固化水性油墨的不饱和聚酯，是以二元醇或多元醇与马来酸酐进行酯化反应制备而成的。为了使树脂具有亲水性，可以利用二元醇（如聚乙二醇）引入亲水
结构，用含光活性基团的酸或醇封端则可获得光活性。
聚氨酯丙烯酸酯类树脂是目前研究得最多的体系。与一般的聚氨酯丙烯酸酯的差别仅在于如何在分子中引入亲水性结构。与上述不饱和聚酯相似，亲水性结构一般
可利用二元醇单元引入。例如可利用聚乙二醇引入非离子型的亲水链段；利用二羟甲基丙酸（d m p a ）引入羧基，得到离子型的自乳化树脂。光活性基团可以通过
（甲基）丙烯酸羟乙酯（h e a 或 h e m a ）的羟基与聚氨酯末端异氰酸酯基（-nco）反应引入，也可以利用丙烯酸与端羟基聚氨酯的羟基进行酯化反应得到。
丙烯酸酯化聚丙烯酸具有价廉、易制备、墨膜丰满、光泽好等优点。一般可用丙烯酸与各种丙烯酸酯共聚引入亲水性的羧基，用（甲基）丙烯酸羟乙酯或（甲基）
丙烯酸缩水甘油酯共聚引入羟基或环氧基以便进一步引入丙烯酸氧基，从而获得光活性。
2．组成原料：光引发剂
除了与油性体系所用的光引发剂在吸收性质、不变黄等方面的要求相同以外，用于水性体系的光引发剂还必须具有与水性环境相容、挥发性低等要求，以保证墨膜
预干燥（一般在60～80℃）时仍能保持所需的浓度。目前，使用较多的光引发剂是darocur 2959，由于其分子上比 darocur1173多了一个羟乙氧基，使其在水中的溶解度相对较大（母体darocur1173的溶解度仅为0.1％），因而较易在预干燥时挥发掉。水性油墨的颜料颜料赋予了油墨颜色特征，满足了印刷对色彩的要求。一般的有机颜料和无机颜料都可用于水性油墨。由于水性油墨的树脂大多为碱溶性的，所以选用颜料时，须使用能耐碱性的颜料。但是，水墨中颜料的分布密度较溶剂型油墨要大得多，而水的表面张力及极性都与溶剂差别大，使得颜料分散较为困难，直接影响到油墨的稳定性、粘度和ph值。采用添加表面活性剂可增加树脂和水的亲和力及颜料与水溶性连接料的亲和力，从而解决油墨的稳定性问题。水墨的粘度和ph值是需要精确控制的。当ph值高于9.5时，碱性太强，油墨的粘度会降低，干燥速度变慢、耐水性能变差；当ph值低于8时，碱性又太弱，油墨的粘度升高，干燥速度加快，会造成脏版、糊版、起泡等缺陷。在印刷过程中选用颜料时，应选择国产颜料中色泽艳亮、粘度低、体系稳定的高级颜料来制作水性油墨。水性油墨所用助剂为提高水性油墨的各项性能需添加各种助剂，而水性油墨所用助剂较溶剂型油墨更为重要。常用的水性油墨助剂有以下几种：
①消泡剂：用来消除水性油墨中的泡沫，用量一般为1％～2％。
②稳定剂：主要防止水墨在贮藏、运输中聚结、发霉，降低水墨粘度和调节水墨的ph值，一般使用氨水或乙醇胺等助剂。
③其他助剂：分散剂、防腐剂、流平剂、增滑剂及交联剂等。通过科学使用这些助剂来改善水性油墨的弱点，可提高水性油墨的稳定性能。水性油墨所用溶剂水性油墨所用溶剂需具有：①溶解树脂，给与墨性；②调节粘度，给与印刷适应性；③调节干燥速度。水性油墨还要求具有无毒的特性，因而它的溶剂主要是纯净水和少量的醇类，如水、乙醇、丁醇、异丙醇等。这些溶剂可以辅助水增强溶解树脂的能力，提高颜料的分散性能，并加速渗透，抑止发泡。优选出的水性油墨基本配方水溶性丙烯酸树脂25％～35％
水15％～25％
乙醇5％～15％
三乙胺5％～10％
颜料10％～30％
助剂1％～3％水性油墨的生产工艺第一步为研磨制备色浆：将水溶性树脂、颜料、助剂和溶剂（水）等混合，通过高速分散机搅拌分散、研磨成备用色浆。
第二步为配制油墨：将备用色浆、助剂和溶剂（水）等搅拌混合均匀，通过研磨分散，使之具有足够的细度、光泽及着色力，过滤包装即为水性油墨产品。
综上所述，我们选择各种不同类型和品种的水溶性丙烯酸树脂，通过对比试验筛选了颜料和助剂，并与丙烯酸酯类乳液复配，加入交联剂，通过正交试验优选配方，所研制成的水性油墨产品，经过有关单位检测使用，证明其各项指标均达到国内外同类产品先进水平，得到了使用单位的一致好评。其主要技术指标见表2。
项目 技术指标 实测指标 检测标准
颜色 标样 近似标样 gb/t13217.1
着色力(％) 90～110 100 gb/t13217.6
粘度(s) 50±30 50 gb/t13217.4
光泽(％) (60℃) >80 gb/t13217.2
细度(μm) ≤10 8 gb/t13217.3
ph值 8.0～9.5 9
初干性(mm) 15～30 19
耐碱、耐水 24h 良好
贮存稳定性 5～30℃ 良好水性油墨的优势由于用水作溶解载体，水性油墨具有显著的环保安全特点：安全、无毒无害、不燃不爆，几乎无挥发性有机气体产生，主要表现在以下四个方面。
1．不污染大气环境。
voc(挥发性有机气体)被公认为当今全球大气污染的主要污染源之一,溶剂型油墨会散发出大量的低浓度voc,由于水性油墨用水作溶解载体．所以无论是在其生产过程中，还是被用于印刷时．几乎不会向大气散发挥发性有机气体(voc)，。这是溶剂型油墨所无法比拟的。溶剂型油墨在生产过程中，散发出大量的低浓度voc。根据估算．一般溶剂型油墨制造工厂．若采用未完全密闭的生产设备，有机溶剂的挥发损失约占油墨产量的0．3％～1％。而对于低浓度voc的处理，除了绝少数油墨工厂采用如活性炭吸附等高成本的处理方法外．大多数都高空直接排入大气。不仅如此，在印刷过程中，溶剂型油墨中的有机溶剂几乎完全被干燥而快速挥发出来．除了在印刷机上方的高浓度voc被采用如催化燃烧或微生物处理工艺处理外，弥漫在印刷车间空气中的低浓度voc往往被直接排入大气，如果按照溶剂型油墨中有机溶剂所占比例为25％～35％计算，其直接排入大气环境的voc数量相当惊人。而水性油墨恰恰克服了这一缺点。这一独有的对大气环境无污染的特点正在被越来越多的印刷企业所看好。
2．减少印刷品表面残留毒物．
保证食品卫生安全。水性油墨完全解决了溶剂型油墨的毒性问题。由于不含有机溶剂，使得印刷品表面残留的有毒物质大大减少。这一特性．在烟、酒、食品、饮料、药品、儿童玩具等卫生条件要求严格的包装印刷产品中更体现了良好的健康安全性。在人类越来越重视食品安全的当今．已经关注到了食品包装的卫生安全．对包装材料和包装印刷的有害物质的的残留量也要求严格。使用溶剂型油墨的印刷品要达到食品卫生安全的要求相当困难．而这对于使用水性油墨的印刷品．却是轻而易举的事。
3．减少资源消耗和降低环保成本。
由于水性油墨固有的特性——同形物含量较高．可以在较薄墨膜沉积。因此相对于溶剂型油墨．它的涂布量(单位印刷面积所消耗的油墨量)要少一些。经过试验．与溶剂型油墨相比．减少了约10％的涂布量。也就是说，印刷相同数量和规格的印刷品．水性油墨的消耗量较溶剂型油墨减少了约10％。不仅如此，