作為一種新型綠色環保的印刷材料,水基凹印油墨已經成為凹版印刷油墨的重要發展方向。目前,水基凹印油墨已廣泛應用於紙基類印刷品印刷,但在塑料類基材印刷品上,由於附著牢度差等問題,水基凹印油墨的應用和發展受到阻礙。

本課題立足於通過對水基凹印油墨的主要成膜物質——丙烯酸酯乳液進行改性,並以改性後丙烯酸酯乳液為主要原料,製備能適用於塑料基材的,印刷性、附著性等綜合性能優良的水基凹印油墨。

在丙烯酸酯乳液的改性研究中,采用無皂半連續種子乳液聚合法,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)為主單體,丙烯酸六氟丁酯(G01)為功能單體,合成了具有核殼結構的丙烯酸酯乳液。以單體轉化率、凝膠率、穩定性等為主要指標,考察了乳化劑2-丙烯酰胺基-2甲基丙烷磺酸鈉鹽(AMPS-Na)、引發劑過硫酸鉀(KPS)、反應溫度等因素對丙烯酸酯乳液聚合反應體係的影響；以附著牢度為主要指標,考察了功能單體用量、交聯單體種類及其用量對改性後丙烯酸酯乳膠膜性能的影響。

實驗結果表明：當乳化劑用量為3%、引發劑用量為0.6%、功能單體用量為15%、交聯單體GMA用量為3%、聚合溫度為80℃C時,改性後所得丙烯酸酯乳液的體係較為穩定,其乳膠膜的附著牢度較好。通過對改性後丙烯酸酯膠膜的FTIR分析可知,在618cm-1和690 cm-1處出現C-F鍵吸收峰,且在1650cm-1處沒有C=C吸收峰,說明主單體、功能單體等全部單體都參與了乳液聚合；通過對改性後丙烯酸酯乳液的TEM分析可知,乳液乳膠粒子具有明顯的核殼結構,粒徑在90nm左右且分布較窄。

在水基凹印油墨印刷適性的研究中,采用正交試驗法,以附著牢度、粘度、初幹性、和著色力為主要指標,考察了改性丙烯酸酯乳液、助溶劑、水溶性丙烯酸樹脂、顏料等因素對油墨印刷適性影響的主次因素。

結果表明：改性丙烯酸酯乳液、水溶性丙烯酸樹脂對油墨附著牢度影響顯著,助溶劑、水溶性丙烯酸樹脂對油墨粘度和初幹性影響顯著,顏料對油墨著色力影響顯著。綜合分析確定油墨各組分的較優組合為A4B2C2D2,並經重複性實驗確定了油墨各組分的最佳配比為：改性丙烯酸酯乳液56-60%、助溶劑9-13%、水溶性丙烯酸樹脂22～25%、顏料(炭黑)9-12%、助劑3～.4%；所得水基凹印油墨的顏色、細度、粘度、著色力和附著牢度均達到GB/T 26394-2011的要求。