作为一种新型绿色环保的印刷材料,水基凹印油墨已经成为凹版印刷油墨的重要发展方向。目前,水基凹印油墨已广泛应用于纸基类印刷品印刷,但在塑料类基材印刷品上,由于附着牢度差等问题,水基凹印油墨的应用和发展受到阻碍。

本课题立足于通过对水基凹印油墨的主要成膜物质——丙烯酸酯乳液进行改性,并以改性后丙烯酸酯乳液为主要原料,制备能适用于塑料基材的,印刷性、附着性等综合性能优良的水基凹印油墨。

在丙烯酸酯乳液的改性研究中,采用无皂半连续种子乳液聚合法,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)为主单体,丙烯酸六氟丁酯(G01)为功能单体,合成了具有核壳结构的丙烯酸酯乳液。以单体转化率、凝胶率、稳定性等为主要指标,考察了乳化剂2-丙烯酰胺基-2甲基丙烷磺酸钠盐(AMPS-Na)、引发剂过硫酸钾(KPS)、反应温度等因素对丙烯酸酯乳液聚合反应体系的影响；以附着牢度为主要指标,考察了功能单体用量、交联单体种类及其用量对改性后丙烯酸酯乳胶膜性能的影响。

实验结果表明：当乳化剂用量为3%、引发剂用量为0.6%、功能单体用量为15%、交联单体GMA用量为3%、聚合温度为80℃C时,改性后所得丙烯酸酯乳液的体系较为稳定,其乳胶膜的附着牢度较好。通过对改性后丙烯酸酯胶膜的FTIR分析可知,在618cm-1和690 cm-1处出现C-F键吸收峰,且在1650cm-1处没有C=C吸收峰,说明主单体、功能单体等全部单体都参与了乳液聚合；通过对改性后丙烯酸酯乳液的TEM分析可知,乳液乳胶粒子具有明显的核壳结构,粒径在90nm左右且分布较窄。

在水基凹印油墨印刷适性的研究中,采用正交试验法,以附着牢度、粘度、初干性、和着色力为主要指标,考察了改性丙烯酸酯乳液、助溶剂、水溶性丙烯酸树脂、颜料等因素对油墨印刷适性影响的主次因素。

结果表明：改性丙烯酸酯乳液、水溶性丙烯酸树脂对油墨附着牢度影响显著,助溶剂、水溶性丙烯酸树脂对油墨粘度和初干性影响显著,颜料对油墨着色力影响显著。综合分析确定油墨各组分的较优组合为A4B2C2D2,并经重复性实验确定了油墨各组分的最佳配比为：改性丙烯酸酯乳液56-60%、助溶剂9-13%、水溶性丙烯酸树脂22～25%、颜料(炭黑)9-12%、助剂3～.4%；所得水基凹印油墨的颜色、细度、粘度、着色力和附着牢度均达到GB/T 26394-2011的要求。