引 言

納米沉淀硫酸鋇因其優(yōu)異的性能而被廣泛應(yīng)用在不同種類的油墨領(lǐng)域中。其中水性油墨是一種公認(rèn)的環(huán)保型油墨，它順從了環(huán)保的要求，具有無毒、無腐蝕性、無刺激性氣味，不燃、不爆、安全性好，運(yùn)輸方便，印刷適應(yīng)性好等特點(diǎn)，因此受到業(yè)內(nèi)外的強(qiáng)烈關(guān)注與青睞。但隨著對水性油墨研究與應(yīng)用的不斷深入，逐步體現(xiàn)出一些性能上的問題，而加入納米沉淀硫酸鋇，不但保持了水性油墨原有的基礎(chǔ)性能，還在一定程度上改善了其耐老化性、分散性、展色性、觸變性、光澤度等。

本報告通過將納米沉淀硫酸鋇FB-30應(yīng)用于水性油墨中，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可見，添加納米沉淀硫酸鋇的多方面性能保持較好，與添加普通沉淀硫酸鋇對比有著明顯的優(yōu)勢。也由此體現(xiàn)出納米沉淀硫酸鋇在提高耐老化性、展色性、觸變性、顏料分散性及水性油墨光澤度有顯著效果。其透明性高，填充性好，與不同種類樹脂有良好的親和性，可與日本堺化學(xué)BF-20相媲美，有著廣闊的市場發(fā)展?jié)摿翱臻g。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1主要原材料

水性丙烯酸樹脂液：市售產(chǎn)品；

改性丙烯酸樹脂乳液：市售產(chǎn)品；

納米沉淀硫酸鋇：FB-30，粒徑0.03μm，云浮鴻志新材料有限公司；

納米沉淀硫酸鋇：BF-20，粒徑0.03μm，日本堺化學(xué)；

普通沉淀硫酸鋇：粒徑0.7μm，市售產(chǎn)品；

碳黑顏料：HDS-1355，市售產(chǎn)品；

潤濕劑：TeGo-500，德國迪高；

消泡劑：TeGo-904w，德國迪高；

分散劑：Silok-7170w，斯洛柯；

PH調(diào)節(jié)劑：市售工業(yè)品；

丙二醇丁醚：市售工業(yè)品；

蒸餾水：自制。

1.2產(chǎn)品物性表與電鏡圖

1.3主要儀器設(shè)備

高速分散機(jī)：SFU400，上海微特電機(jī)；

電子秤：JM-B-3003，0.01g，超澤衡器設(shè)備有限公司；

刮板細(xì)度計：QXD-50，天津市精科材料有限公司；

四面涂布器：SZQ（100-150-200-250μm），廣州德滿億儀器；

三角度測光儀：CS380，上海亮研智能科技有限公司；

氙燈耐老化試驗(yàn)箱：SD-Z-150A，東莞匯泰機(jī)械有限公司；

色差儀：CM-2300d，美能達(dá)；

陶瓷納米臥式砂磨機(jī)：CSN-1，馳勒（上海）機(jī)械科技有限公司；

展色儀：ZS140，廣州鐫恒儀器設(shè)備有限公司。

2 納米沉淀硫酸鋇FB-30用于水性油墨的實(shí)驗(yàn)方法

2.1水性油墨基礎(chǔ)配方及工藝

（1）先按配方順序分別將水性丙烯酸樹脂液、助劑、顏/填料、乙醇、水投入到分散釜內(nèi)，用高速分散機(jī)勻速攪拌均勻，待碳黑充分潤濕；

（2）將潤濕分散好的漿料移到砂磨機(jī)中開展研磨，研磨1-2道，直至刮板細(xì)度達(dá)到10μm以下即可；

（3）將研磨好的漿料按配方比例分別與剩余的原材料：改性丙烯酸乳液、丙二醇丁醚、水、助劑用高速分散機(jī)勻速攪拌均勻，即得到水性油墨。（分散機(jī)速度控制在800-1000轉(zhuǎn)/分，按以上工藝方法分別制備水性油墨1-4#配方待測。）

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1分散性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比

根據(jù)以上研磨方法，分別比較不同硫酸鋇在不同時間下對碳黑分散性的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

眾所周知，碳黑因其粒徑小，吸油量高，顆粒間的內(nèi)聚力強(qiáng)等特點(diǎn)，在顏料中屬于較難分散。分散不好在儲存過程中會出現(xiàn)返粗現(xiàn)象及其它弊病。從表3數(shù)據(jù)和圖2可看出，在達(dá)到研磨條件的前提下，添加納米沉淀硫酸鋇的水性油墨在研磨時對碳黑的分散均有一定的改善效果，更重要的是能有效提高儲存穩(wěn)定性。

3.2粘度與Ti值實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比

根據(jù)以上配方工藝制備出樣品，分別比較添加不同硫酸鋇的水性油墨粘度及Ti值的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

結(jié)合表4數(shù)據(jù)與圖3可見，添加納米沉淀硫酸鋇的兩個配方，在不添加增稠劑的情況下，均具有一定的觸變效果，可滿足多種油墨對此性能的需求。而添加普通沉淀硫酸鋇的水性油墨雖在粘度上比純碳黑水性油墨高些，但無觸變性。

3.3光澤度對比

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)方法，比較添加不同硫酸鋇對水性油墨光澤度的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

從表5數(shù)據(jù)和圖4發(fā)現(xiàn)，添加納米沉淀硫酸鋇FB-30與添加普通硫酸鋇的水性油墨相比，添加FB-30的涂層光澤度更高，表面效果更好，流平性優(yōu)異，甚至比純碳黑水性油墨光澤度還高些，總體效果與BF-20較為接近。

3.4耐老化性測試結(jié)果對比

通過使用氙燈耐老化機(jī)，對不同配方制備的水性油墨樣板進(jìn)行耐老化測試，對比光澤度變化，實(shí)驗(yàn)對比數(shù)據(jù)如表6、表7所示。

從表6、表7數(shù)據(jù)和圖5可見，添加納米沉淀硫酸鋇FB-30、BF-20對耐老化性的改善效果明顯優(yōu)于添加普通沉淀硫酸鋇，不僅提高了整體的耐老化性，且保持了原有的色調(diào)。

3.5展色效果及L、a、b值對比

通過用色差儀對不同配方制備的水性油墨樣板L、a、b值做分析測試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6、表8所示。

從圖6及表8數(shù)據(jù)可看出，添加納米沉淀硫酸鋇FB-30的展色性與BF-20的比較接近，相比純碳黑的也略顯鮮明，且顏色飽和度更好。與添加普通沉淀硫酸鋇的展色性相比，更為明顯地體現(xiàn)出納米沉淀硫酸鋇對此項(xiàng)性能的改善效果。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

（1）在水性油墨中添加納米沉淀硫酸鋇FB-30，可有效改善碳黑的分散性和儲存穩(wěn)定性。

（2）在水性油墨中添加納米沉淀硫酸鋇FB-30，可有效提高油墨粘度，使之具有一定的觸變效果，在不添加或少添加增稠劑的情況下，可滿足大眾油墨對觸變性的需求。

（3）在水性油墨中添加納米沉淀硫酸鋇FB-30，可有效提高涂層光澤度與平滑性。

（4）在水性油墨中添加納米沉淀硫酸鋇FB-30，不僅提高了涂層的耐老化性，且能夠保持原有的色調(diào)。

（5）在水性油墨中添加納米沉淀硫酸鋇FB-30，可有效提高顏料的展色性與飽和度，使涂層更加鮮明。