苯丙树脂的制备及其改性研究

苯丙树脂的制备及其改性研究

近几年来，随着人们环保意识的不断提高，环保型丙烯酸类树脂在油墨、涂料等领域的应用越来越广泛。绿色环保型的苯丙树脂自身有很多优点，应用性质也相对较好，逐渐成为目前较活跃的研究和开发领域。但是单纯的苯丙树脂还有附着力差、稳定性差、气味大及力学性能差等缺点，本文简单概述了苯丙树脂的一些制备和改性方法及其在水性油墨中应用的优缺点和选择标准。为苯丙树脂在水性油墨中的应用提供一些理论基础。

标签：苯丙树脂；改性；水性油墨

苯丙树脂是由苯乙烯、丙烯酸及其酯类共聚的聚合物，屬于水溶性丙烯酸树脂的一类，是一种典型的碱溶性树脂，具有良好的使用性能，被广泛应用于水性油墨等领域中。近年来水性油墨的发展受到我国的高度重视，主要是因为水性油墨毒性低可降解，符合我国可持续发展政策，减少印刷厂对环境的污染，所以水性油墨取代传统的溶剂型油墨是大势所趋。水溶性树脂主要是作为水性油墨中的连接剂，是水性油墨非常重要的组成部分，直接影响印刷产品质量，其中水溶性苯丙树脂树脂在全球范围内使用最多，相关的研究也越来越丰富，它具有低毒、不易燃、不含任何有机溶剂、无污染等优点，但同时随着使用时间不断增加，人们逐渐发现，单纯的苯丙树脂也存在附着力不够好和有害气体挥等缺点，因此近几年这方面的研究主要集中在苯丙树脂的改性方面，本文主要阐述了水性油墨中的苯丙树脂的选择标准，苯丙树脂的主要制备流程以及改性方法，为苯丙树脂在水性油墨中的应用提供一些理论基础。

1 水性油墨用苯丙树脂的优缺点及选择标准

水性油墨用苯丙树脂的主要作用是帮助油墨成高质量的膜，保证颜料在印刷过程中均匀平整的附着在印刷物表面，提高水性油墨的光泽度。与其他类型的水性丙烯酸树脂相比较，苯丙树脂的凝固点非常高，使用使黏度比较低，材质较轻，具有良好的成膜性，并且成膜质量很高。比乳液具有更大的配伍性和剪切稳定性，能够是溶液中的溶质均匀稳定的存在，最后制备出的油墨干燥速率更快，具有比较好的防水性能。

苯丙树脂的种类有很多，作为水性油墨用连接料时，苯丙树脂的性质对水性油墨的整体性质有很大影响，所以苯丙树脂的的选择有一定的标准。选择苯丙树脂时考虑的因素主要有分子量，酸度和玻璃化转变温度三个，下面分别阐述。苯丙树脂的分子量主要与聚合方法和聚合时间决定，水性油墨用苯丙树脂分子量最好在两千到六千之间最为合适，分子量过高会导致油墨的粘度增加，油墨的水溶性与粘度有直接的关系，分子量过高或者过低都会造成水溶性不合适的情况，造成油墨成膜性差。树脂的酸值也是选择树脂时的重要指标之一。树脂的酸度主要来源于树脂分子的羧基，羧基可以和水分子形成氢键，随着羧基含量增加，油墨的水溶性会变好，但同时，酸度的增大会使材料的耐碱性变差，所以酸度的选择也应该适中，根据情况具体选择。玻璃化转变温度（Tg）对苯丙树脂的成膜性

能有较大的影响，玻璃化转变温度不应过高或者过低，玻璃化转变温度过高会导致成膜温度上升，如果在常温下不能自然成膜，膜的质量将会收到巨大的影响，而过低则会造成印刷质量下降，严重时可能会出现图字不清晰的情况。

2 水性油墨用苯丙树脂的合成方法

水性油墨用苯丙树脂的合成方法主要有溶液聚合、乳液聚合、悬浮聚合和本体聚合，现在应用比较广泛的是前两种，我们下面分别讲述。

溶液聚合法主要是说反应在溶液中进行，在反应时溶剂将单体分散，起到提供反应空间传质传热的作用。这种方法溶液均匀，很少出现局部过热的情况，产物质量较高。但是通常在这种情况合成的苯丙树脂分子量相对较低，分子中带有羧基，个别情况下可能造成油墨粘度较高，水溶性不好，成本也相对较高。

乳液聚合法主要是说在乳液中发生聚合反应，与溶液聚合法相比，这个方法可以使单体不需要很高的温度就发生聚合，聚合产物往往分子量比较高。另外，乳胶可作为涂料、胶粘剂等直接使用，不易燃且对环境无污染。但是这种乳液往往需要加入比较大量的表面活性剂去形成，不仅增加了额外的成本，之后去除无用物质也给整个生产带来困难，如果表面活性剂去除不彻底，还会影响油墨的成膜性能。

3 水性油墨用苯丙树脂的改性方法

近几年对水性油墨用苯丙树脂的改性方法有很多报道，主要分为单体改性、聚合方法改性、环氧树脂改性、有机硅改性、纳米改性和植物油基改性。单体改性主要是加入一些类似单体，提高产品结构的多样性，从而使油墨膜更加稳定。另外，改变聚合方法也是一个不错的途径，可以制备一些多级结构，特定解决性质。环氧树脂改性、有机硅改性和纳米改性三种方法主要是在单体中加入一些具有特定功能的材料（例如耐热性、耐低温性和耐水性）通过复合的方式为苯丙树脂加入特殊的性质，制备出性质良好的新材料，这类改性方法的优点主要是可以根据实际需要的性能设计合成，有针对性的进行材料开发。植物油基改性方法主要是可以减少生产投入，减少化石能源的消耗，为环境资源的可持续发展做出贡献。

参考文献：

[1]吴蔚.水性丙烯酸树脂的制备与性能研究[D].武汉：华中师范大学，2009.

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[3]钟强峰.水性丙烯酸树脂的合成及其改性的研究[D].广东：广东工业大学，2007.

[4]张奇，辛秀兰.油墨用水性丙烯酸树脂的研究进展[J].北京工商大学学报，2005，23（2）：13-16.