摘 要

随着全球环境的日益恶劣，水性油墨作为一种环保涂料，凭借其无污染、成本低廉、工作条件安全的特点，具有广阔的研究和应用前景。丙烯酸树脂作为水性油墨连接料得到了广泛的关注和研究，但其存在稳定性不好、耐碱性差、干燥速度过慢等缺点。

本文使用MMA和BA作为硬软单体、AA和HEMA作为功能性单体，采用种子乳液聚合的方法合成出丙烯酸树脂乳液，再以该乳液作为连接料制备出水性油墨，并对乳液及其漆膜进行粘度、红外光谱、附着力、柔韧性和抗冲击性等性能的测试。

研究结果表明：当硬软单体的比为3:2，AA、HEMA分别为硬软单体量的3.6%和6.7%，OP-10与SDS的比为3:2，转速为210r/min，引发剂的量为0.3g时，所得到的丙烯酸树脂并由其制备出的水性油墨具有良好的性能。

关键词：水性油墨，丙烯酸树脂，乳液聚合，工艺条件

Abstract

With the deteriorating global environment, as an environmentally friendly coating, water-based ink has been has a broad research and application prospects because of its non-polluting, low cost, safety working conditions. Acrylic resin is the most extensively studied as the waterborne binder. But its disadvantages such as poor stability, alkali resistance is poor, slow drying speed should be improved.

In this paper, methyl methacrylate （MMA）and butyl acrylate （BA）was used as the hard and soft monomer .Acrylic acid （AA）and methacrylic acid -β- hydroxyethyl methacrylate （HEMA） were used as the functional monomer, using emulsion polymerization to synthesize resin emulsion. Then water-based ink was prepared by the emulsion, and texted its FTIR, adhesion, flexibility, impact resistance and viscosity.

The results show that when the hard and soft monomer ratio is 3: 2, the total amount of AA is 3.6% of monomer, the total amount of HPA is 6.7% of monomer, OP-10 and SDS ratio is 3: 2, the speed is 210r/min, the amount of initiator is 0.3g, the acrylic resin has excellent properties，and use it as the waterborne binder of the water-based ink prepared material also has good properties.

Keywords: water-based ink; acrylic resin; emulsion polymerization; technological conditions

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第一章 绪论 1

1.1 水性油墨概述 1

1.1.1油墨的发展历史 1

1.1.2油墨的组成 1

1.1.3油墨的分类 2

1.1.4水性油墨的特点 2

1.1.5水性油墨的局限 3

1.1.6水性油墨的研究进展 4

1.1.7水性油墨的应用前景 4

1.2丙烯酸改性水性油墨 4

1.3水性丙烯酸树脂的结构及特点 5

1.4本课题研究意义和内容 6

第二章 丙烯酸树脂的制备及性能测试 7

2.1实验原料的选择 7

2.1.1水性丙烯酸树脂单体的选择 7

2.1.2乳化剂的选择 8

2.1.3引发剂的选择 8

2.1.4缓冲剂的选择和用量 9

2.1.5中和剂的选择 9

2.2实验步骤 9

2.2.1实验原料用量的确定 9

2.2.2实验仪器和设备 11

2.2.3实验工艺的确定 12

2.2.4实验流程 13

2.3性能测试 13

2.3.1红外光谱测试 13

2.3.2固含量 13

2.3.3粘度 13

2.3.4树脂漆膜的硬度 13

2.3.5树脂漆膜的耐水性 14

2.3.6树脂漆膜的耐碱性 14

2.3.7树脂漆膜的耐酸性 14

2.4实验结果与分析 14

2.4.1丙烯酸树脂的红外光谱分析 14

2.4.2硬软单体配比对树脂性能的影响 15

2.4.3反应工艺对树脂性能的影响 17

2.4.4乳化剂的配比对树脂性能的影响 19

2.5本章小结 20

第三章 水性油墨的制备及性能测试 22

3.1水性油墨的成分的选择 22

3.1.1水性连接料的选择 22

3.1.2颜料的选择 22

3.1.3溶剂和助溶剂的选择 22

3.1.4功能性助剂的选择 22

3.2水性油墨配方的设计 22

3.3水性油墨的制备 23

3.4水性油墨的性能检测 23

3.4.1附着力测试 24

3.4.2抗冲击性测试 24

3.4.3柔韧度测试 24

3.5水性油墨性能评价 24

3.6本章小结 25

第四章 结论与展望 26

参考文献 27

致谢 28

第一章 绪论

1.1 水性油墨概述

水性油墨简称油墨，是以水作为其主要的溶剂，通过将水溶性的树脂、颜料、填料及其他功能性助剂按照一定的配比经过研磨、分散和过滤后制备得到的印刷性涂料^[1][2]。水性油墨以去离子水作为主要的溶剂并辅助于少量的醇类，所以在制备、研磨加工的过程中不会挥发出有毒的有机物质，对环境和人体都无有害作用，因此广泛用于印刷和包装行业。

1.1.1油墨的发展历史

油墨的使用最早可追溯到中国西汉时期，当时为了传递信息的方便，人们用水将墨溶解并写在竹简上。这种墨汁的某些功能甚至与当今油墨的某些功能相似，所以在某种程度上可以说中国的墨是当今油墨的前身^[3]。

近年来，随着各种功能单体的加入，油墨的性能得到不断的改进，其结构也发生了很大的变化。但是随着全球环境的恶劣性日益加剧，传统的溶剂型油墨由于其溶剂大都是苯或其他有机溶剂，在加工、包装、印刷的过程中会挥发出有毒物质，对环境会产生负面的影响。发达国家为使油墨符合环保要求，采用环保型材料作为油墨的连结料，已经研发出诸多性能优良的水性油墨，我国的水性油墨的年产量约为十万吨。

1.1.2油墨的组成

油墨由连接料（树脂）、颜料、填料、助剂和溶剂等组成^[4]。