PUA木器油墨性能与

成膜助剂分子结构的相关性

周瑞琦,田婕慧,陈永利

天津科技大学

聚氨酯丙烯酸酯（PUA）是一种聚合物材料，可通过多种加工方式加工，且具有良好的力学性能。通过适当选择反应物，可以得到从柔性弹性体到高模量塑料的系列产物。这种广泛性使得PUA成为建筑、涂料、消费品、运输和医疗设备等领域不可或缺的材料，尤其是在涂料工业领域，由于其具有其优异的机械强度、耐磨性、韧性、低温柔韧性、耐化学品和耐腐性，因此得到了非常广泛的应用。

在印刷行业中，PUA作为油墨连接料已经成为连接料树脂聚合材料的重要分支，用PUA制备的油墨可以用水代替有机溶剂作为分散剂，具有环境友好、无毒、无污染、不易燃等优点。在PUA油墨的制备过程中加入成膜助剂，占据油墨体系的自由体积位置，使油墨中的聚合物颗粒变形和聚合物分子链段扩散、缠绕，进而融合成连续膜。成膜助剂绝大多数是醇醚类物质，在油墨体系中通常不发生化学反应，其通过自身极性基团与聚合物极性基团间的相互作用，吸附于聚合物上，进而减弱了聚合物极性分子间的相互作用，增加了树脂分子链的移动性，最终改善了成膜质量。

由于木器油墨主要应用于基材的装饰和保护，必须具有一定的耐受性，因此，墨膜具有良好的硬度、附着力和疏水性能是至关重要的。为了研究成膜助剂结构和墨膜性能之间的关系，在常用的成膜助剂中选择成膜效果较好的醇类和醇醚类，根据相对分子质量和结构式选择合适的研究对象。研究二丙二醇丁醚（DPNB）、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇（MMB）、乙二醇丁醚（BCS）、丙二醇（MPD）和二乙二醇丁醚（DGBE）等对PUA 木器油墨体系的影响。

文中基于PUA树脂连接料，采用不同成膜助剂进行比较，并设计用于木器的油墨配方，通过FTIR、铅笔硬度、附着力和接触角测量等对成膜助剂的作用进行表征。‍

1 实验

1.1 材料

。。所用成膜助剂的相对分子质量、基团和骨架结构均不相同，见表1。。‍

用于实验的基材是实木板，板尺寸为95mm×135mm×7mm。实验前用400 目砂纸沿木纹方向将其打磨至平滑。

1.2 配方和工艺

优选实验配方见表2。所采用的实验工艺流程如下所述，首先在烧杯中加入适量颜料、去离子水、PUA、消泡剂、磷酸胺醇酯型pH 调节剂（与去离子水以1∶3的质量比提前稀释）；然后在数显研磨机中预分散30min，转速为2000r/min；预分散之后，将成膜助剂、增稠剂、去离子水和润湿剂等助剂预混合，随后加入研磨机研磨，并加入研磨氧化锆珠，将直径为0.5mm和1mm的氧化锆珠以2∶1的质量比混合，研磨机转速为4000r/min，时间为4h；最后采用250目聚酯网进行过滤得到水性木器油墨。研究了不同成膜助剂为不同质量分数（0，2%，4%，6%）时对墨膜性能的影响。油墨制备后，通过60线（加网线数）、250目的丝网版在精密型半自动平面丝网印刷机上进行印刷制样。

1.3 表征和分析

1.3.1 FT-IR 光谱分析

将不同成膜助剂以相同质量分数与聚合物混合，随后在聚四氟乙烯板上流延成膜，并在室温中固化24h。通过傅里叶变换红外光谱仪Nicolet is5测定功能基团，设置测试范围为4000～400c....