1.1.1 水性上光油的组成
水性上光涂料是由成膜物、溶剂(水)、助剂组成,涂料施工后,随着水分等挥发物的挥发,成膜物干燥成膜。成膜物可以单独成膜,也可以粘结颜填料等物质共同成膜,它是涂料的基础。
1. 成膜物
成膜树脂即为主剂,通常是合成树脂,它影响和支配着涂料的深层物理性能和膜的上光性能[6],如光泽度、附着性、耐水性、柔韧性和干燥性等,起到对纸和油墨的保护作用。
选择涂料用树脂主要基于树脂的结构和性能,基材的性质、使用环境、施工环境、成本等因素。合适的树脂是水性上光油性能好坏的关键,其必须具备易形成溶盐、耐热性能好、成膜后附着牢度高,耐粘污性能好,干燥迅速,因此国内外大部分使用的是丙烯酸体系的共聚树脂。而共聚的水性丙烯酸酯的性能取决于单体的组成、材料的性能要求、合成工艺的控制。选择不同特性的单体共聚,可以得到软硬材质不同共聚树脂,来适应不同印刷方式、印刷设备、印刷速度及不同印刷质量要求的水性上光油[5]。
2. 溶剂
溶剂通常是涂料配方中的一个重要组成部分,虽然在涂膜中找不到,却对其最终性质起到非常关键的作用。它主要具有以下功能:
(1)用来溶解或分散聚合物树脂;
(2)调节涂布体系的流变性能,降低粘度以改善加工性能,使材料易于涂布;
(3)改进涂料的成膜性能,进而影响涂料粘结性、防腐性能、户外耐久性及涂膜表现性;
(4)控制涂料电阻;
(5)防止涂膜产生缺陷,如橘皮、雾影、抽缩等。
水性上光油的溶剂为水,无色、无味、流平性好、价格低、无污染。但由于水的表面张力大,在被涂基材的接触角大,润湿分散性差。因此在溶剂中还要加入少量乙醇,以降低表面张力,加快干燥速度。
3. 助剂
常用的水性助剂包括水性润湿剂、水性分散剂、水性流平剂、水性消泡剂、水性增稠剂、抗冻剂、防腐剂、水性消光剂、水性催干剂、防闪蚀剂、防紫外线剂等。
(1)润湿剂和分散剂
润湿剂和分散剂主要是减少完成分散过程所需的时间和能量,同时使颜料分散体稳定。
(2)乳化剂
乳液聚合来制备水性涂料时,乳化剂为聚合提供胶束状微粒,聚合后使聚合物粒子保持稳定,在水性涂料中十分重要[8]。
(3)消泡剂
消泡剂就是用来抑制涂料在生产中产生的泡沫,及消除涂料成膜时出现的气泡。
(4)增稠剂
增稠剂能调节乳胶涂料的粘度或流变性,使其易于形成均匀的涂料组分。
(5)固化剂
水溶性涂料在漆膜形成过程为交联固化。交联方式有自交联和外加交联剂交联这两类[9],加入固化剂为外交联固化。
(6)成膜助剂
成膜助剂又称凝集剂,使聚合物粒子易受压变形,降低乳液及乳胶漆的最低成膜温度,其常为高沸点溶剂,在涂膜形成后慢慢挥发。
(7)流平剂
流平剂可以调节涂料在成膜过程中失水速率,添加其可保证涂料良好的流平性。
(8)附着力促进剂
附着力促进剂可以改善聚合物对无机基材的附着力[9],能够对无机表面形成共价健,具备水溶性、表面活性和润湿性等性能。
1.1.2 水性上光油的分类
水性上光油可以分为以下几类[10]:
1. 传统的水性上光油
传统水性上光油的主剂是溶解或悬浮于水中的高聚物。由于传统的水性上光油含水量大,约为50%~70%,所以上光效果不理想,很难干燥。由于溶剂全部是表面张力大的水,因而上光油不容易流平铺展。