溶剂挥发速度(3页).doc

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1、-溶剂挥发速度-第 3 页塑料凹印油墨的溶剂选择在塑料凹印油墨中，溶剂不仅能溶解各种成膜聚合物，调整黏度及流变性，而且对成膜质量有重要影响。在塑料凹印油墨配方中，关键技术之一就是选择合适的溶剂，以下对常用溶剂的特性及如何选择其用量进行详细阐述。常用溶剂分类塑料凹印油墨用溶剂分为醇、酯、苯、酮4类。1醇类常用的醇类溶剂有乙醇（酒精）、异丙醇、正丁醇等。乙醇和正丁醇多作为助溶剂使用，乙醇对某些树脂的溶解性极好，尤其是对于染料；乙醇吸潮性极高，其溶解力会随着含水量的增加而减小；其挥发极快，用量不宜过多。异丙醇能与水、乙醇、甲苯混溶。2酯类常用酯类溶剂有醋酸乙酯（乙酸乙酯）、醋酸丁酯（乙酸丁酯），酯类

2、溶剂溶解力强，具有强烈的水果气味，但价格偏高，常用于溶剂塑料凹印油墨中。3苯类常用的苯类溶剂主要有苯、甲苯、二甲苯等。苯挥发快，价格便宜，但毒性大；甲苯在稀释比和挥发速度方面较理想，是塑料凹印油墨中应用最为广泛的品种之一。二甲苯挥发速度较甲苯慢，也是塑料凹印油墨中最常用的溶剂之一。4酮类常用酮类溶剂主要有丁酮（甲乙酮、MEK）、环己酮等。酮类溶解力很强，特别适用于高固体组分的塑料凹印油墨，有助于改善高固体组分的塑料凹印油墨的流动性和流平性，但气味较难闻。溶剂的性质1溶解力溶剂对树脂的实际溶解能力，是其能否便于使用的首要条件。溶解力可用溶解参数衡量，定义为液体内聚能密度的平方根：=（E/Vm）1

3、/2式中：E，内聚能，指液体或固体的汽化热（J），Vm为摩尔体积（cm3）。混合溶剂的溶解参数公式为：混合=（X1V11+X2V22+X3V33+XiVii）（X1V1+X2V2+X3V3+XiVi）式中，Xi、Vi分别是混合溶剂的摩尔分数和摩尔体积。溶解参数为理解溶剂与树脂、颜料、溶剂的相互作用提供了坚实的理论基础，对修正和改善塑料凹印油墨配方提供了逻辑体系。2挥发速度溶剂的挥发类似于湿衣服中水分的挥发，主要受温度、蒸汽压、表面积/体积及表面空气流动速度的影响，也是决定墨膜干燥速度的重要因素，并影响墨膜的形成及最终质量，是选择溶剂配方的第二个重要条件。混合溶剂的挥发速度由下式计算：R=Rii

4、Vi式中，Ri、i、Vi分别为I组分的挥发速度，活性参数和体积分数。塑料凹印油墨中溶剂的挥发可分为两个阶段，第一阶段，溶剂的挥发速度主要受单一溶剂的温度、蒸汽压、表面积/体积和表面空气流动速度的影响，溶剂的挥发速度与单一溶剂相同。随着溶剂的进一步挥发，挥发速度突然变慢，进入第二阶段，挥发速度不再是由表面溶剂的挥发所控制，而是受溶剂从墨膜内向表面的扩散能力所影响。此时，溶剂的挥发速度更加缓慢，那些与树脂作用较强的溶剂会长期滞留在墨膜内，即溶剂释放速度慢。溶剂的挥发速度是决定最终印刷墨膜性质的重要因素之一。如果使用大量的快挥发溶剂，如丁酮、醋酸乙酯、甲苯等溶剂，则附在基材上的油墨的黏度就会大大增加

5、，流动性下降，严重影响墨膜流平，易产生“橘皮”现象；另外，由于溶剂急剧挥发，油墨未能充分流平而形成许多针孔；由于溶剂大量挥发而吸收热量，导致承印物表面温度急剧下降，使周围空气中的水凝结于墨膜上，产生“发白”现象；由于溶剂挥发太快，墨膜表层快速固化，底层溶剂不能逸出，当温度升高时，残留溶剂从内部挤出表面，形成气泡，即爆孔。如果大量使用挥发慢（高沸点）的溶剂，会导致油墨干燥慢，引起墨膜发黏、发软、流持、边缘变厚等弊病。3表面张力表面张力是塑料凹印油墨的内在性质之一，在塑料凹印油墨的制备及印刷中，塑料润湿、墨膜流平及对基材的润湿、附着等都与表面张力相关。利用表面润湿原理可对油墨的润湿性进行调节，如塑

6、料凹印油墨表面张力较小，可以添加表面张力大的溶剂进行调节，反之，可添加表面张力较小的溶剂。4黏度s，故人们通常认为溶剂的黏度不会影响塑料凹印油墨的黏度。其实不然，不同溶剂配出的油墨其黏度相差很大。原因就是溶剂对树脂的溶解力、溶剂的氢键及自身黏度会影响塑料凹印油墨的黏度。混合溶剂的配方设计熟悉、掌握溶剂的溶解力、挥发速度、表面张力等性质后，对油墨用混合溶剂又该如何选择和定量呢？（1）通过溶解参数，选择能够溶解树脂的溶剂或混合溶剂。按作用机理将溶剂分为真溶剂、假溶剂和助溶剂。在塑料凹印油墨用溶剂中，能够单独溶解油墨的溶剂称为真溶剂；不能溶解油墨的溶剂称为假溶剂；不能单独溶解油墨，而必须与其他溶剂混

7、合才能溶解的溶剂称为助溶剂。调节好真溶剂、假溶剂、助溶剂三者之间的平衡可达到预期的溶解力、挥发速度和黏度等要求。混合溶剂的溶解力不能太强，若太强，溶剂释放速度会变慢；若太弱，树脂不能充分溶解，影响塑料凹印油墨及印刷质量。混合溶剂的挥发一般属于非理想液体挥发，如果真溶剂在残余溶剂的比例减少，则溶解力就会减弱，湿膜处于不良的溶解状态，甚至不溶，出现相分离、墨膜发白的现象。因此，混合溶剂配方中快、中、慢挥发组分用量要平衡，混合溶剂的蒸馏曲线也需呈平衡上升趋势，而且尽量使混合溶剂气相组成和液相组成在环境温度下的挥发过程保持一致，使混合溶剂有很好的溶解力。（2）建立溶剂或混合溶剂的挥发轮廊图，如不知道溶

8、剂或混合溶剂随时间和温度变化的挥发关系图，通常要选择几种不同挥发性质的混合溶剂进行试验，以建立其挥发轮廓图，为溶剂或混合溶剂的选择提供参考。（3）通过上述步骤选择几种溶剂或混合溶剂，然后通过实验来确定哪种溶剂或混合溶剂可以满足塑料凹印油墨配方的要求，有时可能需要对混合溶剂的组成和用量进行小范围的调整，以改善油墨的某一方面的性能，最终得到符合塑料凹印油墨各方面性能要求的混合溶剂。（4）优化溶剂或混合溶剂配比，以满足树脂的溶解性和其他性能。在保证混合溶剂有足够的溶解力，合适的挥发速度，适宜的黏度及表面张力的前提下，应选用有效、价廉、低毒的溶剂，既能有效地溶解树脂、分散颜料，满足墨膜的性能要求，又能降低溶剂成本。关于溶剂的挥发速度、溶解力、表面张力、黏度、闪点、易燃性等特性的研究与应用，在油墨制造行业始终非常活跃，将来还会有长足的进展。