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0 引言
UV 胶印油墨使用的丙烯酸酯预聚物具有高极性、低相对分子质量等特征，对颜料的润湿性和分散稳定性较差。在UV 油墨配方中使用超分散剂，可改善颜料的润湿分散性能，不但可提高油墨的流动度和着色力，赋予墨膜更佳的光泽，同时有助于减少研磨时间，提高生产效率。
超分散剂（Hyperdispersants）又被称为聚合物型分散剂，具有足够的溶剂化链长、显著的空间屏蔽作用，能有效促进油墨连接料对颜料的润湿分散。根据其作用机理的不同，通常分为超分散剂和增效剂两类。超分散剂的化学结构中有2 个关键的部分：一个是吸附在颜料粒子表面的锚状基团；另一个是保持颜料粒子之间产生一定空间距离的聚合物链。超分散剂阻止颜料粒子再次凝聚的过程被称为“空间稳定性”作用，见图1。
增效剂（Synergist），又称相乘剂，是一类特殊的超分散剂，通常与超分散剂复配使用，使颜料分散更为有效。由于增效剂分子与颜料本体有相似的物理化学特性，具有与颜料十分相似的大平面结构，可以紧密地包裹在颜料的表面，通过增加弱极性颜料分子的极性点，使超分散剂的锚固基团能更牢固地作用在颜料表面，不易脱落，从而改善体系的抗絮凝性，增加分散体系的稳定性（图2）。
本文以黄色UV 胶印油墨配方为基础，通过测试对油墨的流动度、着色力等性能的影响，确定超分散剂和增效剂的最佳复配比例和用量，以及油墨的最佳生产工艺。
1 实验部分
1.1 主要原料和仪器
CN2203（聚酯丙烯酸酯），沙多玛（中国）有限公司；SPO-100（碳酸钙），上海卓越纳米新材料有限公司；226 黄［联苯胺黄颜料，颜料索引号（ColourIndex）P.Y.12］，上海华利颜料有限公司；Irgacure907、Darocur ITX（光引发剂），巴斯夫（中国）有限公司；Solsperse 39000（超分散剂）、Solsperse 22000（增效剂），路博润（中国）有限公司；EM231［TMPTA（三羟甲基丙烯酸酯）］，长兴化学（中国）有限公司。
SY-220 三辊机，布勒（中国）有限公司；分析天平FA2104S，上海精密科学仪器有限公司；刮板细度计，上海现代环境工程技术有限公司；印刷适性仪RI Tester，日本Akira Manufacturing 株式会社；UV 固化仪（F300 紫外灯和LC-6 输送机），美国辐深公司；镜像光泽度仪WGG-60，上海现代环境工程技术有限公司；恒温箱SP-100，上海实验仪器总厂。
1.2 实验配方
实验配方见表1。
1.3 油墨的制备
按照实验配方称取一定量的预聚物、颜料、填料、光引发剂和超分散剂等原材料，低速预分散10 min，然后放入三辊机中，在40℃、1.8 MPa 的条件下研磨，直至油墨细度合格。在低速搅拌下，逐步加入稀释单体，待均匀后在500 r/min 下高速分散10 min，以备测试用。
1.4 印样的制备
分别量取0.1 mL 的油墨样品，在RI Tester 印刷适性仪上进行匀墨（展色）后，以8 m/min 的速度将油墨转移至承印基材上，然后以70 m/min 的速度通过UV 固化仪，放置24 h 后进行性能测试。
1.5 性能测试和表征
1.5.1 细度的测定
油墨细度表示油墨中颜、填料颗粒大小及其在连接料中分布的均匀度。作为反映油墨主要性质的指标之一，油墨细度不仅影响颜料的着色力，而且与油墨的流变性能和印刷性能存在密切关系。胶印油墨的细度使用刮板细度计进行测试，具体测试方法参考QB/T 2624—2012 附录A。油墨行业标准为刮板细度≤ 12.5 μm。
1.5.2 着色力的测定
油墨的着色力即油墨的色浓度。油墨着色力的大小与颜料含量和颜料的分散程度有关，对印刷质量和效果都有重要影响。油墨的着色力以百分比来表示，通过测定油墨试样与标样之间的浓度差异来确定具体数据。具体测试方法参考GB/T 14624.2—2008，其中冲淡用的标准白墨由40% 的钛白粉和60% 的UV 预聚物及单体所组成。
1.5.3 流动度的测定
流动度作为评价颜料分散性能的有效方法，在油墨行业是一项重要的性能指标。流动度也可以简单地视为测定油墨稀稠程度的一个指标，对油墨的生产和质量控制具有一定的指导意义。具体测试方法参考GB/T 14624.3—2008。
2 结果与讨论
2 结果与讨论
2.1 超分散剂配比的确定
固定UV 油墨配方中的颜料、填料、光引发剂和单体的用量，改变超分散剂的用量或配比，见表2，相应调整预聚物的用量。
按照表2 中所示配比和用量，在油墨中分别加入超分散剂Solsperse 39000 和增效剂Solsperse 22000，其复配比例对油墨流动度的影响见图3。
由图3 可见：仅单独使用超分散剂Solsperse39000 或增效剂Solsperse 22000 时，油墨的流动度均无明显变化。可见单独使用Solsperse 39000 和Solsperse22000 对联苯胺黄颜料在油墨中的分散没有明显的效果；当同时添加超分散剂Solsperse 39000和增效剂Solsperse 22000，且其复配比例达到1/0.5时，油墨的流动度明显增大，表明此时颜料在油墨中的分散性较好。由于增效剂Solsperse 22000 与联苯胺黄颜料有相似的物理化学特性，在其桥接作用下，Solsperse 39000 的极性锚固基团可牢固地吸附在颜料表面；另一方面，由于Solsperse 39000 的溶剂化链对分散介质（UV 预聚物）具有良好的亲和性，可大大改善颜料粒子在分散介质中的润湿性，从而使油墨的流动度明显增大。Solsperse 39000 和Solsperse 22000 的配比为1∶1 时，体系流动度无明显变化，表明过量的Solsperse 22000 干扰影响了Solsperse 39000 溶剂化链在预聚物中的分散效果。故超分散剂Solsperse39000 与增效剂Solsperse 22000 的复配比例以2∶1为宜，可显著改善联苯胺黄颜料在预聚物中的分散性能，并显著提高黄色UV 胶印油墨的流动度。
2.2 超分散剂用量的确定
在颜料、填料、单体和光引发剂含量不变的情况下，固定超分散剂Solsperse 39000 和增效剂Solsperse22000 的复配比例为2∶1，按照表3 中的复配用量添加超分散剂，并相应调整预聚物的用量。
超分散剂用量对流动度和着色力的影响见图4。
由图4 可见：随着超分散剂用量的增加，油墨的着色力呈现先逐渐增强后下降的趋势，S-7 的着色力达到峰值108%。而从流动度的变化趋势可以看出，随着超分散剂用量的增加，流动度的增长趋势也逐渐趋缓。结合相关理论可知，超分散剂的用量过大，不但容易破坏极性锚固基团对颜料的吸附和包裹，而且导致聚合物溶剂化链出现相互缠绕，无法产生稳定的分散效果；如果分散剂用量过小，极性锚固基团无法对颜料表面产生有效地吸附和包裹，从而影响分散效果。
由图4 可见，S-7 号样品，即超分散剂Solsperse39000 和增效剂Solsperse 22000 的复配用量为3% 时，联苯胺黄颜料在预聚物中达到最佳分散状态，油墨着色力最高。
2.3 超分散剂对研磨效率的影响
分别按照S-1 和S-7 的配比调配油墨样品，测试超分散剂对研磨效率的影响，如图5 所示。
由图5 可见：与S-1 相比，随着三辊机研磨次数的增加，加入超分散剂的S-7 的细度快速降低，而着色力的增长也很快，在研磨第3 道时，油墨的细度就达到最小值5 μm，着色力也达到最高值108%，而对于S-1，在研磨第4 道时，油墨的细度和着色力才分别达到最小值10 μm、最高值100%。由此可以推断，在黄色UV 胶印油墨配方中加入超分散剂不但可以有效提高着色力、降低油墨的细度，而且通过改善颜料的分散性能，可以减少研磨次数和研磨时间，提高生产效率。
3 结语
综上所述，超分散剂Solsperse39000 和增效剂Solsperse22000 按2∶1 的质量配比复配，用量为油墨质量的3% 时具有最佳的分散效果，黄色UV 胶印油墨可获得最佳的流动度和着色力；超分散剂的加入可减少油墨研磨次数，提高生产效率。超分散剂对于改善UV 胶印油墨的流变性能和印刷适性具有重要意义。
