申冉 陈威

上光加工是改善印刷品表面性能的一种有效方法，是提高印刷品质量、档次的有效手段。涂料在印刷品表面的上光，不仅可以增加其表面光泽度，使印刷品色泽更鲜明，而且具有防潮、防霉、防污、耐磨、保护印刷图文等作用，广泛应用于包装、装潢、画册、大幅装饰、招贴画等印刷品的后加工。上光工艺是印刷品后加工的主要发展方向。

上光涂料在印刷品的上光加工过程中起着重要的作用，其性能直接影响到上光制品的光泽、外观清晰度、防潮、防霉、耐磨等装饰和保护性能。国内生产的上光涂料多为溶剂型丁二烯、苯乙烯类共聚型，成本低，但耐光、耐磨性、耐油墨性差，档次低，质量差，不能满足市场对高品质印剧品的需要。由此，HG-991印刷品上光涂料的研制，对单体、引发剂的种类、用量，溶剂的种类，制备工艺对上光涂料的性能的影响进行了系统的研究，制备出一种对印刷品具有一定黏合力，流平性好，后加工适应性广，成膜后透明度高，性能稳定，具有一定的韧性和耐磨性，耐环境性能好，且对印刷品的印刷质量无不良影响的新型上光涂料。

实验部分

1.原料

溶剂：甲苯、无水乙醇、乙酸乙酯，均为工业品。

引发剂：偶氮二异丁腈（AB工N）、过氧化二苯甲酰（BPO），均为分析纯试剂。

单体：丙烯酸酯、功能单体A、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、苯乙烯（ST）、丙烯腈（AN）、醋酸乙烯（VAc），均为工业品。

2.上光涂料的制备

在带有搅拌装置、冷凝管、温度计、滴液漏斗的四口烧瓶中加入单体、部分溶剂、引发剂及其他助剂，升温回流反应1～2小时，然后滴加剩余的溶剂、引发剂，继续聚合3～4小时，冷却至室温，过滤，即得上光涂料。

3.上光涂料的性能测试

①用重量法测定固含量；

②黏度按GB1723-79测定；

③pH值用pH试纸测定；

④光泽度用45℃光泽度检测仪测定；

⑤用玻璃棒将上光涂料均匀涂在印刷品表面，用目测法评价上光胶膜的透明性，涂料对印刷品的渗透性，油墨迁移性，抗弯折性。

结果与讨论

1.单体的影响

丙烯酸酯是一类来源丰富，易与其他单体共聚的单体，其聚合物无色、透明、耐候性好、无味、无毒。故选其为软单体，同时选用少量功能单体A，以增强上光涂料对印刷品的黏合力，利用其他硬单体与丙烯酸酯、功能单体A共聚制备了一系列的上光涂料。通过考查不同硬单体甲基丙烯酸甲酯（MMA）、苯乙烯（ST）、丙烯腈（AN）、醋酸乙烯（VAc）制备的上光涂料的性能，结果见下页表1。

从表1可知：甲基丙烯酸甲酯为硬单体的上光涂料黏度高，流平性好，膜亮透，光泽度高，耐弯折；苯乙烯为硬单体的上光涂料成膜性好，但略脆，黏度较低，涂布性略差；丙烯腈为硬单体的上光涂料成膜易泛黄，黏度低；醋酸乙烯为硬单体的上光涂料成膜无色透明，黏度适中，但膜较软，易粘连。从综合性能看，以甲基丙烯酸甲酯为硬单体制备的上光涂料性能最好。

2.溶剂的影响

上光涂料应用于印刷品的表面涂布，要求溶剂具有无色、透明度高、挥发速度适中，对各色油墨不溶解或迁移性小的特点。几种溶剂对上光涂料的影响见表2。

溶剂对油墨的迁移程度为：乙酸乙酯>甲苯>无水乙醇。不同溶剂组成的上光涂料黏度差别较大，以乙酸乙酯作溶剂的体系黏度最大，以甲苯作溶剂的体系黏度最小。从涂料涂布和相应的上光制品来看，乙酸乙酯为溶剂的体系膜层透明度高，但溶剂挥发太快，制品表面的上光层易起皱，并有少量气泡，涂布均匀性略差；以甲苯为溶剂的体系涂布性较好，上光膜层透明度高，无气泡，但由于黏度小，对印刷品略有渗透，影响上光质量；以无水乙醇为溶剂的体系，涂层干燥速度较慢，膜层易吸湿，略泛白。经多次试验，我们采用混合剂，一方面防止了溶剂对油墨的迁移，另一方面体系黏度、涂层干燥速度适中，涂布性好，膜层透明度好，无气泡，光泽度高，取得良好的效果。

3.引发剂的影响

溶液聚合的引发剂以油溶性的偶氮类和过氧化物类为主，尤以偶氮二异丁腈（ABIN）和过氧化二苯甲酰（BPO）最为常用。实验中发现，以偶氮二异丁腈为引发剂，聚合体系反应平稳，转化率、黏度都较以过氧化二苯甲酰为引发剂的体系大（见下页表3）。

以过氧化二苯甲酰为引发剂的体系聚合过程中诱导期长，易爆聚，不易控制。因而选用偶氮二异丁腈为本体系的引发剂。引发剂ABIN用量对上光涂料性能的影响见下页表4，从表中可知，随着ABIN含量的增加，上光涂料固含量增大，黏度增大。ABIN的用量对上光涂料的最终性能的影响较大，随着ABIN用量的增多，体系聚合速率增大，但聚合物分子量降低，光泽性、耐磨性变差。较佳的引发剂用量为单体用量的0.7%～1.0%。

4.制备工艺的影响

聚合温度及反应时间对聚合反应的影响较大。聚合温度升高，体系聚合速率迅速提高，但由于体系中活性中心密度增大以及链终止速率增大，聚合物分子量随之减小，从而降低了上光涂料膜层的光泽性和耐磨性；聚合温度低，体系聚合速率低，最终产物单体转化率小，残留高，涂料黏度小，同时放置稳定性差，聚合物易析出分层。聚合温度选择在混合溶剂沸点，可得到较为理想的上光涂料。延长聚合时间，同时在聚合反应后期补加少量引发剂有助于转化率的提高。

5.重复试验及技术指标

通过对上光涂料性能影响因素的系统研究，我们得到了性能优异的HG-991上光涂料，经过多次重复实验达到了满意的效果（见下页表5）。

6.应用

新型HG一991上光涂料与印刷行业目前使用的两种上光涂料的性能见表7。

市售上光涂料样品1黏度大，对印刷品无渗透，但流平性略差，膜面光泽度略低，涂料带淡黄色，对彩色印刷品的色泽有影响。市售上光涂料样品2黏度低，流平快，但界面性能较差，对印刷品适用范围较窄，对吸湿性大的印刷品略有渗透，而在较平滑、吸湿差的印刷品表面不能很好地分散，难以形成均匀的薄层，且对印刷品粘结强度较低，易剥离，不耐弯折。HG-991上光涂料成膜性好，在各种印刷品表面流平、涂布性都较好，粘结力大，耐弯折，不易剥离。其涂膜无色，透明性好，光泽度高，耐水性强，且固含量较低，在低成本方面具有较大优势，取得了理想的应用效果。

结论

1.以丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯为主单体，混合溶剂为溶剂，ABIN为引发剂可制备出具有良好性能的上光涂料，引发剂ABIN的最佳用量为单体用量的0.7%～1.0%。

2.聚合反应在溶剂沸点温度回流反应，体系既具有较大的聚合速度，同时又能得到性能良好的聚合产物。延长反应时间，在反应后期补加少量引发剂有助于转化率的提高。

3.HG-991上光涂料对印刷品有较强的粘合力，流平性好，具有较广的后加工适应性。其涂层透明度高，光泽性好，耐弯折，耐环境性能好，经试用达到了很好的应用效果。