Полнопроцессорное решение для чернила на водной основе от конструкции состава до оптимизации обработки
May 23, 2025
1. Основные проблемы и ключевые показатели долговечности чернил на водной основе
2. Инновация и модификация высокопроизводительных систем смолы
3. Стратегия предварительной обработки и улучшения адгезии.
4. Санергическая оптимизация пигментов и функциональных добавок
5. Aupgrade и прорыв технологии сшивающего лечения
6. Процесс обработки посторонней обработки и средства повышения долговечности
1. Основные проблемы и ключевые показатели долговечности чернил на водной основе
1.1. Определение и ключевые размерыВодяные чернилаПостоянство
«Постоянство» водных чернил обозначает его всестороннюю устойчивость к физическому истиранию, химическому деградации и старению окружающей среды. Эта устойчивость измеряется в трех критических измерениях: стабильность адгезии, устойчивость к погоде и коррозии и структурная долговечность. В отличие от аналогов на основе растворителей, чернила на водной основе полагаются на испарение воды для формирования пленки смолы, что по своей природе создает такие проблемы, как низкая плотность пленки и недостаточное сшивание. Эти структурные ограничения напрямую влияют на производительность чернил в различных условиях.
1.2. Строгие показатели производительности для долговечности
Стандартные промышленные тесты количественно определяют постоянство чернил с точными критериями. Адгезия оценивается с помощью метода поперечного обрезания (ASTM D3359), что требует оценки большего или равного 4b без расслоения ленты. Устойчивость к трениям мандаты в течение 50 циклов сухого втирания (CS -10 колеса, давление 1000 г) без значительной потери цвета. Сопротивление погоды придерживается стандарта старения QUV, ограничивая разницу в цвете (ΔE) до<3.0 after 1000 hours. Chemical resistance is verified by 20 cycles of 5% sodium hydroxide or alcohol wiping, with no signs of swelling or discoloration.
1.3. Технические ограничения систем на водной основе
Несмотря на свойства составов на водной основе создают ключевые проблемы. Температура стеклянного перехода (TG) смол критически влияет на производительность: высокие значения TG вызывают низкотемпературную хрузость, в то время как низкая TG приводит к высокой температуре. Нестабильная дисперсионная рассеяния пигментов рискует миграции и флокуляции, ставя под угрозу цветообразность. Кроме того, пористая структура пленки чернильной пленки облегчает проникновение водяного пара и растворителя, подрывая долговечность. Преодоление этих ограничений остается центральным в продвижении технологии чернила на водной основе.
2. Инновация и модификация высокопроизводительных систем смолы
Химическая структура и пленка, свойства смолы,как скелет чернил на водной основе, являются решающими для долговечности чернил. В настоящее время разнообразные передовые методы повышают производительность смолы.Структура ядра эмульсии эмульсионная полимеризациявыделяется, создание 80-120 нм акрило-полиуретановые частицы с помощью метода эмульсии семян. АВысокий TG Acrylate Core (tg=50 степень)придает твердость и царапину, в то время какНизкий Tg полиуретановая оболочка (tg=-30 степень)повышает гибкость и адгезию субстрата. На практике эта технология дает чернильные фильмы судлинение при перерыве превышает 200%иБолее 1000 циклов сопротивления изгиба.
Крестная модификация смолывводит реактивные группы для химической связи. Эпоксидные акриловые смолы, например, включают 1% -3% бифункциональных эпоксидных мономеров, образуя сшивки эфирных связей после сушки (Плотность сшивания: 0. 8-1. 2mol\/m³) Самосерочные полиуретаны с гидразином\/кетокарбонильными группами создают гидразид-кетоксиминовые структуры при температуре окружающей среды,Повышение сопротивления растворителя на 40%Полем Тем временем,Нанокомпозитная смоляная технологиядиспергирует 5% -10% наносилика или многослойной глины,сокращение поры пленки от 50 нм до<10nm, проницаемость водяного пара на 60%. Создав «физические кросс-связи», этоПонижает коэффициент трения от {{0}}. 45 до 0,28, значительно укрепляя исполнение чернильной пленки.
3. Стратегия предварительной обработки и улучшения адгезии.
Из-за значительных различий в свойствах поверхности различных субстратов, таких как бумага, пластик и металл, необходимы целевые методы обработки, чтобы улучшить адгезию чернилов на водной основе к субстратам. Для пластиковых субстратов, таких как PET и OPP, обработка короны часто используется для увеличения поверхностного натяжения от обычного 30-32 Mn\/M до 42-48 Mn\/M при силе электрического поля 30-50 кВ\/см; или 0. 5-1 мкм грунтовка на основе воды на основе воды, содержащего агент связывания, применяется для формирования «молекулярного моста» для соединения смолы и подложки. При обработке металлических субстратов, таких как алюминиевая фольга и жестяная пластина, смола, содержащая фосфатные группы, используется для формирования координационной связи с поверхностью металла, а тест на солевые распыления (ASTM B117) проходит в течение 500 часов без ржавчины; дисперсия оксида нано цинка (размер частиц<100nm) fills the pores of the metal oxide film, increasing the bonding force by 3 times. For porous substrates such as paper and fabrics, 1% - 2% hydroxyethyl cellulose (molecular weight 50,000 - 100,000) is added to adjust the ink film penetration depth to 5 - 10μm; starch-modified resin is used to form an "anchor structure" to significantly increase the wet friction resistance from 15 times to 60 times, effectively solving the problem of adaptability between different substrates and water-based inks and enhancing adhesion.
4. Санергическая оптимизация пигментов и функциональных добавок
4.1. Важная роль пигментов и функциональных добавок в чернилах долговечности
Долговечность чернил на водной основе зависит от тщательного отбора и синергии пигментов и функциональных добавок. Устойчивые к погоде пигменты Следуют строгим критериям: медный фталоцианиновый синий (PB15: 3) (уровень сопротивления света 7-8, ΔE <2. Красный хинакридон (PR122) (уровень сопротивления света 8, ΔE <1,5 через 1000 часов) идеально подходит для высококлассной упаковки, что требует нанодисперсии (D50 <100 нм), чтобы избежать флокуляции; Углеродный черный (PBK7) (уровень сопротивления света 8) служит черной постоянной печать, требующих высоких структурных вариантов (поглощение нефти DBP> 100 мл\/100 г).
4.2. Повышение производительности чернил с помощью аддитивной формулировки
Функциональное аддитивное соединение оптимизирует свойства чернил. Противоультравиолетовая система, смесь 0. 5% затрудненное стабилизатор света амин (HALS) и 0. 3% бензотриазол поглотитель, блоки 290-400 nm UV-лучи. Устойчивость к трению улучшается с 2% политетрафторэтилена -микропооуделом (1-5 мкМ), уменьшая износ на 50%. Химическая устойчивость укрепляется с помощью фторированных акрилатных сополимеров (5-8% содержания фтора), обеспечение<1% mass loss after 24-hour 75% alcohol immersion. These additives collectively fortify ink resilience against environmental stresses.
4.3. Решающее влияние процесса формирования пленки сушила
Процесс формирования пленки сушил имеет ключевое значение для долговечности чернил. В печати пластиковой пленки трехступенчатая кривая высыхания градиента оказывается эффективной: стадия предварительной сушки (40-50 степень, 5-10 мин) удаляет 80% свободной воды, предотвращая дефекты «отметка воды»; Основная стадия сушки (60-70 степень, 15-20 мин) способствует агломерации смолы, увеличивая плотность пленки с 1,1 г\/см сегодня до 1,3 г\/смграни; Стадия отверждения (80-90 степень, 5-10 мин) запускает сшивание, увеличивая степень сшивания с 30% до 60%. Этот последовательный процесс обеспечивает оптимальную целостность и производительность пленки.
4.4. Оптимизация сушильного оборудования и устранение неполадок
Параметры сушного оборудования. Требование Требование Точная калибровка: циркуляция горячего воздуха при 2-3 М\/с позволяет испарение градиента; 3-5 мкм инфракрасное излучение цели смола полярные группы для более быстрого образования пленки; 25-30 степень охлаждения ограничивает усадку пленки до<0.5%. For common defects, tailored solutions exist: film cracking(drying rate > 5g/(m²·min)) resolves with reduced pre-drying temperature (45℃) and 5% plasticizer addition; poor adhesion (residual moisture > 10%) improves by extending curing time and installing infrared moisture meters; surface powdering corrects by raising main drying temperature to 65℃ and adding 1% film-forming agents.
5. Aupgrade и прорыв технологии сшивающего лечения
Технология сшивания отверждения способствует обновлению чернил на водной основе от формирования физической пленки до химической связи. УФ-отверждение водяного чернила вводит 20% - 30% излеченного из УФ-препарата (например, эпоксидного акрилата) в традиционную систему на водной основе. Физический слой пленки сначала образуется путем испарения воды, а затем сшивание свободных радикалов инициируется ультрафиолетовым излучением. Плотность сшивания достигает 2 - 3 моль\/м³, что делает черниль, устойчивой к вытирке бензина> 100 раз, а твердость достигает 2 часа, что подходит для печать автомобильной панели панели. Термические сшитые водяные чернила содержит карбоксильные\/амино-смоля и сшивающую среду (такие как азиридин, карбодимид), который нагревается при {14}} степень для 5-10 мин для формирования амид\/мочевины, и может выдержать 121-градусную кулинарию в течение 30 минут без деоминирования, соответствующие задачам. Основной агент (гидроксиловый ПУ) и отверстие (изоцианат прелимер) двухкомпонентная система полиуретановых чернил, проникающих в влагу, поглощает влагу в воздухе для создания связей мочевины и, наконец, образует трехмерную структуру сети. При использовании на открытых рекламных щитах сопротивление погоды в 2 раза выше, чем у однокомпонентной системы (QUV 2000 часов ΔE<3.5), which significantly improves the performance and application range of water-based ink.
6. Процесс обработки посторонней обработки и средства повышения долговечности
Процесс постобработки является важной связью для дальнейшего повышения долговечности чернил на водной основе. Технология поверхностного ламинирования и остекления оказывает значительное влияние. После применения 5-10 мкм лака с закрепленным светом можно сформировать защитный слой с твердостью 3H, что увеличивает сопротивление царапин в 3 раза. Процесс горячего ламинирования может уменьшить проницаемость водяного пара с 5 г\/(м² ・ 24 ч) до 1 г\/(м² ・ 24 ч) путем ламинирования защитной пленки домашнего животного в 12 {12}}. Суперпозиция функциональных покрытий придает чернилам больше характеристик. Например, антираффити-покрытие содержит модифицированную полисилоксан смолу, которая может легко стереть маркеры; Проводящее защитное покрытие добавляет 0,1% углеродных нанотрубок для улучшения сопротивления изгиба и устойчивости проводимости в электронном печать метки. С точки зрения инспекции качества и прогнозирования жизни, ускоренные испытания старения проводятся с использованием источников света QUV-A (340 нм, 60 градусов) для моделирования старения на открытом воздухе, причем 1 час эквивалентно 10 дням в естественной среде; Тесты цикла влажности проводятся попеременно при 50 градусах \/95% RH и 25 градусов \/30% RH, чтобы обнаружить поглощение воды и скорость расширения слоя пленки (должен быть<5%). Taking automotive parts labels as an example, PP modified plastic substrates are used, with core-shell structure PU resin (Tg = - 15℃) and 5% nano titanium dioxide. After corona treatment, water-based primer, four-color printing and UV curing (80mJ/cm²), the 1000-hour weathering test (ΔE = 1.8) is passed, and there is no cracking after 50 cycles at -40℃ to 80℃, meeting the harsh environmental requirements of the automotive engine compartment, which fully demonstrates the important role of post-processing technology in improving the durability of water-based inks.
