第一防腐

1.1.1.3助劑

助劑(輔助劑)是納米水墨制造以及印刷使用中為改善水墨本身性能而附加的一些材料。按基本組成配制的水墨，在某些特性方面仍不能滿足印刷使用上的要求，或者由于條件的變化而不能滿足印刷使用上的要求時(shí)，必須加入少量輔助材料來(lái)解決。納米水墨的助劑種類較多，主要有以下幾種：偶聯(lián)劑、中和劑、溶劑(共溶劑)、增稠劑、防沉降劑、防霉劑、潤(rùn)濕劑和分散劑、消泡劑等。

1.1.2納米水性油墨干燥機(jī)理[6、8、11]

1.1.2.1水稀釋型連結(jié)料的干燥

水稀釋型連結(jié)料的干燥原理如下：水稀釋型連結(jié)料之所以能夠在水中溶解，是因?yàn)檫@些高分子樹(shù)脂中含有一COOH(羧基)、一OH(羥基)、一NH2(氨基)、一C一NH2和一C一，這些基團(tuán)是親水的。

經(jīng)過(guò)一定的工藝，把高分子樹(shù)脂制成有機(jī)胺鹽類，就可以完全溶解于水了。因此，現(xiàn)在可以利用羧基和氨基的反應(yīng)形成能溶于水的黏滯狀液體。如：

RC00H+NH2CH2CH2OH→RCONHCH2CH20H+H20

在水中，上述產(chǎn)物會(huì)形成：RCO-N+HCH2CH20H，該產(chǎn)物具有良好的親水性。由于水的蒸發(fā)潛熱較大，會(huì)減緩水墨的干燥速度，同時(shí)，由于胺鹽遇熱不穩(wěn)定發(fā)生分解反應(yīng)，所以以揮發(fā)干燥為主，兼反應(yīng)性凝固干燥，一經(jīng)干燥，墨膜就成為水不復(fù)溶的了。干燥過(guò)程如下：

中國(guó)納米水性油墨的研發(fā)與創(chuàng)新技術(shù)

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1.1.2.2水分散型連結(jié)料的干燥過(guò)程

水分。型乳液連結(jié)料的干燥過(guò)程可以用一個(gè)三階段的干燥模型來(lái)描述：①水從濕膜的表面揮發(fā)，墨膜整體體積縮小，分散的聚合物顆粒逐漸濃縮；②聚合物顆粒開(kāi)始相互接觸；③顆粒發(fā)生凝聚，形成干燥的墨膜。如圖2所示。

1.1.3納米水性油墨特性與特點(diǎn)

納米半導(dǎo)體粒子表面經(jīng)化學(xué)修飾后，粒子周圍的介質(zhì)可強(qiáng)烈影響其光學(xué)性質(zhì)，表現(xiàn)為吸收光譜發(fā)生紅移或藍(lán)移。實(shí)驗(yàn)證明，Cds納米微粒的光吸收邊有明顯的藍(lán)移，TiO2納米微粒吸收邊出現(xiàn)較大幅度的紅移。如果把它們分別加到黃色和青色油墨中制成納米油墨，便可提高其純度。用添加了特定納米微粒的納米油墨來(lái)印刷彩色印刷品，層次會(huì)更豐富，圖像細(xì)節(jié)表現(xiàn)能力亦會(huì)大增在顏料上給油墨制造業(yè)帶來(lái)一個(gè)巨大的變革，它不再依賴于化學(xué)顏料，而是選擇適當(dāng)體積的納米微粒來(lái)呈現(xiàn)不同的顏色。因?yàn)橛行┪镔|(zhì)處在納米級(jí)時(shí)，粒度不同顏色也不同，或不同物質(zhì)不同顏色，如TiO2、SiO2在納米粒子是白色，Cr2O3是綠色，F(xiàn)e2O3是褐色。據(jù)此，納米金屬微粒可吸收全部光波而使自身呈黑色，同時(shí)對(duì)光亦有散射作用。將納米金屬微粒添加到黑色油墨中，可提高黑色油墨的純度和密度(圖3納米顏料的特性)。
中國(guó)納米水性油墨的研發(fā)與創(chuàng)新技術(shù)

在顏料納米化的實(shí)際驗(yàn)證上，納米化顏料外觀顏色遠(yuǎn)比次微米的顏料更為深黑，其主要原因?yàn)轭伭系牧Ｗ哟螅饩€透過(guò)會(huì)打碎，因而光線散射出光來(lái)，少部分的光則穿透過(guò)去。而納米顏料粒徑小，光散射弱，光譜吸收面積變小，光的反射率小于1％，因此在顏色的外觀上就明顯較次微米顏料深。納米化顏料的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，生活上的實(shí)例如噴墨墨水、涂料、油墨、光電顯示器等，在產(chǎn)品的制造過(guò)程中，加入3％~5％等少許比例的納米顏料，即能改善油墨遮蔽率、飽和度、耐旋光性、耐水性等問(wèn)題。此外，在普通和彩色激光打印機(jī)中，碳粉顆粒的粗細(xì)是決定輸出質(zhì)量?jī)?yōu)劣的一個(gè)重要因素，也是能否再提高打印機(jī)分辨率的一個(gè)關(guān)鍵。因此，用納米材料來(lái)制造碳粉用于激光打印，尤其是彩色激光打印，可大大提高輸出的質(zhì)量。此外，在當(dāng)前彩色噴墨打印中，由于墨水的問(wèn)題，不僅影響到打印質(zhì)量，而且時(shí)常會(huì)因此出現(xiàn)噴嘴堵塞等故障，但一旦開(kāi)發(fā)出納米材料的墨水，相信這些問(wèn)題都可以很好地解決，而且彩色激光打印和彩色噴墨打印作為今后數(shù)字印刷和按需印刷的主要印刷設(shè)備，納米技術(shù)將在這領(lǐng)域中起到重要的作用[7、9、12、19]。

1.2納米粉體對(duì)油墨的改進(jìn)

在油墨的生產(chǎn)方面必須依賴各種添加劑，由于納米技術(shù)的應(yīng)用，油墨的品性得到了改善和提高。傳統(tǒng)添加劑尺度在毫米與微米級(jí)，這是納米改性的重要出發(fā)點(diǎn)。

納米添加劑在有機(jī)聚合物中的“功能性”表現(xiàn)在許多復(fù)合體系中。通過(guò)納米添加劑的組裝，調(diào)節(jié)加入量與加入方式，可以控制納米復(fù)合功能材料的“X光開(kāi)關(guān)”、藍(lán)光傳感、光導(dǎo)電、電致光等性能。這種納米“添加劑開(kāi)關(guān)”已在“紙幣”、“防偽標(biāo)識(shí)”之中使用。

下面將納米Ag、納米TiO2、納米SiO2、納米CaCO3等對(duì)油墨性能的改進(jìn)進(jìn)行簡(jiǎn)述。

1.2.1納米Ag在油墨中的應(yīng)用

有機(jī)相有許多選擇成分，如高交聯(lián)密度的丙烯酸類四元共聚物，它提供高模量和高耐刮傷性；又如低交聯(lián)密度的三元共聚物，它提供良好的成膜性。在上述雜化體系中添加Ag粒子(尺寸為100nm左右)，可以得到具有殺菌功能的涂料或油墨，并具有抗紫外線、耐化學(xué)腐蝕等特點(diǎn)。另外，在導(dǎo)電油墨中如將Ag制成納米級(jí)而代替微米級(jí)Ag，可以節(jié)省50％的Ag粉，這種導(dǎo)電油墨可以直接印在陶瓷和金屬上，墨膜層薄且均勻光滑，性能很好。

1.2.2納米TiO2的特性與應(yīng)用

1.2.2.1納米TiO2的物化特性[34]

納米二氧化鈦又稱超細(xì)二氧化鈦、透明二氧化鈦，是納米材料中的重要品種之一。納米二氧化鈦除了具有常規(guī)二氧化鈦的理化特性之外，還具有以下特性。①由于其粒徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于可見(jiàn)光波長(zhǎng)的一半，故幾乎沒(méi)有遮蓋力，是透明狀的。②吸收和屏蔽紫外線的能力極高。③化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)性很好，完全無(wú)毒，無(wú)遷移性。④以納米二氧化鈦為填充劑，與樹(shù)脂所制成的涂膜或塑膜，顯示悅目的珠光和逼真的陶瓷質(zhì)感，且其顏色隨粒徑的大小而改變，粒徑越小，顏色越深。為此可選擇體積適當(dāng)且粒徑均勻的納米二氧化鈦制備各種顏色的涂料或油墨，以代替常規(guī)化學(xué)顏料配色工藝。⑤納米二氧化鈦還同時(shí)具有云母鈦珠光顏料所具有的光學(xué)特性。如珠光效應(yīng)、視角閃色效應(yīng)、色彩轉(zhuǎn)移效應(yīng)和附加色彩效應(yīng)等。