凹版印刷油墨需兼顧“高速印刷適應性”與“印刷品質(zhì)量穩(wěn)定性”，其干燥速度直接決定印刷效率（如套印精度、生產(chǎn)速率）與成品性能（如附著力、耐摩擦性）。加氫石油樹脂作為凹版印刷油墨的核心成膜樹脂，憑借低色號、高光澤、優(yōu)異的溶劑相容性及成膜性，不僅為油墨提供黏結力與成膜支撐，更通過“溶劑釋放速率調(diào)控”“成膜網(wǎng)絡構建”“與其他組分協(xié)同作用”三大路徑，精準調(diào)節(jié)油墨干燥速度，解決傳統(tǒng)樹脂（如未加氫石油樹脂、松香樹脂）干燥過快導致的“堵版”或過慢引發(fā)的“粘連”問題。深入解析加氫石油樹脂對凹版印刷油墨干燥速度的調(diào)控機制，對優(yōu)化油墨配方、適配不同印刷場景具有重要意義。本文將從干燥速度的核心影響因素出發(fā)，系統(tǒng)闡述它的調(diào)控原理、關鍵影響參數(shù)及實操策略。

一、凹版印刷油墨的干燥特性與加氫石油樹脂的核心作用

凹版印刷依賴“油墨轉(zhuǎn)移-溶劑揮發(fā)-樹脂成膜”的連續(xù)過程，干燥速度本質(zhì)是“溶劑揮發(fā)速率”與“樹脂成膜速率”的動態(tài)平衡 —— 溶劑揮發(fā)過快易導致油墨在印版凹坑內(nèi)提前干結（堵版），過慢則使印刷品疊放時發(fā)生粘連；而樹脂需在溶劑揮發(fā)過程中快速形成連續(xù)致密的膜層，固定顏料并確保附著力。加氫石油樹脂在這一過程中扮演雙重角色：既是溶劑揮發(fā)的“調(diào)節(jié)劑”，也是成膜過程的“控制劑”。

（一）凹版印刷油墨的干燥核心：溶劑揮發(fā)與樹脂成膜的協(xié)同

凹版印刷油墨多為溶劑型體系，干燥過程分為兩步：

溶劑快速揮發(fā)階段：油墨從印版轉(zhuǎn)移至承印物（如塑料薄膜、紙張）后，低沸點溶劑（如乙酸乙酯、乙醇）通過承印物表面與空氣的濃度差快速揮發(fā)，油墨黏度逐漸升高；

樹脂成膜與溶劑殘留階段：隨著溶劑揮發(fā)，加氫石油樹脂分子從溶解狀態(tài)轉(zhuǎn)為聚集狀態(tài)，通過分子間作用力（范德華力、氫鍵）形成連續(xù)膜層，同時高沸點溶劑（如丙二醇甲醚醋酸酯）緩慢從膜層內(nèi)部擴散至表面揮發(fā)，最終完成干燥。

干燥速度的關鍵評價指標包括“表干時間”（油墨表面失去黏性的時間，通常要求 3-10秒，適配凹版印刷 100-300m/min 的車速）與“實干時間”（膜層完全固化、無溶劑殘留的時間，通常要求 24 小時內(nèi)），兩者需匹配印刷車速與后加工需求 —— 高速印刷需縮短表干時間，避免套印時油墨蹭臟；包裝印刷需控制實干時間，確保成品無溶劑遷移導致的異味或粘連。

（二）加氫石油樹脂的調(diào)控基礎：結構特性與油墨體系的適配性

加氫石油樹脂由石油裂解副產(chǎn)物（如C5、C9 餾分）經(jīng)聚合、加氫改性制得，其分子結構中的“飽和碳鏈骨架”“末端官能團”“分子量分布”是調(diào)控干燥速度的核心：

飽和碳鏈骨架：加氫過程去除了樹脂分子中的不飽和雙鍵，形成穩(wěn)定的飽和碳鏈，降低了樹脂與溶劑的相互作用強度（相較于未加氫樹脂，氫鍵作用減弱），可加速溶劑釋放；

末端官能團：樹脂分子末端的羥基（-OH）、酯基（-COO-）等官能團數(shù)量可通過加氫工藝調(diào)控，官能團越多，與溶劑的極性相互作用越強，溶劑揮發(fā)越慢；

分子量與分布：低分子量（數(shù)均分子量 Mn=1000-3000）加氫石油樹脂溶解性好、溶劑釋放快，適合高速印刷；高分子量（Mn=3000-5000）樹脂成膜性強、溶劑釋放慢，適合對附著力要求高的場景。

這種結構可調(diào)性使加氫石油樹脂能適配不同干燥需求，成為凹版印刷油墨干燥速度調(diào)控的核心組分。

二、加氫石油樹脂調(diào)控凹版印刷油墨干燥速度的核心機制

加氫石油樹脂通過“調(diào)節(jié)溶劑-樹脂相互作用”“控制成膜過程”“與其他組分協(xié)同”三個維度，實現(xiàn)對油墨干燥速度的精準調(diào)控，本質(zhì)是通過分子層面的相互作用，平衡“溶劑揮發(fā)”與“樹脂成膜”的速率。

（一）溶劑-樹脂相互作用調(diào)控：決定溶劑揮發(fā)速率

溶劑揮發(fā)速率是油墨干燥速度的首要影響因素，而加氫石油樹脂與溶劑的相互作用強度（如溶解度參數(shù)匹配度、極性作用）直接決定溶劑從油墨體系中釋放的難易程度：

溶解度參數(shù)匹配度調(diào)節(jié)：加氫石油樹脂的溶解度參數(shù)（SP值）通常為 8.5-9.5 (cal/cm³)¹/²，與凹版油墨常用溶劑（乙酸乙酯 SP=9.1、乙醇 SP=12.7、丙二醇甲醚醋酸酯 SP=9.8）的 SP 值越接近，樹脂在溶劑中溶解越充分，溶劑與樹脂的相互作用越強，揮發(fā)速率越慢。通過選擇不同加氫程度的樹脂（如部分加氫樹脂 SP 值略高，完全加氫樹脂 SP 值略低），可調(diào)整與溶劑的匹配度 —— 例如，需加速干燥時，選用 SP 值與乙酸乙酯差異稍大的完全加氫樹脂，減弱相互作用，使乙酸乙酯揮發(fā)速率提升 15%-20%；需減緩干燥時，選用部分加氫樹脂，增強與丙二醇甲醚醋酸酯的作用，延長高沸點溶劑揮發(fā)時間。

極性官能團的錨定作用：樹脂分子中的羥基、酯基等極性官能團可與極性溶劑（如乙醇、丙二醇甲醚醋酸酯）形成氫鍵，這種“錨定作用”會束縛溶劑分子，延緩其揮發(fā)。例如，含羥基的加氫石油樹脂與乙醇混合時，氫鍵結合能可達 20-30 kJ/mol，使乙醇的揮發(fā)速率較無羥基樹脂體系降低 25%；而不含極性官能團的完全加氫樹脂，與乙醇的相互作用僅為范德華力（結合能 5-10 kJ/mol），溶劑揮發(fā)更快，適合高速印刷場景。

（二）成膜過程控制：平衡表干與實干速度

樹脂成膜速率需與溶劑揮發(fā)速率同步 —— 若成膜過快（樹脂提前聚集），會在膜層表面形成致密“表皮”，阻礙內(nèi)部溶劑揮發(fā)，導致實干時間延長；若成膜過慢，溶劑揮發(fā)后樹脂無法及時形成連續(xù)膜層，易出現(xiàn)附著力不足。加氫石油樹脂通過“分子量調(diào)控”與“成膜網(wǎng)絡密度調(diào)節(jié)”，平衡表干與實干速度：

分子量對成膜速率的影響：低分子量加氫石油樹脂（Mn=1000-2000）分子鏈短、流動性好，在溶劑揮發(fā)過程中快速聚集，表干時間可縮短至 3-5秒，適配 300m/min 的高速凹版印刷；但分子量過低會導致成膜網(wǎng)絡疏松，需搭配少量高分子量樹脂（Mn=4000-5000），通過分子鏈纏結增強膜層致密性，確保實干后無溶劑殘留，例如，低分子量（Mn=1500）與高分子量（Mn=4500）樹脂按 7:3 復配，表干時間5秒，實干時間12小時，兼顧高速印刷與成品穩(wěn)定性。

成膜網(wǎng)絡密度調(diào)節(jié)：加氫石油樹脂的支化度（通過聚合工藝調(diào)控）影響成膜網(wǎng)絡密度 —— 高支化度樹脂分子空間結構松散，成膜時分子間空隙大，溶劑易揮發(fā)，實干時間縮短；低支化度樹脂分子排列緊密，成膜網(wǎng)絡致密，溶劑揮發(fā)慢，但膜層耐摩擦性更強。例如，高支化度C5 加氫樹脂用于塑料薄膜印刷時，實干時間較線性結構樹脂縮短 30%，且膜層附著力仍滿足行業(yè)標準（剝離強度≥5 N/25mm）。

（三）與其他組分的協(xié)同作用：優(yōu)化干燥速度與油墨性能

凹版印刷油墨由樹脂、溶劑、顏料、助劑（如干燥劑、流平劑）組成，加氫石油樹脂需與這些組分協(xié)同，避免單一調(diào)控導致的性能失衡：

與溶劑體系的協(xié)同：油墨溶劑通常為“低沸點+高沸點”復配體系（如乙酸乙酯：丙二醇甲醚醋酸酯=7:3），加氫石油樹脂可通過調(diào)整與不同沸點溶劑的相互作用，優(yōu)化溶劑揮發(fā)曲線 —— 對低沸點溶劑（乙酸乙酯），樹脂需減弱相互作用，確保其快速揮發(fā)以實現(xiàn)表干；對高沸點溶劑（丙二醇甲醚醋酸酯），需增強相互作用，使其緩慢揮發(fā)，為樹脂成膜提供充足時間，避免膜層開裂。例如，含少量酯基的加氫樹脂與丙二醇甲醚醋酸酯的相互作用較強，可使高沸點溶劑揮發(fā)時間延長至 8-10 小時，匹配樹脂成膜速率。

與顏料的協(xié)同：顏料顆粒（如炭黑、偶氮顏料）會吸附部分溶劑，延緩揮發(fā)，加氫石油樹脂可通過“包裹顏料”減少溶劑吸附 —— 樹脂分子通過范德華力吸附在顏料表面，形成“樹脂-顏料”復合物，降低顏料對溶劑的吸附量，加速溶劑釋放。例如，在黑色凹版油墨中，添加加氫石油樹脂后，炭黑對乙酸乙酯的吸附率從 30%降至 15%，表干時間從8秒縮短至5秒，且顏料分散更均勻，印刷品色澤更飽滿。

與干燥劑的協(xié)同：若需進一步加速干燥（如低溫印刷環(huán)境），可在油墨中添加微量干燥劑（如金屬皂類、有機酸類），加氫石油樹脂的羥基可與干燥劑形成配位鍵，增強干燥劑活性，促進溶劑揮發(fā)與樹脂交聯(lián)。例如，添加 0.5%異辛酸鋅（干燥劑）的加氫樹脂油墨，表干時間從6秒縮短至4秒，且不影響膜層附著力；但需控制干燥劑用量，過量會導致干燥過快引發(fā)堵版。

三、影響加氫石油樹脂調(diào)控效果的關鍵參數(shù)與實操策略

加氫石油樹脂對干燥速度的調(diào)控效果受“樹脂自身參數(shù)”“油墨配方”“印刷工藝條件”影響，需通過參數(shù)優(yōu)化與工藝適配，實現(xiàn)干燥速度與印刷質(zhì)量的平衡。

（一）樹脂自身參數(shù)的選擇：分子量、加氫度與官能團

分子量與分布：

高速印刷（車速＞200m/min）：選擇低分子量加氫樹脂（Mn=1000-2000，分子量分布 1.5-2.0），確保溶劑快速釋放，表干時間控制在 3-5秒；

低速印刷（車速＜100m/min）或厚膜印刷（如復合油墨）：選擇高分子量樹脂（Mn=3000-5000），搭配 20%-30%低分子量樹脂，表干時間控制在 8-10秒，避免膜層過厚導致的實干延遲。

加氫度：

需快速干燥：選擇完全加氫樹脂（加氫度＞95%），不飽和雙鍵少，與溶劑相互作用弱，溶劑揮發(fā)快；

需減緩干燥或提升附著力：選擇部分加氫樹脂（加氫度 70%-80%），殘留少量雙鍵可增強與承印物（如 PE 薄膜）的結合力，同時減緩溶劑揮發(fā)。

官能團含量：

極性承印物（如 PET、紙張）：選擇含 1%-2%羥基的加氫樹脂，增強與承印物的極性作用，同時羥基可適度延緩溶劑揮發(fā)，表干時間控制在 5-7秒；

非極性承印物（如 PE、PP）：選擇無極性官能團的樹脂，減少與溶劑的氫鍵作用，加速干燥，表干時間控制在 3-5秒。

（二）油墨配方的優(yōu)化：溶劑比例與樹脂用量

溶劑體系調(diào)整：

加速干燥：提高低沸點溶劑比例（如乙酸乙酯：乙醇=8:2），搭配完全加氫樹脂，溶劑總揮發(fā)速率提升 20%-30%；

減緩干燥：增加高沸點溶劑比例（如乙酸乙酯：丙二醇甲醚醋酸酯=6:4），搭配部分加氫樹脂，延長實干時間至 18-24 小時，適合多層套印。

樹脂用量控制：

樹脂用量過低（＜20%）：成膜性差，溶劑揮發(fā)后無法形成連續(xù)膜層，易出現(xiàn)掉墨；

樹脂用量過高（＞30%）：油墨黏度大，溶劑被樹脂包裹，揮發(fā)速率降低，表干時間延長至10秒以上，可能引發(fā)套印蹭臟；

至優(yōu)用量：凹版印刷油墨中加氫樹脂用量通常為 20%-25%，兼顧成膜性與干燥速度。

（三）印刷工藝條件的適配：溫度、濕度與車速

環(huán)境溫度：溫度升高可加速溶劑揮發(fā)，例如 25℃時表干時間5秒，35℃時可縮短至3秒；但高溫（＞40℃）會導致溶劑揮發(fā)過快，需適當提高樹脂用量（如從 22%增至 25%）或增加高沸點溶劑比例，避免堵版。

環(huán)境濕度：高濕度（＞60%RH）會降低溶劑揮發(fā)速率，例如濕度 70%RH 時表干時間從5秒延長至7秒；此時需選用完全加氫樹脂，或添加 0.3%-0.5%干燥劑，恢復干燥速度。

印刷車速：車速與表干時間需嚴格匹配 —— 車速 200m/min 時，表干時間需≤5秒；車速 100m/min 時，表干時間可放寬至8秒；若車速與表干時間不匹配（如車速 200m/min 但表干時間8秒），會導致印品在干燥通道內(nèi)未表干，出現(xiàn)蹭臟。

加氫石油樹脂通過“調(diào)控溶劑-樹脂相互作用”“控制成膜過程”“與其他組分協(xié)同”，成為凹版印刷油墨干燥速度的核心調(diào)控劑，其本質(zhì)是利用結構可調(diào)性（分子量、加氫度、官能團），平衡“溶劑揮發(fā)”與“樹脂成膜”的動態(tài)關系，適配不同印刷場景需求。在實際應用中，需根據(jù)印刷車速（高速/低速）、承印物類型（極性/非極性）、環(huán)境條件（溫度/濕度），選擇合適參數(shù)的加氫石油樹脂，并優(yōu)化溶劑比例與樹脂用量，確保表干時間控制在 3-10秒、實干時間≤24 小時，同時兼顧油墨的附著力、光澤度與印刷品穩(wěn)定性。未來，隨著凹版印刷向“高速化、環(huán)?；卑l(fā)展（如無溶劑凹印、水性凹?。?，加氫石油樹脂需進一步優(yōu)化結構（如開發(fā)水性加氫樹脂、低 VOC相容性樹脂），為干燥速度調(diào)控提供更環(huán)保、高效的解決方案，推動凹版印刷行業(yè)的品質(zhì)升級。

本文來源：河南向榮石油化工有限公司 http://www.jieqite.com/