硫酸钡改善油墨流动性的原理主要与其物理特性和分散行为有关,具体机制如下:
1. 颗粒细化与均匀分散
粒径控制:硫酸钡通常经过超细研磨(如纳米级或亚微米级),颗粒细腻且分布均匀,减少了颗粒间的机械摩擦,降低油墨的内摩擦力(粘度)。
空间位阻效应:分散后的硫酸钡颗粒在油墨中形成微小间隔,避免树脂或颜料颗粒团聚,防止结块或絮凝,使油墨更易流动。
2. 流变性能调节
剪切变稀特性:硫酸钡可赋予油墨触变性(剪切变稀),即在印刷过程中受机械剪切力时粘度降低,流动性增强;静置时粘度恢复,防止油墨流淌或沉淀。
降低屈服值:通过填充颗粒的支撑作用,减少油墨分子间的相互作用力,使油墨在低剪切速率下更易流动。
3. 表面化学作用
惰性表面:硫酸钡化学性质稳定,不与油墨中的树脂、溶剂或颜料发生反应,避免因化学反应导致的粘度升高或凝胶化。
表面改性优化:部分硫酸钡经过表面处理(如脂肪酸包覆),增强与油墨体系的相容性,进一步改善分散性和流动性。
4. 防止沉降与分层
密度匹配:硫酸钡的密度(约 4.5g/cm³)与多数油墨成分(如树脂、溶剂)相近,减少因密度差异导致的沉降,维持油墨均匀性。
结构支撑:分散的颗粒形成弱网络结构,延缓颜料或其他填料的沉降,保持油墨的稳定流动性。
实际应用场景
高速印刷:在轮转印刷或喷墨打印中,硫酸钡可确保油墨在高压或高剪切条件下流畅转移,避免堵塞喷头或印刷不均。
高固含量油墨:在高浓度颜料体系中,硫酸钡通过填充空隙和降低粘度,使油墨兼具高遮盖力和良好流动性。
总结
硫酸钡通过物理分散、流变调控和化学稳定三重作用,协同优化油墨的流动性能,尤其在高要求的工业印刷(如包装、涂料)中发挥关键作用。