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水性油墨破局关键:纳米粒度与Zeta电位定义高端制造

来源:欧美克仪器 发布日期:2025-11-03 239

 

编者:中喷网 墨宸 

2025年,中国水性油墨行业在环保政策的驱动下持续向绿色化迈进。中国日用化工协会油墨分会于今年正式发布了《可降解包装印刷用水性油墨》团体标准,为行业的环保发展树立了新的标杆。当前,中国水性油墨市场正处在规模快速增长阶段。在全球视野下,贝哲斯咨询报告显示:2024年全球水性油墨市场规模已达到约468.93亿元(人民币),并预计到2030年将增长至688.45亿元。而根据中研网数据,2025年中国水性油墨市场规模有望突破280亿元,年复合增长率预计达18%。

与传统油墨相比,水性油墨核心突破在于以水性体系替代有机溶剂,这不仅解决了VOCs排放的环保难题,更通过水性树脂和助剂构建了以静电稳定为主导的全新分散稳定机制。在这一变革中,粒度和Zeta电位检测仪器已从辅助手段升级为核心调控工具。它通过监测墨水颗粒粒径分布和Zeta电位,为配方优化和工艺控制提供关键数据支撑。

在实际生产中,粒度指标从单一的平均粒径管控,转向对分布宽度和尾部大颗粒的多维度控制,其直接影响油墨的色彩性能和成膜质量。在高精度印刷领域,典型粒度范围通常介于50-200nm之间,其中高端喷墨墨水要求更为严苛,D99需稳定控制在500nm以下,且批间差异不得超过5%。

珠海欧美克仪器NS-90ZPlus纳米粒度及电位分析仪

与传统激光粒度仪相比,采用动态光散射技术(DLS)的纳米粒度仪在此领域展现出显著优势,DLS技术通过解析颗粒布朗运动引起的光强涨落信号,对纳米级颗粒展现出极高的检测灵敏度,能准确捕捉油墨50-200nm关键区间的细微变化。常规样品可以直接取原样测量,对于高浓度样品测量时可以进行适度稀释以消除多重光散射效应,通过标准化的稀释流程,可以尽可能减少对体系原始状态的干扰,从而获得具有代表性的测量结果。

某水性墨水使用NS-90ZPlus纳米粒度电位分析仪的粒度检测报告

在传统溶剂型油墨中,低介电常数的有机溶剂削弱了静电稳定机制的作用,其稳定性主要依赖聚合物的空间位阻效应。而高性能水性油墨的稳定性则高度依赖于溶液体系Zeta电位的精准调控。

通过将Zeta电位绝对值提升至较高水平(通常认为|30mV|是一个关键参考点),可建立足够的静电排斥能垒,从而保障体系的长期分散稳定性。这一参数实现了对油墨储存稳定性和再分散性的量化预测,与传统油墨依赖经验性评估的方法形成鲜明对比,使成本和质量实现“数据化”可控与平衡。

基于Zeta电位的量化质量控制,标志着水性油墨生产从经验导向到科学调控的根本转变。这种方法不仅确保了产品批次间的高度一致性,更使其在环保性和健康安全性方面的优势得以稳定发挥,推动了水性油墨在更多应用领域对传统产品的替代。

同款水性墨水样品使用NS-90ZPlus纳米粒度电位分析仪的Zeta电位检测报告

其Zeta电位高于|30mV|,说明体系稳定性良好,样品分散不易产生团聚

当前,高性能水性油墨在食品包装、标签印刷和纺织品数码印花等领域的应用正迎来快速增长。与此同时,水性导电油墨和水性UV油墨等特种产品也展现出巨大的发展潜力。例如,应用于5G天线制造的水性导电油墨年增速超过40%,已成为电子印刷领域的新增长点。水性UV油墨市场兼具环保与高性能特性,在食品包装、儿童玩具等对安全要求严格的领域备受青睐,正以10.4%的年复合增长率高速发展……

这些新兴领域的蓬勃发展,共同推动了高性能水性油墨市场规模的持续扩张和技术水平的不断升级。在这一进程中,材料表征科学不再仅仅是质量控制的辅助手段,而已成为驱动行业技术创新与产业升级的核心引擎!

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