硅油添加剂在印刷油墨和上光油中的应用
硅油——主要是低黏度聚二甲基硅氧烷（PDMS）和聚醚改性硅酮表面活性剂——被广泛用作印刷油墨（胶印、柔印、凹印、UV固化）和上光油（OPV）中的功能性添加剂。其主要作用是提升滑爽性、防粘连、表面流平及可控润湿改性。由于硅油在成膜过程中会向气液界面迁移，极低的添加量（0.05–1.0%）即可产生显著的表面效果。
对于油墨和上光油配方师而言，硅油在改善某些性能的同时也会影响其他性能。如何平衡这些矛盾——滑爽性与再涂布性、光泽度与防粘连、润湿性与套印附着力——是配方开发的核心任务。
功能作用与机理
滑爽性与耐划伤性。 以PDMS为基础的滑爽添加剂可将固化油墨或上光油薄膜的动摩擦系数（CoF）从>0.5降至0.2以下。硅油在干燥/固化过程中迁移至表面，形成低表面能边界层。对于高速通过分切机、折叠机、装箱机等转化设备的包装基材，这一特性至关重要。
防粘连。 粘连是指堆叠或卷绕的印刷品在压力和热作用下发生粘结。表面定向的硅油可减小层间接触面积和粘附能。对于热固型卷筒胶印和溶剂型凹印油墨，添加0.1–0.3% PDMS是标准做法。
流平与防缩孔。 聚醚改性硅酮（ZEMSIL PE系列）比普通表面活性剂能更快降低动态表面张力。在UV固化喷墨和OPV体系中，这可防止因基材污染导致的缩孔，并改善点增大均匀性。
润湿性控制。 线性PDMS降低油墨连结料的表面张力，改善对低表面能基材（如PP薄膜和PE涂布纸板）的润湿。但PDMS过量会将表面张力降低至后续涂层或胶黏剂的临界润湿阈值以下，是复合包装分层的主要原因。
产品选型与性能权衡
| 性能 | 低黏度PDMS（如DM-50） | 聚醚改性硅酮（PE系列） | 反应型丙烯酸酯硅酮 |
|---|---|---|---|
| 滑爽性（CoF降低） | 优异 | 适中 | 良好 |
| 流平性 | 适中 | 优异 | 良好 |
| 光泽度影响 | 中性/略微降低 | 略微降低 | 中性 |
| 再涂布性/套印附着力 | 过量时有风险 | 良好（水稀释型） | 优异（键合入网络） |
| UV固化相容性 | 高添加量有阻聚风险 | 通常相容 | 共价键合——无迁移 |
| 推荐添加量 | 0.05–0.3% | 0.1–0.5% | 0.5–2.0% |
光泽度权衡。 高光泽上光油对超过0.2%添加量的表面迁移型PDMS非常敏感。表面硅油膜会散射光线。当85°光泽度目标超过85 GU时，应优先选用反应型丙烯酸酯硅酮（键合入UV网络，不会迁移），而非游离PDMS。
再涂布性与套印附着力。 使用硅酮滑爽添加剂最常见的投诉是后续上光油或胶黏剂层失效。表面PDMS形成低表面能屏障，降低下一涂层的附着力。应对策略包括：使用聚醚改性硅酮（更亲水，再润湿性更好）、使用反应型丙烯酸酯硅酮，或将PDMS用量限制在≤0.1%并在复合前对基材进行电晕处理。
按油墨类型的配方指南
胶版印刷（热固和冷固型）。 高黏度浆状油墨（40–100 Pa·s）需要测试硅酮与烃类连结料的相容性。优先选用5–20 cSt的PDMS；高黏度级别在浆状油墨中分散性差。添加量：0.05–0.15%。
UV柔印和UV胶印。 PDMS可能通过稀释光引发剂和破坏表面氧气屏障来阻碍自由基固化。丙烯酸酯功能性硅酮（ZEMSIL SR-AC反应型硅酮）在固化过程中共聚，消除此风险。在光引发剂含量较少的体系中，非反应型添加量不得超过0.3%。
溶剂型凹印和柔印。 PDMS在芳香族和酯类溶剂中溶解性好。添加0.1–0.3% DM-50或DM-100可获得完整的滑爽效果。聚醚硅酮在高剪切凹印网穴中可能产生泡沫；应使用经消泡测试的级别或改用PDMS。
水性柔印。 PDMS未经乳化不能与水性体系相容。应使用ZEMSIL SE-DM硅酮乳液或水溶性聚醚改性硅酮（PE系列）。以活性硅酮计添加量：0.2–0.5%。
质量控制与测试
硅酮在油墨中性能的关键测试方法：
- CoF（ASTM D1894）： 测量印刷/固化拉条样品的静态和动态摩擦系数；包装应用目标动态CoF <0.25
- 防粘连（ASTM D2793 / DIN 16901变体）： 在100–500 g/cm²压力下50°C/24 h堆叠印刷样张；评估剥离和表面转移
- 套印附着力（划格法，ISO 2409）： 在添加滑爽剂的基材上涂布第二层OPV；固化24 h后进行划格胶带测试
- 60°光泽度（ASTM D523）： 与无硅酮对照样对比；高光泽OPV可接受光泽损失<3 GU
- 表面张力（Wilhelmy板法或悬滴法）： 监控油墨表面张力保持在30 mN/m以上，以保持复合粘结强度