高光澤水性塗料及其製備方法與流程

2023-06-12 14:53:56 2

技術領域：

本發明涉及高分子聚合物技術領域，尤其涉及高光澤水性塗料及其製備方法。

背景技術：
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隨著人類對環境及健康的日益重視，水性塗料已獲得了愈來愈廣泛的應用。傳統溶劑型塗料在生產和使用過程中所釋放的有機揮發性物質(voc)產生的汙染，目前成為排在汽車之後的城市主要汙染源。為了使塗料達到環保的要求，科技工作者把研究重點放在了代替傳統的溶劑型塗料的研發上。這些替代型塗料包括：高固體分塗料、水性塗料、粉末塗料和輻射固化塗料等。這些塗料可以降低voc的排放、減少有害廢物的生成、減少工人對有毒釋放物的接觸。其中，水性塗料具有來源方便、易於淨化、低成本、低黏度、無毒、無刺激、不燃等特點，成為當今的研究熱點。

在造紙塗布工藝中，上光加工是改善印刷品表面性能，提高印刷品質量和檔次的有效途徑。隨著印刷包裝材料上光要求的提高和人們環保意識的增強，紙張水性塗料由於其具有高光澤、優良的耐磨性和耐候性及低voc等優點，已廣泛用於煙、酒、瓶貼、茶葉、食品、化妝品、日化、百貨、禮品、工藝品等產品的精美包裝，水性塗料的市場需求也不斷上升。水性塗料在上光加工過程中起著重要的作用，其性能直接影響到紙張的光澤、外觀清晰度、防潮、防黴、耐磨等保護效果。目前，市面上的水性塗料成膜後耐磨性、耐水性和光澤度不好，影響產品的使用。

技術實現要素：
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本發明的目的就是針對現有技術存在的不足而提供一種高光澤水性塗料，其具備更優異的耐磨性、耐水性和光澤度，同時還提供這種高光澤水性塗料的製備方法。

為了實現上述目的，本發明採用的技術方案是：

高光澤水性塗料，包括以下重量份的原料：羥基類功能性單體1-4、(甲基)丙烯酸酯類單體2-11、(甲基)苯乙烯5-22、有機氟改性固體水性丙烯酸樹脂3-12、丙烯酸酯樹脂200-320、引發劑0.2-1.5、有機鹼0.4-1.5、流平劑0.5-2、消泡劑0.3-3.0、附著力促進劑0.1-3、水500-1500。

所述羥基類功能性單體選自丙烯酸-2-羥基乙酯、丙烯酸-2-羥基丙酯、甲基丙烯酸-2-羥基乙酯、甲基丙烯酸-2-羥基丙酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯中的至少一種。

所述(甲基)丙烯酸酯類單體選自甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸異辛酯中的至少一種。

所述有機氟改性固體水性丙烯酸樹脂採用丙烯酸單體、a-甲基苯乙烯、可聚合含氟單體、引發劑加入溶劑中混合成溶液並進行聚合反應而成，溶劑為丙二醇甲醚、乙二醇單丁醚的混合物。

上述高光澤水性塗料的製備方法，它包括有以下步驟：

第一步：將羥基類功能性單體、(甲基)丙烯酸酯類單體與(甲基)苯乙烯在2.0-4.0小時內，滴加入溫度為70-95℃的丙烯酸樹脂、引發劑和水的混合物；

第二步：將以上混合物在75-90℃下反應2.5-4.0小時；

第三步：再用有機鹼中和至ph值為7-9，降溫出料，得到合成樹脂；

第四步：將以上合成樹脂，有機氟改性固體水性丙烯酸樹脂，流平劑，消泡劑和水攪拌混合，即可獲得產品。

本發明有益效果在於：本發明包括以下重量份的原料：羥基類功能性單體1-4、(甲基)丙烯酸酯類單體2-11、(甲基)苯乙烯5-22、有機氟改性固體水性丙烯酸樹脂3-12、丙烯酸酯樹脂200-320、引發劑0.2-1.5、有機鹼0.4-1.5、流平劑0.5-2、消泡劑0.3-3.0、附著力促進劑0.1-3、水500-1500，本發明是以合成樹脂代替油脂，以水代替有機溶劑的一種環境友好型水性塗料，不僅具有高光澤度，而且有利於紙品的回收再生；通過加入羥基類功能性單體自合成樹脂，使高光澤水性上光塗料具有成膜後耐磨性高、耐水性和光澤度好的優點。

具體實施方式：

下面結合優選實施例對本發明作進一步說明。

高光澤水性塗料，包括以下重量份的原料：羥基類功能性單體1-4、(甲基)丙烯酸酯類單體2-11、(甲基)苯乙烯5-22、有機氟改性固體水性丙烯酸樹脂3-12、丙烯酸酯樹脂200-320、引發劑0.2-1.5、有機鹼0.4-1.5、流平劑0.5-2、消泡劑0.3-3.0、附著力促進劑0.1-3、水500-1500。

所述羥基類功能性單體選自丙烯酸-2-羥基乙酯、丙烯酸-2-羥基丙酯、甲基丙烯酸-2-羥基乙酯、甲基丙烯酸-2-羥基丙酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯中的至少一種。

所述(甲基)丙烯酸酯類單體選自甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸異辛酯中的至少一種。

所述有機氟改性固體水性丙烯酸樹脂採用丙烯酸單體、a-甲基苯乙烯、可聚合含氟單體、引發劑加入溶劑中混合成溶液並進行聚合反應而成，溶劑為丙二醇甲醚、乙二醇單丁醚的混合物。有機氟改性固體水性丙烯酸樹脂在合成組分配方中引入了a-甲基苯乙烯，部分替代苯乙烯，採用溶液聚合的方式，結合了聚合過程中引發劑、溫度、溶劑的用量、滴加速度對樹脂分子量及其分布的影響，合成低分子量窄分布、結構可控的高性能可廣泛應用的固體水性丙烯酸樹脂，由其製備的水性塗料具有高光澤，流平性能佳，磨性能好等優點。

上述高光澤水性塗料的製備方法，它包括有以下步驟：

第一步：將羥基類功能性單體、(甲基)丙烯酸酯類單體與(甲基)苯乙烯在2.0-4.0小時內，滴加入溫度為70-95℃的丙烯酸樹脂、引發劑和水的混合物；

第二步：將以上混合物在75-90℃下反應2.5-4.0小時；

第三步：再用有機鹼中和至ph值為7-9，降溫出料，得到合成樹脂；

第四步：將以上合成樹脂，有機氟改性固體水性丙烯酸樹脂，流平劑，消泡劑和水攪拌混合，即可獲得產品。

本發明是以合成樹脂代替油脂，以水代替有機溶劑的一種環境友好型水性塗料，不僅具有高光澤度，而且有利於紙品的回收再生；通過加入羥基類功能性單體自合成樹脂，使高光澤水性上光塗料具有成膜後耐磨性高、耐水性和光澤度好的優點。加入羥基類功能性單體，可以和丙烯酸樹脂中的羧基產生輕微的交聯，並形成一定程度的網絡結構，從而改善塗膜的內聚強度，提高塗膜的耐磨性；另外輕度交聯形成的網狀結構使聚合物結構更加密實，不易產生氣孔，因此降低了吸水率，提高了耐水性。

當然，以上所述僅是本發明的較佳實施例，故凡依本發明專利申請範圍所述的構造、特徵及原理所做的等效變化或修飾，均包括於本發明專利申請範圍內。