一種水性預印上光油用純丙乳液及其製備方法
2023-07-31 23:27:21 1
專利名稱：一種水性預印上光油用純丙乳液及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種水性樹脂及其製備方法，具體涉及一種水性預印上光油用純丙乳
液及其製備方法。
背景技術：
近年來，純丙乳液由於具有成膜附著力大、光澤高、透明度高等優異性能，被廣泛 地用來配製高質量的水性油墨或上光油。然而，目前可用於預印上光油的耐高溫乳液大多 依賴進口，如莊臣1695等，這大大增加了預印上光油的生產成本，限制了國內預印上光油 的發展。因此，開發較低成本的水性預印上光油用乳液具有重要的實際意義和適合市場的需要。 另外，現有技術中的水性上光油的耐熱性能、耐磨性能以及防水抗黏性能有待進
一步提咼o 有鑑於此，本工藝方法在經過一系列的研究和試驗的基礎上總結，進而開發出一 種水性預印上光油用純丙乳液及其製備方法，本案由此產生。
發明內容
本發明的目的在於提供一種水性預印上光油用純丙乳液及其製備方法。該水性預 印上光油用純丙乳液耐熱耐磨性能佳，可用於製備水性柔版紙箱預印上光油，具有高耐熱、 高耐磨性和防水抗黏性。 為了實現上述目的，本發明的目的是通過如下的技術方案來實現的
—種水性預印上光油用純丙乳液，按質量百分比由以下組份組成去離子水為 65 70%、可聚合不飽和酸(如丙烯酸、甲基丙烯酸)為3 6%、丙烯酸酯(如丙烯酸甲 酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯)為5 10%、甲基丙烯酸酯(如甲基丙烯酸 甲酯、甲基丙烯酸丁酯)為15 20%、非丙烯酸系不飽和單體(丙烯醯胺、N-羥甲基丙烯 醯胺、鄰苯二甲酸二烯丙酯等)為1 5%、鏈轉移劑(二苯基甲基戊烯TPMS)為O. 15 0. 25%、陰-非離子型乳化劑(壬基酚聚氧乙烯醚硫酸銨DNS-458)為0. 75 1%、可聚合 乳化劑(3-烯丙氧基-2-羥基-l-丙烷磺酸鈉鹽HAPS)為O. 15 0. 25%、引發劑(過硫 酸鹽，如過硫酸銨和過硫酸鉀)為0. 2 0. 25%、碳酸氫鈉為0. 15 0. 3%、氨水為1 5%。上述乳液中還包括按質量百分比1 5%的氧化鋅Zn0。 本水性預印上光油用純丙乳液的乳液聚合工藝為先加入陰_非離子型乳化劑和 總單體質量30%的去離子水，高速(300-500轉/分鐘)攪拌後緩慢加入所有單體和鏈轉移 劑製成預乳化液；將剩餘去離子水、可聚合乳化劑和碳酸氫鈉加入反應釜，升溫至6(TC加 入10%預乳化液和20%的引發劑溶液，再升溫到8(TC，製得種子乳液；然後通過半連續滴 加工藝，在80°C，3 4h內將剩餘預乳液、引發劑溶液滴完，升溫至85t:保溫1 1. 5h，用 氨水中和至pH = 8. 5，即得水性預印上光油用純丙乳液。 所述總單體為可聚合不飽和酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和非丙烯酸系不飽和單體。 上述乳液聚合工藝按照特定的順序先預乳化，再進行種子乳液聚合，然後採用半 連續滴加乳液聚合工藝。在該工藝中使用可聚合表面活性劑為乳化劑，直接降低了因低分 子乳化劑的使用而產生的吸水性。 採用本發明製得乳液成膜堅硬，耐刮抗磨，且可耐16(TC左右，大大降低了生產成 本。
具體實施方式
實施例1 :
( — )、原料配方 混合單體MMA(甲基丙烯酸甲酯)5. 55kg， BA(丙烯酸丁酯)1. 85kg， MAA(甲基丙
烯酸)2. 0kg， NMA(N-羥甲基丙烯醯胺)0. 5kg， DAP (鄰苯二甲酸二烯丙酯)0. 2kg 鏈轉移劑TPMS( 二苯基甲基戊烯)0. lkg 乳化劑DNS-458 (壬基酚聚氧乙烯醚硫酸銨)0. 3kg HAPS (3-烯丙氧基-2-羥基-1-丙烷磺酸鈉鹽)0. lkg 弓|發劑APS (過硫酸銨)0. 08kg 緩衝劑NaHC03 (碳酸氫鈉)0. lkg 氨水 1. 5kg 去離子水 28kg (二)、製備方法 1、將DNS-458和3kg去離子水高速攪拌，待有明顯泡沫時緩慢加入原料配方中的 混合單體及TPMS，攪拌20min即得乳白色的預乳液。 2、將HAPS、NaHC03和剩餘水加入反應釜，攪拌升溫至6(TC左右加入10%預乳化液 和20%的過硫酸銨溶液；再升溫到8(TC，待乳液變藍時繼續反應0. 5h，製得種子乳液；
3、反應釜內保持8(TC不變，在3 4h內，滴加剩餘的預乳化液和過硫酸銨溶液； 升溫至85t:，保溫1.5h; 4、降溫至7(TC左右，緩慢滴加氨水，時間大概lh，調節pH值為8. 5左右，即得水性
預印上光油用純丙乳液。
實施例2
( — )原料配方 混合單體MMA(甲基丙烯酸甲酯)5.0kg， EA (丙烯酸乙酯)2. 5kg， AA(丙烯
酸)1. 5kg， NMA(N-羥甲基丙烯醯胺)1. Okg， DAP(鄰苯二甲酸二烯丙酯)0. 5kg 鏈轉移劑TPMS( 二苯基甲基戊烯)0. 15kg 乳化劑DNS-458 (壬基酚聚氧乙烯醚硫酸銨)0. 3kg HAPS (3-烯丙氧基-2-羥基_1_丙烷磺酸鈉鹽)0. lkg 弓I發劑APS (過硫酸銨)0. 08kg 緩衝劑NaHC03 (碳酸氫鈉)0. lkg 氨水1. Okg 去離子水 28kg[OO37] ( 二 )製備方法與實施例1相同
應用實施說明 取本方法製得乳液若干，用水稀釋至50秒(浸入式粘度杯SHEEN405/2)，再用120 線展色儀在未上光油的水性柔版紙箱上展上很薄的一層，充分吹乾後，分別用耐磨儀、粘背 測定儀、HST-H3熱封試驗儀進行抗磨、抗粘及耐熱測試。結果如下表所示
測試項目儀器型號測試條件結果注
耐熱HST-H3160°C不受破壞單獨樹脂
抗粘Specac1噸壓力，40 °C ， 0. 5h不粘連單獨樹脂
耐磨SUTHERLAND 20004磅， Speed4，200來 回不磨損添加樹脂質 量的0. 2 0.4%的聚乙 烯蠟乳液 另外，本方法制的乳液添加少量的氧化鋅(ZnO)溶液，可以有效提高其耐熱性能。 因為ZnO可以與乳液中的羧基進行交聯反應而得到網絡結構，提高耐熱效果。可由以下3
組實驗看出
實驗組123
本乳液/份1009896
ZnO溶液/份024
耐熱效果16(TC不受破 壞170。C基本不 受破壞18(TC基本不 受破壞 上述乳液聚合工藝按照特定的順序先預乳化，再進行種子乳液聚合，然後採用半 連續滴加乳液聚合工藝。在該工藝中使用可聚合表面活性劑為乳化劑，直接降低了因低分 子乳化劑的使用而產生的吸水性。採用本發明製得乳液成膜堅硬，耐刮抗磨，且可耐160°C 左右，大大降低了生產成本。 以上僅為本發明的較佳實施例，並非對本發明的保護範圍的限定，凡依本案的設 計思路所做的等同變化，均落入本案的保護範圍。
權利要求
一種水性預印上光油用純丙乳液，其特徵在於按質量百分比包括以下組份去離子水為65～70％、可聚合不飽和酸為3～6％、丙烯酸酯為5～10％、甲基丙烯酸酯為15～20％、非丙烯酸系不飽和單體為1～5％、鏈轉移劑為0.15～0.25％、陰-非離子型乳化劑為0.75～1％、可聚合乳化劑為0.15～0.25％、引發劑為0.2～0.25％、碳酸氫鈉為0.15～0.3％、氨水為1～5％。
2. 根據權利要求書1所述的一種水性預印上光油用純丙乳液，其特徵在於所述的可 聚合不飽和酸為丙烯酸或甲基丙烯酸。
3. 根據權利要求書1所述的一種水性預印上光油用純丙乳液，其特徵在於所述的鏈 轉移劑為二苯基甲基戊烯TPMS。
4. 根據權利要求書1所述的一種水性預印上光油用純丙乳液，其特徵在於所述的 陰_非離子型乳化劑為壬基酚聚氧乙烯醚硫酸銨DNS-458。
5. 根據權利要求書1所述的一種水性預印上光油用純丙乳液，其特徵在於所述的可 聚合乳化劑為3-烯丙氧基-2-羥基-1-丙烷磺酸鈉鹽HAPS。
6. 根據權利要求書l所述的一種水性預印上光油用純丙乳液，其特徵在於所述的引 發劑為過硫酸銨和過硫酸鉀。
7. 根據權利要求書1所述的一種水性預印上光油用純丙乳液，其特徵在於所述乳液中還包括按質量百分比1 5%的氧化鋅Zn0。
8. 根據權利要求書l所述的一種水性預印上光油用純丙乳液，其特徵在於其乳液聚合 工藝為先加入陰-非離子型乳化劑和總單體質量30%的去離子水，高速攪拌後緩慢加入 所有單體和鏈轉移劑製成預乳化液；將剩餘去離子水、可聚合乳化劑和碳酸氫鈉加入反應 釜，升溫至6(TC加入10%預乳化液和20%的過硫酸銨溶液，再升溫到80°C ，製得種子乳液； 然後通過半連續滴加工藝，在80°C，3 4h內將剩餘預乳液、引發劑溶液滴完，升溫至85°C 保溫1 1. 5h，用氨水中和至pH = 8. 5，即得水性預印上光油用純丙乳液。
全文摘要
本發明公開是一種水性預印上光油用純丙乳液及其製備方法。該水性預印上光油用純丙乳液按質量百分比由以下組份組成去離子水為65～70％、可聚合不飽和酸為3～6％、丙烯酸酯為5～10％、甲基丙烯酸酯為15～20％、非丙烯酸系不飽和單體為1～5％、鏈轉移劑為0.15～0.25％、陰-非離子型乳化劑為0.75～1％、可聚合乳化劑為0.15～0.25％、引發劑為0.2～0.25％、碳酸氫鈉為0.15～0.3％、氨水為1～5％。通過預乳化工藝、種子乳液聚合以及半連續滴加工藝的聚合方法而製成該純丙乳液。該乳液成本低，可用於製備高耐熱、高耐磨性以及防水抗黏的水性上光油。
文檔編號C08F220/18GK101735378SQ200910194078
公開日2010年6月16日 申請日期2009年11月24日 優先權日2009年11月24日
發明者劉潤林, 朱力勇, 連坤鵬 申請人:東莞市英科水墨有限公司