印刷用水性苯乙烯－丙烯酸酯乳液及其製備方法
2023-07-30 05:44:46
專利名稱：印刷用水性苯乙烯－丙烯酸酯乳液及其製備方法
技術領域：
本發明屬於印刷用的水性苯乙烯—丙烯酸酯乳液的設計及其製備方法。
背景技術：
目前印刷行業用的罩光油和油墨多為溶劑型，有毒害人體健康和汙染環境的嚴重缺點。隨著人們對環境的日益重視，印刷行業發展無毒、無汙染的水性乳液，已成為必然趨勢，以進一步用這樣的乳液配製成印刷用水性罩光油和水性油墨產品。為此，研製開發出成本較低的、綜合性能優異的換代乳液產品，是當務之急。
發明內容
要解決的問題針對上述問題，本發明為印刷行業提供了一種無毒、無汙染的高固含量聚丙烯酸酯水性乳液及其製備方法。
本發明的技術方案本發明是在裝有攪拌器、冷凝管、氮氣保護及加料裝置的三口瓶中，加入計量的水介質、乳化劑、引發劑、甲基丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸酯的混合物，在70℃-85℃反應5-8小時即可。印刷用水性聚丙烯酸酯乳液，它的組成及質量份數配比如下成分 質量比水 70-100乳化劑 1.0-3.0苯乙烯 30-80(甲基)丙烯酸酯 30-70(甲基)丙烯酸 2.0-5.0引發劑 0.5-1.0需要指出的是，(甲基)丙烯酸酯是由丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸羥乙酯中的1-2種單體組成，並以丙烯酸丁酯為主體；(甲基)丙烯酸是丙烯酸和甲基丙烯酸中的一種；乳化劑是十二烷基磺酸鈉和丁二酸磺酸鹽類中的一種或兩者並用；引發劑是過硫酸鉀和過硫酸銨中的一種；(甲基)丙烯酸酯的優選單體為丙烯酸丁酯。
印刷用水性聚丙烯酸酯乳液的製備方法是以水為介質，由苯乙烯、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、乳化劑和引發劑進行的聚合反應。它包括以下步驟在反應器中加入計量的水、乳化劑和引發劑，再加入計量十分之一的苯乙烯、(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸的單體混合物，在70℃聚合反應0.5-1小時，然後再加入剩餘的單體混合物，聚合反應3.5-5小時，最後升溫至85℃，反應1-2小時，冷卻至室溫。
有益效果本發明乳液的主要性能如下固含量 45-60％乳膠粒粒徑 0.08-0.2μmpH值 7.8-8.5粘度 50-200mPa·S凍融穩定性 合格儲存穩定性 ＞半年剝離強度 380-420N/m本發明提供的水性聚丙烯酸酯乳液具有固含量高、乳膠粒徑小、粘度低和穩定性好、無毒、價格較低等優點，並且其綜合性能優異，與其它樹脂液、乳液、添加劑等兼容性好。採用本發明的乳液配製成的印刷用水性罩光油和水性油墨具有高光澤、高耐磨、抗粘連等性能。在印刷行業中，這種水性罩光油和水性油墨具有廣闊的應用市場。同時，本發明提供的製備方法步驟簡單、易於操作、便於推廣、而且無任何溶劑對環境造成汙染，既有經濟效益，又有社會效益。
具體實施例方式
實施例1在500ml裝有攪拌器、冷凝管、氮氣保護及加料裝置的三口燒瓶中，加入去離子水70ml及丁二酸磺酸鹽類(BDS)3g，水浴加熱到70℃。加入引發劑過硫酸鉀(KPS)0.5克，然後加入苯乙烯(St)67g、丙烯酸丁酯(BA)30g、丙烯酸(AA)3g的混合單體的1/10，在70℃反應0.5小時後，再滴加剩餘的單體混合物，聚合反應3.5小時。最後升溫至85℃反應2小時，冷卻至室溫。所得水性乳液的固含量60％，乳膠粒徑0.1μm，粘度50mPa·S，剝離強度400N/m，貯存穩定性＞半年。
實施例2在500ml裝有攪拌器、冷凝管、氮氣保護及加料裝置的三口燒瓶中，加入去離子水70ml及乳化劑十二烷基磺酸鈉(SDS)1g、丁二酸磺酸鹽類(BDS)1g，水浴加熱到70℃。加入引發劑過硫酸鉀(KPS)0.5克，然後加入苯乙烯(St)64g、丙烯酸丁酯(BA)32g、丙烯酸(AA)4g的混合單體的1/10，在70℃反應0.5小時後，再滴加剩餘的單體混合物，聚合反應3.5小時。最後升溫至85℃反應2小時，冷卻至室溫。所得水性乳液的固含量60％，乳膠粒徑0.1μm，粘度50mPa·S，剝離強度410N/m，貯存穩定性＞半年。
實施例3在500ml裝有攪拌器、冷凝管、氮氣保護及加料裝置的三口燒瓶中，加入去離子水70ml及乳化劑十二烷基磺酸鈉(SDS)2g，水浴加熱到70℃。加入引發劑過硫酸鉀(KPS)0.5克，然後加入苯乙烯(St)30g、甲基丙烯酸乙酯(EMA)20g、丙烯酸丁酯(BA)48g、丙烯酸(AA)2g的混合單體的1/10，在70℃反應0.5小時後，再滴加剩餘的單體混合物，聚合反應3.5小時。最後升溫至85℃反應2小時，冷卻至室溫。所得水性乳液的固含量60％，乳膠粒徑0.1μm，粘度55mPa·S，剝離強度390N/m，貯存穩定性＞半年。
實施例4在500ml裝有攪拌器、冷凝管、氮氣保護及加料裝置的三口燒瓶中，加入去離子水70ml及乳化劑丁二酸磺酸鹽類(BDS)2g，水浴加熱到70℃。加入引發劑過硫酸鉀(KPS)0.5克，然後加入苯乙烯(St)35g、甲基丙烯酸丁酯(BMA)20g、丙烯酸丁酯(BA)43g、丙烯酸(AA)2g的混合單體的1/10，在70℃反應0.5小時後，再滴加剩餘的單體混合物，聚合反應3.5小時最後升溫至85℃反應2小時，冷卻至室溫所得水性乳液的固含量60％，乳膠粒徑0.12μm，粘度52mPa·S，剝離強度380N/m，貯存穩定性＞半年。
實施例5在500ml裝有攪拌器、冷凝管、氮氣保護及加料裝置的三口燒瓶中，加入去離子水70ml及乳化劑丁二酸磺酸鹽類(BDS)2g，水浴加熱到70℃。加入引發劑過硫酸銨(APS)0.5克，然後加入苯乙烯(St)32g、甲基丙烯酸異丁酯(IBMA)20g、指丙烯酸丁酯(BA)46g、甲基丙烯酸(MA)2g的混合單體的1/10，在70℃反應0.5小時後，再滴加剩餘的單體混合物，聚合反應3.5小時。最後升溫至85℃反應2小時，冷卻至室溫。所得水性乳液的固含量60％，乳膠粒徑0.09μm，粘度100mPa·S，剝離強度400N/m，貯存穩定性＞半年。
權利要求
1.印刷用水性苯乙烯—丙烯酸酯乳液，其特徵在於它的組成及質量份數配比如下水 70-100乳化劑 1.0-3.0苯乙烯 30-80(甲基)丙烯酸酯 30-70(甲基)丙烯酸 2.0-5.0引發劑 0.5-1.0其中，(甲基)丙烯酸酯是由丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸羥乙酯中的1-2種單體組成，並以丙烯酸丁酯為主體；(甲基)丙烯酸是丙烯酸和甲基丙烯酸中的一種；乳化劑是十二烷基磺酸鈉和丁二酸磺酸鹽類中的一種或兩者並用；引發劑是過硫酸鉀和過硫酸銨中的一種。
2.按照權利要求1中所述的印刷用水性苯乙烯—丙烯酸酯乳液，其特徵在於所述的優選單體為苯乙烯、丙烯酸丁酯和丙烯酸與甲基丙烯酸中的一種。
3.印刷用水性苯乙烯—丙烯酸酯乳液的製備方法，其特徵在於是以水為介質，用甲基丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、乳化劑和引發劑進行的聚合反應；它包括下述步驟在反應器中加入計量的水、乳化劑和引發劑，再加入計量十分之一的苯乙烯、(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸的單體混合物，在70℃下進行聚合反應0.5-1小時，然後再加入剩餘的單體混合物，聚合反應3.5-5小時，最後升溫至85℃，反應1-2小時，冷卻至室溫。
全文摘要
印刷用水性苯乙烯－丙烯酸酯乳液及其製備方法涉及印刷用水性苯乙烯－丙烯酸酯乳液的設計和製備方法。本發明解決了印刷用罩光油和油墨多為溶劑型，有毒害人體健康和汙染環境的嚴重缺點。本發明的內容是其組成及質量份數配比為水70－100，苯乙烯30－80，(甲基)丙烯酸酯30－70，(甲基)丙烯酸2.0－5.0；各組分混合後在引發劑和乳化劑的參與下，在70－85℃進行乳液聚合反應，製成苯乙烯－丙烯酸酯乳液。該印刷用水性乳液固含量高、乳膠粒徑小、粘度低和穩定性高，無毒和無溶劑對環境的任何汙染。其綜合性能優異，在印刷行業的水性罩光油和水性油墨有廣闊的應用市場。
文檔編號C09D11/00GK1415636SQ0215800
公開日2003年5月7日 申請日期2002年12月20日 優先權日2002年12月20日
發明者張邦華, 宋謀道, 張育英, 唐廣糧, 郝廣傑, 郭天瑛 申請人:南開大學