一種核殼結構丙烯酸乳液的製備方法、丙烯酸乳液及所得的水性光油的製作方法

2023-05-23 08:44:26

專利名稱：一種核殼結構丙烯酸乳液的製備方法、丙烯酸乳液及所得的水性光油的製作方法
技術領域：
本發明涉及丙烯酸乳液其應用，尤其涉及一種核殼結構的丙烯酸乳液及 其應用。
背景技術：
隨著人們環保意識的加強，在印後加工領域，水性光油所佔的比重越來 越大。但一般的水性光油在應用中都存在一個嚴重的問題，即為了改善成膜性能，需加入大量的成膜助劑，其用量可以達到溶劑部分的30%以上，甚至 更多，成膜助劑一般是高沸點的溶劑，也會對環境造成汙染，並非真正意義 上的環保水性產品，大量使用成膜助劑還會提高光油的成本。如果不加成膜 助劑，要保證成膜性就必須使用低玻璃化溫度的軟聚合物，由此帶來的問題 是容易粘花。中國專利CN1624009公開了一種具有微凝膠核結構的羥基丙烯酸乳液的 製備方法，是以乙烯基矽烷偶聯劑作交聯劑，先將乙烯基矽烷偶聯劑和丙烯 酸酯類單體進行共聚，得到具有微凝膠結構的核，然後在核表面進行含羥基 乙烯基單體和丙烯酸酯類單體的共聚，形成富集羥基的殼，得到具有微凝膠 核結構的羥基丙烯酸乳液；該乳液具有核殼結構，核部分為疏水性的矽氧烷， 殼部分含親水性強的羥基，殼層能對粒子間的矽氧垸縮合反應起屏蔽作用。

發明內容
本發明需要解決的技術問題是提供一種生產方法簡單、成本低、環保的 核殼結構丙烯酸乳液製備方法；本發明需要解決的另一個問題是提供了一種 機械穩定性和凍融穩定性高的核殼結構丙烯酸乳液以及用該丙烯酸乳液制 得的水性光油。本發明所採用的技術方案是 一種核殼結構丙烯酸乳液的製備方法，.先 聚合成核層、後聚合殼層，製備步驟為種子乳液核層結構的合成在反應 器中加入去離子水、緩衝劑、乳化劑、核層單體，乳化後升溫至80士5。C，加入引發劑溶液引發反應，製備種子乳液，待反應無明顯回流後保溫；殼層 聚合物的合成在步驟A所得的乳液中，滴加殼層單體、引發劑溶液，保溫 後，再把溫度升高3 5t:再保溫，最後降溫出料；鹼溶性樹脂在步驟A中首 批組份開始加料到反應器時同時全部加入，或者在步驟B最後降溫至50±5 "C時全部加入，或者在步驟A中首批組份開始加料到反應器時部份加入，剩 餘部份在步驟B最後降溫至50土5-C時加入。進一步在上述核殼結構丙烯酸乳液的製備方法中步驟A中，乳化時間10 50分鐘，待反應無明顯回流後保溫時間30 60分鐘；在步驟B，滴 加殼層單體、引發劑溶液的時間為1 5小時，然後保溫30 60分鐘，再把 溫度升高3 5'C再保溫30 60分鐘。由上述方法製得的丙烯酸乳液，所述的各組份按重量份計，去離子水 45 60份、鹼溶性樹脂5 35份、核層單體5 25份，殼層單體為25 45 份、乳化劑O. 1 1.0份、引發劑0.05 0.45份、緩衝劑0 0.3份。所述的鹼溶性樹脂的分子量是低分子量，高酸值的固體丙烯酸樹脂，分 子量在500 20000，更佳為1000 5000;酸值為100 300mgK0H/kg，更佳 為150 250 mgKOH/kg;樹脂在使用時需溶解，溶解溫度在50 8(TC之間， 更佳為60 75'C;溶解過程需加入適量氨水(或其他胺類物質)，保持最終 溶液的pH為6. 5 8. 5，更佳為7 8;最終溶液的固體含量在25% 50%之間， 更佳為30% 45%;以固體用量計，鹼溶性樹脂佔丙烯酸乳液總量的5% 35%， 更佳為10% 25%;其加入方式有三種加入引發劑引發反應前一次性全部加 入、反應完成後一次性加入、反應前後分別加一部分。所述單體的主要包括苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異辛酯、甲 基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯等主單體，主單體佔單體總用量的90% 100%，更佳為95% 100%;另外有少量含一種或多種包括羧基、羥基、胺基、 環氧等功能基團的不飽和乙烯基單體，如甲基丙烯酸、衣康酸、馬來酸、甲 基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯醯胺等，及含有多個不飽和雙鍵的交聯單體，如 二乙烯基苯、乙二醇雙丙烯酸酯、馬來酸二烯丙酯等，佔單體總量的0 10%， 更佳為0 5%。所述的乳化劑是包括陰離子型、非離子型以及兼具陰離子和非離子功能的乳化劑，所述具有陰離子型的物質是脂肪酸鹽、硫酸鹽、磺酸鹽中的一種或幾種，典型的如十二烷基硫酸鈉；非離子型的物質主要是酯類或醚類物質， 典型的如烷基酚聚氧乙烯醚。使用時可單獨使用一種乳化劑，也可以多種類型的乳化劑復配使用，其 用量為單體總量的0. 5% 4%，更佳為0. 5% 2%。所述的引發劑是熱引發劑，如過硫酸鹽或氧化還原體系，如過硫酸鹽-亞硫酸氫鹽；在反應後期可能還包括油溶性引發劑，如過氧化苯甲醯。引發劑是包括過硫酸鹽和氧化還原體系，以過硫酸鹽為主，在反應後期， 為提高單體轉化率，降低單體殘留，可能還會加入適量的油溶性引發劑。所述的緩衝劑是可以調節體系的pH值，如K0H、 NaOH、 Na2C03、 NaHC03、 氨水、鹽酸、硫酸等。上述核殼結構丙烯酸乳液的核層聚合物的玻璃化溫度20 80°C，殼層聚 合物的玻璃化溫度-20 30°C，酸值20 70mgK0H/kg，固體含量25% 60%， 粒徑0.06 0. 50lim，粘度50 300rnPa's， pH值7. 5 10，機械穩定性和 凍融穩定性高，儲存穩定性超過6個月，具有一定的硬度和良好的抗粘花性。由上述丙烯酸乳液製得的水性光油，按重量份計，核殼結構丙烯酸乳液 60 100份、鹼溶性樹脂0 30份、蠟乳液0 5份、潤溼劑0 5份、消泡劑 0 0.5份、滑爽劑0 1份、成膜助劑0 2份、PH調節劑0 5份高速攪拌混 合而成，其中所述的蠟乳液是聚乙烯蠟，所述的潤溼劑是二烷基磺酸基琥珀 酸鹽，所述的消泡劑是本領導技術人員常用的產品，所述的滑爽劑是有機矽 類物質，所述的成膜助劑是酯酮類或者醇醚類物質，如酯醇-12，所述的PH 調節劑是胺類物質，如氨水。在上述水性光油中，主要產品性能指標外觀為半透明至乳白色，光澤 60 85GU (測試條件60°角、黑色位、4微米拉塗、12(TC烘烤10s)，耐 磨性達到500 0000次(測試條件4微米拉塗、12(TC烘烤10s、面對列印 紙、壓力為4磅)，透明性和附著力好，無氣味，粘度小、易施工、成膜性 能好，儲存穩定性好等優點，應用於印後加工領域，具有可觀的經濟效益和 社會效益。
具體實施例方式本發明的主旨是通過改變核殼結構丙烯酸乳液的製備方法，使其具有生 產方法簡單、成本低，環保的特點。所得的丙烯酸乳液具有機械穩定性和凍 融穩定性高、具有一定的硬度和良好的抗粘花性的特點。下面結合實施例對 本發明的內容作進一步詳述，實施例中所提及的內容並非對本發明的限定， 其中乳液中各個原材料的選擇可因地制宜而對結果並無實質性影響。首先，簡述本發明方法的基本方案 一種核殼結構丙烯酸乳液的製備方 法，先聚合成核層、後聚合殼層,製備步驟為種子乳液核層結構的合成 在反應器中加入去離子水、緩衝劑、乳化劑、核層單體，乳化後升溫至80 士5。C，加入引發劑溶液引發反應，製備種子乳液，待反應無明顯回流後保 溫；殼層聚合物的合成在步驟A所得的乳液中，滴加殼層單體、引發劑溶 液，保溫後，再把溫度升高3 5'C再保溫，最後降溫出料；鹼溶性樹脂在步 驟A中首批組份開始加料到反應器時同時全部加入，或者在步驟B最後降溫至50土5。C時全部加入，或者在步驟A中首批組份開始加料到反應器時部份 加入，剩餘部份在步驟B最後降溫至50士5-C時加入。步驟A中，乳化時間 10 50分鐘，待反應無明顯回流後保溫時間30 60分鐘；在步驟B，滴加 殼層單體、引發劑溶液的時間為1 5小時，然後保溫30 60分鐘，再把溫 度升高3 5'C再保溫30 60分鐘。在該方法所得的丙烯酸乳液中，所述的 各組份按重量份計，去離子水45 60份、鹼溶性樹脂5 35份、核層單體5 25份，殼層單體為25 45份、乳化劑0. 1 1. 0份、引發劑0. 05 0. 45份、 緩衝劑0 0.3份。實施例l一種核殼結構丙烯酸乳液的製備方法，先聚合成核層、後聚合殼層，主 要由以下步驟製得A、 種子乳液核層結構的合成在裝有攪拌設備、溫度計、冷凝管和加 料裝置的反應器中加入去離子水、緩衝劑、乳化劑、核層單體，乳化時的轉 速為200轉/分，乳化時間30min後升溫至80±2°C，加入引發劑溶液引發反 應，製備種子乳液，待反應無明顯回流後保溫40min;B、 殼層聚合物的合成在步驟A所得的乳液中，滴加殼層單體、引發劑溶液，單體滴加時間2.5h，引發劑溶液滴加時間約3h,加完後用5份去 離子水衝洗加料裝置，並升溫至85X:保溫60min，然後自然冷卻。在上述種子乳液核層結構的合成中，所述的去離子水47份，所述的乳 化劑是0. 9份烷基酚醚磺基琥珀酸酯鈉鹽，所述的緩衝劑是0. 2份NaHC03， 所述的核單體是8份苯乙烯、2份丙烯酸丁酯、0. 2份丙烯酸的混合物，所 述的引發劑0.2份過硫酸氨。在上述殼層聚合物的合成中，所述的殼層單體是16份苯乙烯、16份丙 烯酸丁酯、0.8份丙烯酸，所述的引發劑0. 1份過硫酸氨，所述的鹼溶性樹 脂是8份丙烯酸樹脂。在整個核殼結構丙烯酸乳液製備過程中，所述的過硫酸氨需配成濃度為 0. 8% 1. 2%溶液，例如將上述0. 3份過硫酸氨加入3份去離子水調配而成。在整個核殼結構丙烯酸乳液製備過程中，所述的丙烯酸樹脂需配製成固 體含量為42%的丙烯酸樹脂溶液,例如在裝有攪拌設備和溫度計的三口瓶中， 加入42份去離子水，16份氨水(濃度為28%)，升溫至65°C，轉速為300 轉/分，緩慢加入42份分子量為4000、酸值為215的固體丙烯酸樹脂，溶解 3h，得到固體含量為42%的丙烯酸樹脂溶液。由上述方法製得核殼結構丙烯酸乳液，固含為43%，粘度為100mPa"s， 粒徑為O. lum， pH值為8. 5。實施例2一種核殼結構丙烯酸乳液的製備方法，先聚合成核層、後聚合殼層，主要由以下步驟製得A、 種子乳液核層結構的合成在裝有攪拌設備、溫度計、冷凝管和加 料裝置的反應器中加入去離子水、緩衝劑、乳化劑、核層單體，乳化時的轉 速為200轉/分，乳化時間50min後升溫至8rC，加入引發劑溶液引發反應， 製備種子乳液，待反應無明顯回流後保溫40min;B、 殼層聚合物的合成在步驟A所得的乳液中，滴加殼層單體、引發 劑溶液，單體滴加時間2.5h，引發劑溶液滴加時間約3h，然後保溫33min， 再把溫度升高5'C再保溫30min，然後自然冷卻；待溫度降至54'C時加入鹼 溶性樹脂，最後降溫出料。在上述種子乳液核層結構的合成中，所述的去離子水50份，所述的乳化 劑是0. 5份烷基酚醚磺基琥珀酸酯鈉鹽，所述的緩衝劑是0. 2份NaOH，所述 的核單體是9份苯乙烯、3份丙烯酸丁酯、0. 2份丙烯酸的混合物，所述的 引發劑O. l份過硫酸氨。在上述殼層聚合物的合成中，所述的殼層單體是12份苯乙烯、12份丙 烯酸丁酯、0.8份丙烯酸，所述的引發劑O. l份過硫酸氨，所述的鹼溶性樹 脂是8份丙烯酸樹脂。在整個核殼結構丙烯酸乳液製備過程中，所述的過硫酸氨需配成濃度為 0. 8% 1. 2%溶液，例如將上述0. 1過硫酸氨加入1份去離子水調配而成。在整個核殼結構丙烯酸乳液製備過程中，所述的丙烯酸樹脂需配製成固 體含量為42%的丙烯酸樹脂溶液，例如在裝有攪拌設備和溫度計的三口瓶中， 加入42份去離子水，16份氨水(濃度為28%)，升溫至65°C,轉速為300 轉/分，緩慢加入42份分子量為4000、酸值為215的固體丙烯酸樹脂，溶解 3h，得到固體含量為42%的丙烯酸樹脂溶液。由上述方法製得核殼結構丙烯酸乳液，固含為42%，粘度為100mPa s， 粒徑為O. lum， pH值為8.4。實施例3一種核殼結構丙烯酸乳液的製備方法，先聚合成核層、後聚合殼層，主 要由以下步驟製得-A、 種子乳液核層結構的合成在裝有攪拌設備、溫度計、冷凝管和加 料裝置的反應器中加入去離子水、緩衝劑、乳化劑、核層單體，乳化時的轉速為200轉/分，乳化時間40min後升溫至85"C，加入引發劑溶液引發反應， 製備種子乳液，待反應無明顯回流後保溫40min。B、 殼層聚合物的合成在步驟A所得的乳液中，滴加殼層單體、引發 劑溶液，單體滴加時間2.5h，引發劑溶液滴加時間約3h，然後保溫50min， 再把溫度升高4"C再保溫50min，然後自然冷卻；待溫度降至53"C時加入鹼 溶性樹脂，最後降溫出料。在上述種子乳液核層結構的合成中，所述的去離子水47份，所述的乳化 劑是0.9份垸基酚醚磺基琥珀酸酯鈉鹽，所述的緩衝劑是0.2份NaHC03，所述的核單體是8份苯乙烯、2份丙烯酸丁酯、0. 2份丙烯酸的混合物，所述 的引發劑0.2份過硫酸氨。在上述殼層聚合物的合成中，所述的殼層單體是16份苯乙烯、16份丙 烯酸丁酯、0.8份丙烯酸，所述的引發劑0.1份過硫酸氨，所述的鹼溶性樹 脂是8份丙烯酸樹脂。在整個核殼結構丙烯酸乳液製備過程中，所述的過硫酸氨需配成濃度為 0. 8% 1. 2%溶液，例如將上述0. 3份過硫酸氨加入3份去離子水調配而成。在整個核殼結構丙烯酸乳液製備過程中，所述的丙烯酸樹脂需配製成固 體含量為42%的丙烯酸樹脂溶液，例如在裝有攪拌設備和溫度計的三口瓶中， 加入42份去離子水，16份氨水(濃度為28%),升溫至65°C，轉速為300 轉/分，緩慢加入42份分子量為4000、酸值為215的固體丙烯酸樹脂，溶解 3h，得到固體含量為42%的丙烯酸樹脂溶液。由上述方法製得核殼結構丙烯酸乳液，固含為43%，粘度為100mPa s， 粒徑為O. lum， pH值為8. 5。實施例4一種核殼結構丙烯酸乳液的製備方法，先聚合成核層、後聚合殼層，主要由以下步驟製得A、 種子乳液核層結構的合成在裝有攪拌設備、溫度計、冷凝管和加 料裝置的反應器中加入去離子水、緩衝劑、乳化劑、核層單體，乳化時的轉 速為200轉/分，乳化時間40min後升溫至85°C，加入引發劑溶液引發反應， 製備種子乳液，待反應無明顯回流後保溫30min;B、 殼層聚合物的合成在步驟A所得的乳液中，滴加殼層單體、引發 劑溶液，單體滴加時間2.5h，引發劑溶液滴加時間約3h，然後保溫50min， 再把溫度升高4t:再保溫50min，然後自然冷卻；待溫度降至5(TC時加入鹼 溶性樹脂，最後降溫出料；在上述種子乳液核層結構的合成中，所述的去離子水47份，所述的乳化 劑是0.9份烷基酚醚磺基琥珀酸酯鈉鹽，所述的緩衝劑是0.2份NaHC03，所 述的核單體是8份苯乙烯、2份丙烯酸丁酯、0. 2份丙烯酸的混合物，所述 的引發劑0.2份過硫酸氨。在上述殼層聚合物的合成中，所述的殼層單體是16份苯乙烯、16份丙 烯酸丁酯、0.8份丙烯酸，所述的引發劑O. l份過硫酸氨，所述的鹼溶性樹 脂是8份丙烯酸樹脂。在整個核殼結構丙烯酸乳液製備過程中，所述的過硫酸氨需配成濃度為 0. 8% 1. 2%溶液，例如將上述0. 3份過硫酸氨加入3份去離子水調配而成。在整個核殼結構丙烯酸乳液製備過程中，所述的丙烯酸樹脂需配製成固 體含量為42%的丙烯酸樹脂溶液，例如在裝有攪拌設備和溫度計的三口瓶中， 加入42份去離子水，16份氨水(濃度為28%)，升溫至65°C，轉速為300 轉/分，緩慢加入42份分子量為4000、酸值為215的固體丙烯酸樹脂，溶解 3h，得到固體含量為42%的丙烯酸樹脂溶液。由上述方法製得核殼結構丙烯酸乳液，固含為43%，粘度為100mPa s， 粒徑為O. lpm， pH值為8.6。實施例5一種核殼結構丙烯酸乳液的製備方法，先聚合成核層、後聚合殼層，主要由以下步驟製得A、 種子乳液核層結構的合成在裝有攪拌設備、溫度計、冷凝管和加 料裝置的反應器中加入去離子水、緩衝劑、乳'化劑、核層單體，乳化時的轉 速為250轉/分，乳化時間20min後升溫至82t:,加入引發劑溶液引發反應， 製備種子乳液，待反應無明顯回流後保溫50min。B、 殼層聚合物的合成在步驟A所得的乳液中，滴加殼層單體、引發 劑溶液，單體滴加時間4h，引發劑溶液滴加時間約4.5h，然後保溫33min， 加完後用5. 8份去離子水衝洗加料裝置，再把溫度升高到87"C再保溫60min， 然後自然冷卻出料。在上述種子乳液核層結構的合成中，所述的去離子水28份，所述的乳化 劑是1. 25份辛基酚聚氧乙烯醚和0. 25份十二烷基硫酸鈉的混合物，所述的 緩衝劑是0.1份NaHC03，所述的核單體是10份甲基丙烯酸甲酯、2份丙烯酸 異#酯和0. 2份丙烯酸的混合物，所述的引發劑0. 2份過硫酸氨。在上述殼層聚合物的合成中，所述的殼層單體是26份甲基丙烯酸甲酯、 17份丙烯酸異辛酯、0. 85份丙烯酸的混合物，所述的引發劑0. 1份過硫酸氨，所述的鹼溶性樹脂是30份丙烯酸樹脂。在整個核殼結構丙烯酸乳液製備過程中，所述的過硫酸氨需配成濃度為 0. 8% 1. 2%溶液，例如將上述0. 4份過硫酸氨加入4份去離子水調配而成。在整個核殼結構丙烯酸乳液製備過程中，所述的丙烯酸樹脂需配製成固 體含量為30%的丙烯酸樹脂溶液，在裝有攪拌設備和溫度計的三口瓶中，加 入60份去離子水，IO份氨水(濃度為28%)，升溫至7(TC，轉速為300轉/ 分，緩慢加入30份分子量為2000、酸值為185的固體丙烯酸樹脂，溶解3h， 得到固體含量為30%的丙烯酸樹脂溶液。由上述方法製得核殼結構丙烯酸乳液，固含為44%，粘度為80mPa，s， 粒徑為O. 12ixm， pH值為8士0. 5。實施例6一種核殼結構丙烯酸乳液的製備方法，先聚合成核層、後聚合殼層，主要由以下步驟製得A、 種子乳液核層結構的合成在裝有攪拌設備、溫度計、冷凝管和加 料裝置的反應器中加入去離子水、緩衝劑、乳化劑、核層單體，乳化時的轉速為200轉/分，乳化時間50min後升溫至81°C，加入引發劑溶液引發反應， 製備種子乳液，待反應無明顯回流後保溫40min。B、 殼層聚合物的合成在步驟A所得的乳液中，滴加殼層單體、引發 劑溶液，單體滴加時間2.5h，引發劑溶液滴加時間約3h，然後保溫33min， 再把溫度升高5X:再保溫30mim然後自然冷卻；待溫度降至54t時加入鹼 溶性樹脂，最後降溫出料。在上述種子乳液核層結構的合成中，所述的去離子水28份，所述的乳化 劑是1. 25份辛基酚聚氧乙烯醚和0. 25份十二烷基硫酸鈉的混合物，所述的 緩衝劑是0. 1份NaHC03，所述的核單體是10份甲基丙烯酸甲酯、2份丙烯酸 異辛酯和0. 2份丙烯酸的混合物，所述的引發劑0. 2份過硫酸氨。在上述殼層聚合物的合成中，所述的殼層單體是26份甲基丙烯酸甲酯、 17份丙烯酸異辛酯、0. 85份丙烯酸的混合物，所述的引發劑0. 1份過硫酸 氨，所述的鹼溶性樹脂是30份丙烯酸樹脂。在整個核殼結構丙烯酸乳液製備過程中，所述的過硫酸氨需配成濃度為0. 8% 1. 2%溶液，例如將上述0. 4份過硫酸氨加入4份去離子水調配而成。 在整個核殼結構丙烯酸乳液製備過程中，所述的丙烯酸樹脂需配製成固 體含量為30%的丙烯酸樹脂溶液，在裝有攪拌設備和溫度計的三口瓶中，加 入60份去離子水，IO份氨水(濃度為28%)，升溫至7(TC，轉速為300轉/ 分，緩慢加入30份分子量為2000、酸值為185的固體丙烯酸樹脂，溶解3h， 得到固體含量為30%的丙烯酸樹脂溶液。由上述方法製得核殼結構丙烯酸乳液，固含為44%，粘度為80 mPa s， 粒徑為O. 12um， pH值為8土0. 5。實施例7一種核殼結構丙烯酸乳液的製備方法，先聚合成核層、後聚合殼層，主要由以下步驟製得A、 種子乳液核層結構的合成在裝有攪拌設備、溫度計、冷凝管和加 料裝置的反應器中加入去離子水、緩衝劑、乳化劑、核層單體，乳化時的轉 速為200轉/分，乳化時間40min後升溫至85'C，加入引發劑溶液引發反應， 製備種子乳液，待反應無明顯回流後保溫40min;B、 殼層聚合物的合成在步驟A所得的乳液中，滴加殼層單體、引發 劑溶液，單體滴加時間2.5h，引發劑溶液滴加時間約3h，然後保溫50min， 再把溫度升高4-C再保溫50min，然後自然冷卻；待溫度降至53"C時加入鹼 溶性樹脂，最後降溫出料；在上述種子乳液核層結構的合成中，所述的去離子水28份，所述的乳化 劑是1. 25份辛基酚聚氧乙烯醚和0. 25份十二烷基硫酸鈉的混合物，所述的 緩衝劑是0. 1份NaHC03，所述的核單體是10份甲基丙烯酸甲酯、2份丙烯酸 異辛酯和0. 2份丙烯酸的混合物，所述的引發劑0. 2份過硫酸氨。在上述殼層聚合物的合成中，所述的殼層單體是26份甲基丙烯酸甲酯、 17份丙烯酸異辛酯、0. 85份丙烯酸的混合物，所述的引發劑0. 1份過硫酸 氨，所述的鹼溶性樹脂是30份丙烯酸樹脂。在整個核殼結構丙烯酸乳液製備過程中，所述的過硫酸氨需配成濃度為 0. 8% 1. 2%溶液，例如將上述0. 4份過硫酸氨加入4份去離子水調配而成。在整個核殼結構丙烯酸乳液製備過程中，所述的丙烯酸樹脂需配製成固體含量為30%的丙烯酸樹脂溶液，在裝有攪拌設備和溫度計的三口瓶中，加 入60份去離子水，IO份氨水(濃度為28%)，升溫至7(TC，轉速為300轉/ 分，緩慢加入30份分子量為2000、酸值為185的固體丙烯酸樹脂，溶解3h， 得到固體含量為30%的丙烯酸樹脂溶液。由上述方法製得核殼結構丙烯酸乳液，固含為44%，粘度為80 mPa s， 粒徑為O. 12ym, pH值為8土0. 5。實施例8一種核殼結構丙烯酸乳液的製備方法，先聚合成核層、後聚合殼層，主要由以下步驟製得A、 種子乳液核層結構的合成在裝有攪拌設備、溫度計、冷凝管和加 料裝置的反應器中加入去離子水、緩衝劑、乳化劑、核層單體，乳化時的轉 速為200轉/分，乳化時間40min後升溫至85°C,加入引發劑溶液引發反應， 製備種子乳液，待反應無明顯回流後保溫30min;B、 殼層聚合物的合成在步驟A所得的乳液中，滴加殼層單體、引發 劑溶液，單體滴加時間2.5h,引發劑溶液滴加時間約3h,然後保溫50min， 再把溫度升高4'C再保溫50min，然後自然冷卻；待溫度降至5(TC時加入鹼 溶性樹脂，最後降溫出料。在上述種子乳液核層結構的合成中，所述的去離子水28份，所述的乳化 劑是1. 25份辛基酚聚氧乙烯醚和0. 25份十二烷基硫酸鈉的混合物，所述的 緩衝劑是0. 1份NaHC03，所述的核單體是10份甲基丙烯酸甲酯、2份丙烯酸 異辛酯和0. 2份丙烯酸的混合物，所述的引發劑0. 2份過硫酸氨。在上述殼層聚合物的合成中，所述的殼層單體是26份甲基丙烯酸甲酯、 17份丙烯酸異辛酯、0. 85份丙烯酸的混合物，所述的引發劑0. 1份過硫酸 氨，所述的鹼溶性樹脂是30份丙烯酸樹脂。在整個核殼結構丙烯酸乳液製備過程中，所述的過硫酸氨需配成濃度為 0. 8% 1. 2%溶液，例如將上述0. 4份過硫酸氨加入4份去離子水調配而成。在整個核殼結構丙烯酸乳液製備過程中，所述的丙烯酸樹脂需配製成固 體含量為30%的丙烯酸樹脂溶液，在裝有攪拌設備和溫度計的三口瓶中，加 入60份去離子水，IO份氨水(濃度為28%)，升溫至7(TC，轉速為300轉/分，緩慢加入30份分子量為2000、酸值為185的固體丙烯酸樹脂，溶解3h， 得到固體含量為30%的丙烯酸樹脂溶液。由上述方法製得核殼結構丙烯酸乳液，固含為44%，粘度為80mPa.s， 粒徑為O. 12um， pH值為8土0. 5。以下實施例是水性光油優選配方，這些配方為非限定性實施方式，其只 是用於具體說明本發明，本領域的技術人員完全可以根據本發明的思路和選 料配比篩選出的方法和配方均為本發明的保護範圍。實施例9在.1000轉/分的高速攪拌條件下，向80份固含為43%的核殼乳液中加入 18份固含為42%的鹼溶性樹脂、0. 05份本領域技術人員常用消泡劑、1份本 領域技術人員常用潤溼劑及0.95份本領域技術人員常用成膜助劑，製得高 光澤的水性光油。在黑色位，光澤可達80度。實施例10在1000轉/分的高速攪拌條件下，向96. 5份固含為43%的核殼乳液中加 入0. 05份本領域技術人員常用消泡劑、0. 95份本領域技術人員常用潤溼劑、 0. 5份本領域技術人員常用滑爽劑及2份本領域技術人員常用蠟乳液，製得 耐磨水性光油。在4磅壓力下，耐磨可達4000次。
權利要求
1. 一種核殼結構丙烯酸乳液的製備方法，先聚合成核層、後聚合殼層，製備步驟為A、種子乳液核層結構的合成在反應器中加入去離子水、緩衝劑、乳化劑、核層單體，乳化後升溫至80±5℃，加入引發劑溶液引發反應，製備種子乳液，待反應無明顯回流後保溫；B、殼層聚合物的合成在步驟A所得的乳液中，滴加殼層單體、引發劑溶液，保溫後，再把溫度升高3～5℃再保溫，最後降溫出料；鹼溶性樹脂在步驟A中首批組份開始加料到反應器時同時全部加入，或者在步驟B最後降溫至50±5℃時全部加入，或者在步驟A中首批組份開始加料到反應器時部份加入，剩餘部份在步驟B最後降溫至50±5℃時加入。
2、 根據權利要求l所述的核殼結構丙烯酸乳液的製備方法，其特徵在於 在步驟A中，乳化時間10 50分鐘，待反應無明顯回流後保溫時間30 60分 鍾；在步驟B，滴加殼層單體、引發劑溶液的時間為1 5小時，然後保溫30 60分鐘，再把溫度升高3 5t:再保溫30 60分鐘。
3、 一種根據權利要求2所述方法製得的核殼結構丙烯酸乳液，其特徵在於 所述的各組份按重量份計，去離子水45 60份、鹼溶性樹脂5 50份、核層單 體5 25份，殼層單體為25 45份、乳化劑0. 1 1. 0份、引發劑0.05 0.45 份、緩衝劑0 0.3份。
4、 根據權利要求3所述的核殼結構丙烯酸乳液，其特徵在於所述的鹼溶 性樹脂的分子量是500 20000、酸值為100 300m沐0H/kg、樹脂在使用時的溶 解溫度50 8(TC、 pH值6. 5 8. 5、溶液的固體含量是25% 50%。
5、 根據權利要求4所述的核殼結構丙烯酸乳液，其特徵在於所述的鹼溶 性樹脂的分子量是1000 5000、酸值為150 250m沐0H/kg、樹脂在使用時的溶 解溫度60 75。C、 pH值7 8、溶液的固體含量是30% 45%。
6、 根據權利要求5所述的核殼結構丙烯酸乳液，其特徵在於所述的單體 是含量為90% 100^%的苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異辛酯、甲基丙 烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯中的一種或幾種混合物，和含量為0 10wt。/o的羧基、羥基、胺基、環氧基團的不飽和乙烯基單體和多個不飽和雙鍵的交聯單體的一 種或幾種混合物，所述的羧基、羥基、胺基、環氧基團的不飽和乙烯基單體是甲基丙烯酸、 衣康酸、馬來酸、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯醯胺中的一種或幾種；所述的不飽和雙鍵交聯單體是二乙烯基苯、乙二醇雙丙烯酸酯、馬來酸二 烯丙酯中的一種或幾種。
7、 根據權利要求6所述的核殼結構丙烯酸乳液，其特徵在於所述的單體 是含量為95。/。 100wt9&的苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異辛酯、甲基丙 烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯中的一種或幾種混合物，和含量為0 5wt。/。的羧基、 羥基、胺基、環氧基團的不飽和乙烯基單體和多個不飽和雙鍵的交聯單體的一 種或幾種混合物。
8、 根據權利要求7所述的核殼結構丙烯酸乳液，其特徵在於所述的乳化 劑是具有陰離子型、非離子型的一種或兩種功能。
9、 根據權利要求9所述的核殼結構丙烯酸乳液，其特徵在於所述的緩衝 劑是氫氧化鉀KOH、氫氧化鈉NaOH、碳酸鈉Na2C03、碳酸氫鈉NaHC03、氨水NH3、 鹽酸HC1、硫酸H2S04中的一種或幾種混合製得。
10、 一種根據權利要求3 9中任一項所述的核殼結構丙烯酸乳液製得的水 性光油，其特徵在於按重量份計，丙烯酸乳液60 100份、鹼溶性樹脂0 30 份、蠟乳液0 5份、潤溼劑0 5份、消泡劑0 0.5份、滑爽劑0 1份、成 膜助劑0 2份、PH調節劑0 5份高速攪拌混合而成。
全文摘要
一種核殼結構丙烯酸乳液的製備方法、丙烯酸乳液及所得的水性光油。步驟A在反應器中加入去離子水、緩衝劑、乳化劑、核層單體，乳化後升溫至80±5℃，加入引發劑溶液引發反應，製備種子乳液；步驟B在前述所得的乳液中，滴加殼層單體、引發劑溶液，保溫後，再把溫度升高3～5℃再保溫；鹼溶性樹脂在步驟A中首批組份開始加料到反應器時同時全部加入，或者在步驟B最後降溫至50±5℃時全部加入，或者在步驟A中首批組份開始加料到反應器時部份加入，剩餘部份在步驟B最後降溫至50±5℃時加入。所得的丙烯酸乳液生產成本低，機械穩定性和凍融穩定性高。由該丙烯酸乳液製得的水性光油透明性和附著力好，無氣味，儲存穩定性好等優點。
文檔編號C08L33/00GK101275005SQ20081002816
公開日2008年10月1日 申請日期2008年5月14日 優先權日2008年5月14日
發明者李江濤, 楊愛軍 申請人:恆昌塗料(惠陽)有限公司