一種水性上光油及其製備方法
2023-06-04 08:45:01
專利名稱：一種水性上光油及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種水性上光油及其製備方法。
背景技術：
水性上光油因其無毒、無害和環保的特點，已越來越受到人們的青睞，已成為紙張上光的主力軍。紙張上光要求高光澤、高耐磨、附著好、抗爆線(幹膜柔韌)和抗粘連性好， 而目前市售的水性上光油產品很難所有性能都符合要求，尤其是有些性能之間是會相互牽制的，如要求高光澤，那麼塗膜的Tg就要高，而高Tg成膜性就不好，再如要求塗膜對紙張基材有好的附著力，那麼採用低Tg的乳液可以解決，但一般的低Tg乳液又對抗粘連不利。目前解決上述問題的主要是採用常規的技術手段，如添加大量的成膜助劑，有的甚至高達20%，以提高成膜性並保證高的光澤，但是這已經很難稱為真正意義上的水性環保上光油，成膜助劑為揮發性有機成分，大量使用會汙染環境並提高產品成本。還有就是採用軟硬樹脂液物理共混的方法，這種方法看似很簡單、實用，但是影響共混效果的影響因素很多，如樹脂間的相容性的，而影響的結果往往難以預期，也難以滿足實際需求。
發明內容
本發明的目的，就是針對上述問題而提供一種水性上光油，該水性上光油採用草莓型異型核/殼型內硬外軟乳液，具有高光澤、高耐磨、附著力好、抗爆線和抗粘連等優點。本發明的另外一個目的在於提供一種製備本發明水性上光油的方法。本發明為達目的所採用的技術方案是本發明的一種水性上光油，由以下重量百分比的組分混合而成草莓型異型核/殼型乳液40 80%,鹼溶性樹脂液7 50%，蠟乳液8 20%，水性助劑5 10%;其中，所述鹼溶性樹脂液為水溶性丙烯酸酯樹脂液和苯乙烯-馬來酸酐共聚物樹脂液按I. 5 2.5的重量比復配製得，且所述鹼溶性樹脂液的Tg在50 105°C ；所述蠟乳液為聚乙烯蠟的水分散體，固體份含量為30 40%。所述水性助劑為0T-75、矽氧烷和聚醚改性矽氧烷按4 2. 5 3. 5的質量比復配製得。上述的一種水性上光油，其中，所述草莓型異型核/殼型乳液包括核共聚物單體和殼共聚物單體，其中，核共聚物單體包括重量份的單體甲基丙烯酸甲酯220-250份，醋酸乙烯酯30-65份，丙烯酸5-9份，丙烯酸-2-羥乙酯7-9份，丙烯醯胺3_5份；殼共聚物單體包括以下重量份的單體丙烯酸丁酯3份，苯乙烯2份；所述核共聚物單體和殼共聚物單體的重量比為2 I。本發明還提供了一種上述水性上光油的製備方法，包括以下步驟
A、將甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸、丙烯酸-2-羥乙酯和丙烯醯胺作為核共聚物單體加入反應釜中，配以去離子水、複合乳化劑，引發劑和PH緩衝劑，在溫度80 95°C條件下進行自由基乳液聚合，得到核共聚物；B、將丙烯酸丁酯和苯乙烯作為殼共聚物單體加入步驟A製得的核共聚物中，並配以引發劑，在溫度60 75°C條件下進行自由基乳液聚合，得到草莓型異型核/殼型乳液；C、在步驟B製得的草莓型異型核/殼型乳液中加入鹼溶性樹脂、蠟乳液和水性助劑，攪拌分散均勻；D、用氨水調節水性上光油的粘度，調整至25°C塗4#杯粘度在30 80s，然後用 200目過濾袋過濾即可。上述的一種水性上光油的製備方法，其中，所述步驟A和B均在N2保護下進行。上述的一種水性上光油的製備方法，其中，所述反應釜的攪拌漿為開啟彎葉式，葉片數為5葉，其直徑與預乳化罐直徑之比為O. 7，其葉片直徑與葉片高度之比為4. O,反應釜的攪拌轉速控制在485轉/分鐘。上述的一種水性上光油的製備方法，其中，所述引發劑為過硫酸鹽。上述的一種水性上光油的製備方法，其中，步驟A中所述複合乳化劑為磺基琥珀酸鹽和酚醚硫酸鹽按重量比4 2. 5復配製得，所述pH緩衝劑為碳酸氫鈉，所述核共聚物單體、去離子水、複合乳化劑、引發劑和pH緩衝劑的重量比為100 : 100 : 6 : 3 : 4。上述的一種水性上光油的製備方法，其中，步驟B中殼共聚物單體和引發劑的重量比為15 I。上世紀80年代以來人們提出的「粒子設計」理論，最典型的是核/殼型複合乳膠粒，其具有獨特的結構和性能的可裁剪性。目前研究開發的主要是形態大多是正常球形的層狀結構，相比常規技術手段表現出了相當大的優勢。然而影響乳膠粒形態的因素有很多， 主要有自由基的滲透能力和相分離等，控制好製備條件可以合成出異型核/殼型乳液，在某些應用場合較正常球形的核/殼結構乳液可以表現出明顯的優勢。本發明採用草莓型異型核/殼型內硬外軟乳液，其中核部分共聚物為高Tg的硬聚合物，賦予樹脂高光澤和良好的抗粘連性，殼層為呈分散性低Tg的軟樹脂的小粒徑乳膠粒，由於軟樹脂的粒徑相對於核乳膠粒要小很多，因此成膜性非常優異，可以更好地幫助硬核乳膠粒成膜，並且賦予和基材優異的附著性。通過採用該草莓型異型核/殼型乳液可以很好地平衡上述各種性能，並且無樹脂相容性問題，不需要加入成膜助劑，成本低等特點。本發明水性上光油，以草莓型異型核/殼型乳液、鹼溶性樹脂液為主體系，無需外加成膜助劑，有良好的成膜性，相容性和優異的基材附著性，具有低碳、環保和低成本的特點；本發明水性上光油可以兼顧高光澤、高耐磨、附著力好、抗爆線和抗粘連性，可廣泛用於各類包裝紙品的上光。
具體實施例方式以下通過具體實施例對本發明進行一步闡述，但不應以任何方式限制本發明(以下實施例所述份數均為重量份數)。實施例I在反應釜中加入核共聚物單體300份(其中甲基丙烯酸甲酯250份，醋酸乙烯酯32份，丙烯酸6份，丙烯酸-2-羥乙酯8份，丙烯醯胺4份)，300份去離子水，18份的複合乳化劑，12份的碳酸氫鈉，通入N2，升溫至80°C，滴加9份引發劑(質量分數為20%過硫酸鉀水溶液，控制在3小時滴加完畢，滴加結束後升溫至95°C保溫反應I小時。然後降溫至 700C，再加入殼共聚物單體150份(其中丙烯酸丁酯90份，苯乙烯60份)，加入殼共聚物單體後，開始滴加10份引發劑(質量分數為20%的過硫酸鉀水溶液)，控制在4小時滴加完畢，滴加結束後升溫至75°C保溫反應I小時。再降溫至50°C，加入400份鹼溶性樹脂液 (水溶性丙烯酸酯樹脂液和苯乙烯-馬來酸酐共聚物樹脂液按I. 5 2. 5的重量比復配製得，Tg為85°C )，127份的蠟乳液(聚乙烯蠟的水分散體，固體份含量為35% ),53. 25份水性助劑(0T-75、矽氧烷和聚醚改性矽氧烷按4 2.5 3. 5的質量比復配製得)，用氨水調節粘度，調至25°C塗4#杯粘度在50s，200目過濾袋過濾包裝即得水性上光油。該實施例製備得到的水性上光油，其各項性能如下
光澤度88% ；
固含量41. 5% ；
附著力I級；
耐磨性I級；
粘結強度≥2. 67N/15mm。
實施例2
將實施例I中的核共聚物單體調整為甲基丙烯酸甲酯220份，醋酸乙烯酯60份，丙烯酸8份，丙烯酸-2-羥乙酯8份，丙烯醯胺4份。其它配方和工藝同施例1，製備得到25。。塗4#杯粘度在60s的水性上光油。
該實施例製備得到的水性上光油，其各項性能如下
光澤度86% ；
固含量42% ；
附著力I級；
耐磨性I級；
粘結強度≥2. 67N/15mm。
以上實施例僅供說明本發明之用，而非對本發明的限制，有關技術領域的技術人
員，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的技術方案也應該屬於本發明的範疇，應由各權利要求所限定。
權利要求
1.一種水性上光油，其特徵在於，是由以下重量百分比的組分混合而成草莓型異型核/殼型乳液 40 80%,鹼溶性樹脂液7 50%，蠟乳液8 20%，水性助劑5 10%;其中，所述鹼溶性樹脂液為水溶性丙烯酸酯樹脂液和苯乙烯-馬來酸酐共聚物樹脂液按I. 5 2.5的重量比復配製得，且所述鹼溶性樹脂液的Tg在50 105°C ；所述蠟乳液為聚乙烯蠟的水分散體，固體份含量為30 40% ;所述水性助劑為0T-75、矽氧烷和聚醚改性矽氧烷按4 2.5 3. 5的質量比復配製得。
2.如權利要求I所述的一種水性上光油，其特徵在於，所述草莓型異型核/殼型乳液包括核共聚物單體和殼共聚物單體，其中，核共聚物單體包括重量份的單體甲基丙烯酸甲酯 220-250份，醋酸乙烯酯30-65份，丙烯酸5_9份，丙烯酸-2-羥乙酯7-9份，丙烯醯胺3_5 份；殼共聚物單體包括以下重量份的單體丙烯酸丁酯3份，苯乙烯2份；所述核共聚物單體和殼共聚物單體的重量比為2 I。
3.—種如權利要求I所述的水性上光油的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟A、將甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸、丙烯酸-2-羥乙酯和丙烯醯胺作為核共聚物單體加入反應釜中，配以去離子水、複合乳化劑，引發劑和PH緩衝劑，在溫度80 95°C條件下進行自由基乳液聚合，得到核共聚物；B、將丙烯酸丁酯和苯乙烯作為殼共聚物單體加入步驟A製得的核共聚物中，並配以引發劑，在溫度60 75°C條件下進行自由基乳液聚合，得到草莓型異型核/殼型乳液；C、在步驟B製得的草莓型異型核/殼型乳液中加入鹼溶性樹脂、蠟乳液和水性助劑，攪拌分散均勻；D、用氨水調節水性上光油的粘度，調整至25°C塗4#杯粘度在30 80s，然後用200目過濾袋過濾即可。
4.如權利要求3所述的一種水性上光油的製備方法，其特徵在於，所述步驟A和B均在 N2保護下進行。
5.如權利要求3所述的一種水性上光油的製備方法，其特徵在於，所述反應釜的攪拌漿為開啟彎葉式，葉片數為5葉，其直徑與預乳化罐直徑之比為O. 7，其葉片直徑與葉片高度之比為4. 0，反應釜的攪拌轉速控制在485轉/分鐘。
6.如權利要求3所述的一種水性上光油的製備方法，其特徵在於，所述引發劑為過硫酸鹽。
7.如權利要求3所述的一種水性上光油的製備方法，其特徵在於，步驟A中所述複合乳化劑為磺基琥珀酸鹽和酚醚硫酸鹽按重量比4 2. 5復配製得，所述pH緩衝劑為碳酸氫鈉，所述核共聚物單體、去離子水、複合乳化劑、引發劑和PH緩衝劑的重量比為 100 100 6 3 4。
8.如權利要求3所述的一種水性上光油的製備方法，其特徵在於，步驟B中殼共聚物單體和引發劑的重量比為15 I。
全文摘要
本發明涉及一種水性上光油，由以下重量百分比的組分混合而成草莓型異型核/殼型乳液40～80％，鹼溶性樹脂液7～50％，蠟乳液8～20％，水性助劑5～10％。還提供了一種上述水性上光油的製備方法。本發明水性上光油，以草莓型異型核/殼型乳液、鹼溶性樹脂液為主體系，無需外加成膜助劑，有良好的成膜性，相容性和優異的基材附著性，具有低碳、環保和低成本的特點；本發明水性上光油可以兼顧高光澤、高耐磨、附著力好、抗爆線和抗粘連性，可廣泛用於各類包裝紙品的上光。
文檔編號C08F218/08GK102587207SQ201110440998
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月23日 優先權日2011年12月23日
發明者劉檢仔 申請人:上海奇想青晨新材料科技股份有限公司