一種水性油墨用抗回粘純丙乳液的製作方法

2023-05-12 22:43:56 2

專利名稱：一種水性油墨用抗回粘純丙乳液的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種水性樹脂及其製備方法，具體地說是一種水性油墨用抗回粘純丙乳液。
背景技術：
隨著環保要求的提高，近年來環保型水性油墨受到普遍的重視，水性樹脂作為水性油墨中的重要組成部分，也成為國內的研究熱點。丙烯酸酯乳液因為具備較好的硬度、光澤、耐汙染性、耐候性以及降低能耗、減少環境汙染等優點，而成為目前水性樹脂的研究方向。傳統的以小分子乳化劑為乳化體系的乳液聚合，乳化劑會影響乳液的表面性能、耐水性等，為了減少小分子乳化劑的使用，人們在乳液聚合中引入了水溶性聚合物作為穩定分散劑。鹼溶性樹脂是最具代表性的此類聚合物，但是國內外化工企業多是使用有機溶劑，採取連續聚合、高溫高壓的溶液聚合工藝，對生產設備要求較高，還需要後續聚合物分離、溶劑回收、加工造粒等操作。工序複雜，條件苛刻是鹼溶性樹脂製備中存在的缺點。另外，這種鹼溶性樹脂仍需配合適量的小分子乳化劑才能用於乳液聚合，乳液的耐水性、流平性受到抑制，會影響水性油墨的展色性和耐皂洗性等關鍵性能；同時，乳液的乳化劑和樹脂的兼容性的好壞會影響乳液聚合的穩定性。綜上所述，目前的水性丙烯酸酯乳液的製備技術和乳液性能仍然存在許多問題與缺陷。

發明內容
本發明的目的是針對現有水性油墨用水性丙烯酸樹脂性能和製備技術的不足而提供的一種工藝簡單、降低生產能耗成本，具有優異的色漿穩定性和顏料展色性的抗回粘純丙乳液-丙烯酸酯乳液。本發明的目的是這樣實現的
一種水性油墨用抗回粘純丙乳液，特點是該乳液包括水、引發劑、自製鹼溶性樹脂溶液、C4 C12的丙烯酸烷基酯不飽和單體、C4 C2tl的甲基丙烯酸酯類不飽和單體、功能單體，通過無皂乳液聚合工藝製備而獲得；其各組分含量以重量計為
水5 18% ；
引發劑O. I O. 8% ；
自製鹼溶性樹脂溶液40 60% ；
C4 C12的丙烯酸烷基酯單體4 20% ；
C4 C2tl的甲基丙烯酸酯單體15 40% ；
功能單體O. 2 5% ;其中
所述功能單體是C5 C8的羥基(甲基)丙烯酸酯單體、C7 C12的烷氨基(甲基)丙烯酸酯單體、C6 C16的多雙鍵型(甲基)丙烯酸酯單體、C5 C12的不飽和有機矽單體、丙烯腈、甲基丙烯酸縮水甘油酯、N，N-二甲基丙烯醯胺、N-甲氧甲基丙烯酸胺中的一種或幾種；所述引發劑為過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉、異丙苯過氧化氫、叔丁基過氧化氫中的一種或幾種；
所述自製鹼溶性樹脂溶液是包括水、(甲基)丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、C4 C12的丙烯酸烷基酯單體、乳化劑、過硫酸鹽、鏈轉移劑，通過間歇乳液聚合後使用氨水鹼化獲得的透明溶液；其玻璃化轉變溫度為50 100°C，各組分含量以重量計為
水60 75% ；
(甲基)丙烯酸2 10%;
甲基丙烯酸甲酯8 20%;
C4 C12的丙烯酸烷基酯單體2 8% ；
乳化劑O. 5 5% ；
過硫酸鹽O. 2 O. 8% ；
鏈轉移劑O. 3 O. 8% ；
氨水2 5% ；
所述C4 C12的丙烯酸烷基酯單體是丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸癸酯和丙烯酸異辛酯單體中的一種或幾種。所述C4 C2tl的甲基丙烯酸酯單體是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸十二烷基(月桂)酯和甲基丙烯酸十八烷基酯單體中的一種或幾種。所述C5 C8的羥基(甲基)丙烯酸酯單體是丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸-4-羥基丁酯中的一種或幾種；
所述C7 C12的烷氨基(甲基)丙烯酸酯單體是丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二乙氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯和甲基丙烯酸-2-叔丁基氨基乙酯單體中的一種或幾種；
所述C6 C16的多雙鍵型(甲基)丙烯酸酯單體是二丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸丁二醇酯、二甲基丙烯酸丁二醇酯、甲基丙烯酸烯丙酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯中的一種或幾種；
所述C5 C12的不飽和有機娃單體是乙稀基二乙氧基娃燒、乙稀基二甲氧基娃氧燒、乙稀基二異丙氧基娃氧燒、甲基丙稀二乙氧基娃氧燒單體中的一種或幾種。所述乳化劑是十二烷基硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉和脂肪醇聚氧乙烯醚琥珀磺酸二鈉鹽中的至少兩種；
所述過硫酸鹽是過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉中的一種或幾種；
所述鏈轉移劑是指3-巰基丙酸、3-巰基丙酸丁酯、巰基乙酸、叔十二烷基硫醇中的一種或幾種；
所述間歇乳液聚合是指溫度在40 60°C、機械攪拌下，在反應釜中加入水、乳化劑、過硫酸鹽，攪拌均勻後，加入(甲基)丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、C4 C12的丙烯酸烷基酯單體和鏈轉移劑進行自由基聚合，反應溫度在20 30分鐘內升至80 90°C，溫度控制在此區間30 60分鐘，然後降溫到60 70°C下備用；
所述無皂乳液聚合包括以下步驟
第一步，在高速攪拌下將40 70%的自製鹼溶性樹脂溶液和烯屬不飽和單體混合均勻
5製成預乳化液；
第二步，在反應釜中加入剩餘的自製鹼溶性樹脂溶液、水，開啟機械攪拌，溫度控制在50 65°C，加入50 75%的引發劑，5分鐘後，加入30% 60%的預乳化液，反應溫度在20 30分鐘內升到80 90°C，保溫10分鐘後降溫到50 60°C ;
第三步，加入剩餘的引發劑和預乳化液，保溫在75 90°C熟化I小時候，冷卻出料；本發明生產工藝簡單、操作方便、降低生產能耗成本，製備的乳液具有優異的耐黃變性、色漿穩定性的抗回粘純丙乳液，可有效提高水性油墨的耐醇性、耐皂洗性、展色性以及抗回粘性，可應用於水性柔板和凹版水墨，使用於PVC牆紙、紙張等多種基材。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明予以詳細說明，但並不用來限制本發明。實施例I
鹼溶性樹脂的製備溫度在60°c、機械攪拌下，在反應釜中加入750g水、十二烷基硫酸鈉12g、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉10g，過硫酸鈉5g，攪拌均勻後，加入甲基丙烯酸30g、甲基丙烯酸甲酯125g、丙烯酸正丁酯20g、丙烯酸乙酯20g和5g 3-巰基丙酸和3g 3-巰基丙酸丁酯進行自由基聚合，反應溫度在20分鐘內升至85°C，溫度控制在此區間60分鐘，然後降溫到60°C下，加入20g氨水，出料得到自製鹼溶性樹脂溶液。然後，在高速攪拌下將500g的自製鹼溶性樹脂溶液和450g甲基丙烯酸甲酯、IOOg丙烯酸丁酯以及IOg甲基丙烯酸羥乙酯混合均勻製成預乳化液；
接著在反應釜中加入剩餘的500g自製鹼溶性樹脂溶液、220g水，開啟機械攪拌，溫度控制在65°C，加入2. 5g的過硫酸銨，5分鐘後，加入450g的預乳化液，反應溫度在30分鐘內升到90°C，保溫10分鐘後降溫到50 60°C ；
最後加入剩餘的2. 5g過硫酸銨和500g預乳化液，保溫在80°C熟化I小時，冷卻出料；得到均勻米白色乳液即為所述的水性油墨用抗回粘純丙乳液。實施例2
鹼溶性樹脂的製備溫度在60°C、機械攪拌下，在反應釜中加入700g水、十二烷基硫酸鈉10g、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉3g，脂肪醇聚氧乙烯醚琥珀磺酸二鈉鹽5g，過硫酸銨8g，攪拌均勻後，加入甲基丙烯酸42g、甲基丙烯酸甲酯124g、丙烯酸正丁酯20g、丙烯酸乙酯50g和5g 3-巰基丙酸進行自由基聚合，反應溫度在30分鐘內升至81°C，溫度控制在此區間60分鐘，然後降溫到70°C下，加入33g氨水，出料得到自製鹼溶性樹脂溶液。然後，在高速攪拌下將700g的自製鹼溶性樹脂溶液和350g甲基丙烯酸甲酯、IOOg丙烯酸乙酯、50g甲基丙烯酸丁酯以及IOg甲基丙烯酸二乙氨基乙酯混合均勻製成預乳化液；
接著在反應釜中加入剩餘的300g自製鹼溶性樹脂溶液、250g水，開啟機械攪拌，溫度控制在60°C，加入7g的過硫酸銨，5分鐘後，加入700g的預乳化液，反應溫度在30分鐘內升到90°C，保溫10分鐘後降溫到50 60°C ;
最後加入剩餘的3g過硫酸銨和300g預乳化液，保溫在75°C熟化I小時，冷卻出料；得到均勻米白色乳液即為所述的水性油墨用抗回粘純丙乳液。實施例3鹼溶性樹脂的製備溫度在50°C、機械攪拌下，在反應釜中加入711g水、十二烷基硫酸鈉10g、脂肪醇聚氧乙烯醚琥珀磺酸二鈉鹽10g，過硫酸鈉3g，攪拌均勻後，加入甲基丙烯酸42g、甲基丙烯酸甲酯134g、丙烯酸乙酯55g和5g 3-巰基丙酸進行自由基聚合，反應溫度在20分鐘內升至85°C，溫度控制在此區間60分鐘，然後降溫到60°C下，加入30g氨水，出料得到自製鹼溶性樹脂溶液。然後，在高速攪拌下將500g的自製鹼溶性樹脂溶液和400g甲基丙烯酸甲酯、IOOg丙烯酸丁酯以及20g乙烯基三乙氧基矽烷混合均勻製成預乳化液；
接著在反應釜中加入剩餘的500g自製鹼溶性樹脂溶液、250g水，開啟機械攪拌，溫度控制在55°C，加入5g的過硫酸鈉，5分鐘後，加入500g的預乳化液，反應溫度在30分鐘內升到90°C，保溫10分鐘後降溫到600C ；
最後加入剩餘的2. 5g過硫酸銨和500g預乳化液，保溫在80°C熟化I小時，冷卻出料；得到均勻米白色乳液即為本發明所述的水性油墨用抗回粘純丙乳液。本發明應用在水性油墨上，其性能與現有同類產品的實驗數據對比
表一、乳液原液比較
權利要求
1.一種水性油墨用抗回粘純丙乳液，其特徵在於該乳液包括水、引發劑、自製鹼溶性樹脂溶液、c4 C12的丙烯酸烷基酯不飽和單體、C4 C2tl的甲基丙烯酸酯類不飽和單體、功能單體，通過無皂乳液聚合獲得；其各組分含量以重量計為水5 18% ；引發劑O. I O. 8% ；自製鹼溶性樹脂溶液40 60% ；C4 C12的丙烯酸烷基酯單體4 20% ；C4 C2tl的甲基丙烯酸酯單體15 40% ；功能單體O. 2 5% ;其中所述功能單體是C5 C8的羥基(甲基)丙烯酸酯單體、C7 C12的烷氨基(甲基)丙烯酸酯單體、C6 C16的多雙鍵型(甲基)丙烯酸酯單體、C5 C12的不飽和有機矽單體、丙烯腈、甲基丙烯酸縮水甘油酯、N，N-二甲基丙烯醯胺、N-甲氧甲基丙烯酸胺中的一種或幾種；所述引發劑為過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉、異丙苯過氧化氫、叔丁基過氧化氫中的一種或幾種；所述自製鹼溶性樹脂溶液包括水、(甲基)丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、C4 C12的丙烯酸烷基酯單體、乳化劑、過硫酸鹽及鏈轉移劑，通過間歇乳液聚合後使用氨水鹼化獲得的透明溶液；其玻璃化轉變溫度為50 100°C，各組分含量以重量計為水60 75% ；(甲基)丙烯酸2 10%;甲基丙烯酸甲酯8 20%;C4 C12的丙烯酸烷基酯單體2 8% ；乳化劑O. 5 5% ；過硫酸鹽O. 2 O. 8% ；鏈轉移劑O. 3 O. 8% ；氨水2 5%。
2.根據權利要求I所述水性油墨用抗回粘純丙乳液，其特徵在於所述C4 C12的丙烯酸烷基酯單體是丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸癸酯和丙烯酸異辛酯單體中的一種或幾種。
3.根據權利要求I所述水性油墨用抗回粘純丙乳液，其特徵在於所述C4 C2tl的甲基丙烯酸酯單體是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸十二烷基(月桂)酯和甲基丙烯酸十八烷基酯單體中的一種或幾種。
4.根據權利要求I所述水性油墨用抗回粘純丙乳液，其特徵在於所述C5 C8的羥基(甲基)丙烯酸酯單體是丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸-4-羥基丁酯中的一種或幾種；所述C7 C12的烷氨基(甲基)丙烯酸酯單體是丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二乙氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯和甲基丙烯酸-2-叔丁基氨基乙酯單體中的一種或幾種；所述C6 C16的多雙鍵型(甲基)丙烯酸酯單體是二丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸丁二醇酯、二甲基丙烯酸丁二醇酯、甲基丙烯酸烯丙酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯中的一種或幾種；所述C5 C12的不飽和有機娃單體是乙稀基二乙氧基娃燒、乙稀基二甲氧基娃氧燒、乙稀基二異丙氧基娃氧燒、甲基丙稀二乙氧基娃氧燒單體中的一種或幾種。
5.根據權利要求I所述水性油墨用抗回粘純丙乳液，其特徵在於所述乳化劑是十二烷基硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚琥珀磺酸二鈉鹽中的至少兩種；所述過硫酸鹽是過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉中的一種或幾種；所述鏈轉移劑是3-巰基丙酸、3-巰基丙酸丁酯、巰基乙酸、叔十二烷基硫醇中的一種或幾種；所述間歇乳液聚合是指溫度在40 60°C、機械攪拌下，在反應釜中加入水、乳化劑、過硫酸鹽，攪拌均勻後，加入(甲基)丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、C4 C12的丙烯酸烷基酯單體和鏈轉移劑進行自由基聚合，反應溫度在20 30分鐘內升至80 90°C，溫度控制在此區間30 60分鐘，然後降溫到60 70°C下備用。
6.根據權利要求I所述水性油墨用抗回粘純丙乳液，其特徵在於所述無皂乳液聚合包括以下步驟第一步，在高速攪拌下將40 70%的自製鹼溶性樹脂溶液和C4 C12的丙烯酸烷基酯單體、C4 C2tl的甲基丙烯酸酯單體及功能單體混合均勻製成預乳化液；第二步，在反應釜中加入剩餘的自製鹼溶性樹脂溶液、水，開啟機械攪拌，溫度控制在50 65°C，加入50 75%的引發劑，5分鐘後，加入30% 60%的預乳化液，反應溫度在20 30分鐘內升到80 90°C，保溫10分鐘後降溫到50 60°C ;第三步，加入剩餘的引發劑和預乳化液，保溫在75 90°C熟化I小時，冷卻出料。
全文摘要
本發明公開一種水性油墨用抗回粘純丙乳液，該乳液組分含量為水5～18%；引發劑0.1～0.8%；自製鹼溶性樹脂溶液40～60%；C4～C12的丙烯酸烷基酯單體4～20%；C4～C20的甲基丙烯酸酯單體15～40%；功能單體0.2～5%；並由下述方法獲得首先，以(甲基)丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和C4～C12的丙烯酸烷基酯為共聚單體，過硫酸鹽為引發劑、使用鏈轉移劑，通過乳液聚合獲得鹼溶性樹脂溶液；然後選用C4～C12的丙烯酸烷基酯不飽和單體、C4～C20的甲基丙烯酸酯類不飽和單體、功能單體為共聚單體，以上述鹼溶性樹脂為保護膠體，採用無皂乳液聚合製備得到。本發明工藝簡單、操作方便、降低生產能耗成本，乳液具有優異的耐黃變性、色漿穩定性，可有效提高水性油墨的耐醇性、耐皂洗性、展色性以及抗回粘性。
文檔編號C08F220/14GK102911559SQ20121047796
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月22日 優先權日2012年11月22日
發明者傅樂峰, 餘潔, 黃達 申請人:南京瑞固聚合物有限公司, 上海三瑞高分子材料有限公司