CN101275005A - 一种核壳结构丙烯酸乳液的制备方法、丙烯酸乳液及所得的水性光油 - Google Patents

Abstract

一种核壳结构丙烯酸乳液的制备方法、丙烯酸乳液及所得的水性光油。步骤A：在反应器中加入去离子水、缓冲剂、乳化剂、核层单体，乳化后升温至80±5℃，加入引发剂溶液引发反应，制备种子乳液；步骤B：在前述所得的乳液中，滴加壳层单体、引发剂溶液，保温后，再把温度升高3～5℃再保温；碱溶性树脂在步骤A中首批组份开始加料到反应器时同时全部加入，或者在步骤B最后降温至50±5℃时全部加入，或者在步骤A中首批组份开始加料到反应器时部份加入，剩余部份在步骤B最后降温至50±5℃时加入。所得的丙烯酸乳液生产成本低，机械稳定性和冻融稳定性高。由该丙烯酸乳液制得的水性光油透明性和附着力好，无气味，储存稳定性好等优点。

Description

一种核壳结构丙烯酸乳液的制备方法、丙烯酸乳液及所得的水性光油

技术领域

本发明涉及丙烯酸乳液其应用，尤其涉及一种核壳结构的丙烯酸乳液及其应用。

背景技术

随着人们环保意识的加强，在印后加工领域，水性光油所占的比重越来越大。但一般的水性光油在应用中都存在一个严重的问题，即为了改善成膜性能，需加入大量的成膜助剂，其用量可以达到溶剂部分的30％以上，甚至更多，成膜助剂一般是高沸点的溶剂，也会对环境造成污染，并非真正意义上的环保水性产品，大量使用成膜助剂还会提高光油的成本。如果不加成膜助剂，要保证成膜性就必须使用低玻璃化温度的软聚合物，由此带来的问题是容易粘花。

中国专利CN1624009公开了一种具有微凝胶核结构的羟基丙烯酸乳液的制备方法，是以乙烯基硅烷偶联剂作交联剂，先将乙烯基硅烷偶联剂和丙烯酸酯类单体进行共聚，得到具有微凝胶结构的核，然后在核表面进行含羟基乙烯基单体和丙烯酸酯类单体的共聚，形成富集羟基的壳，得到具有微凝胶核结构的羟基丙烯酸乳液；该乳液具有核壳结构，核部分为疏水性的硅氧烷，壳部分含亲水性强的羟基，壳层能对粒子间的硅氧烷缩合反应起屏蔽作用。

发明内容：

本发明需要解决的技术问题是提供一种生产方法简单、成本低、环保的核壳结构丙烯酸乳液制备方法；本发明需要解决的另一个问题是提供了一种机械稳定性和冻融稳定性高的核壳结构丙烯酸乳液以及用该丙烯酸乳液制得的水性光油。

本发明所采用的技术方案是：一种核壳结构丙烯酸乳液的制备方法，先聚合成核层、后聚合壳层，制备步骤为：种子乳液核层结构的合成：在反应器中加入去离子水、缓冲剂、乳化剂、核层单体，乳化后升温至80±5℃，加入引发剂溶液引发反应，制备种子乳液，待反应无明显回流后保温；壳层聚合物的合成：在步骤A所得的乳液中，滴加壳层单体、引发剂溶液，保温后，再把温度升高3～5℃再保温，最后降温出料；碱溶性树脂在步骤A中首批组份开始加料到反应器时同时全部加入，或者在步骤B最后降温至50±5℃时全部加入，或者在步骤A中首批组份开始加料到反应器时部份加入，剩余部份在步骤B最后降温至50±5℃时加入。

进一步：在上述核壳结构丙烯酸乳液的制备方法中：步骤A中，乳化时间10～50分钟，待反应无明显回流后保温时间30～60分钟；在步骤B，滴加壳层单体、引发剂溶液的时间为1～5小时，然后保温30～60分钟，再把温度升高3～5℃再保温30～60分钟。

由上述方法制得的丙烯酸乳液，所述的各组份按重量份计，去离子水45～60份、碱溶性树脂5～35份、核层单体5～25份，壳层单体为25～45份、乳化剂0.1～1.0份、引发剂0.05～0.45份、缓冲剂0～0.3份。

所述的碱溶性树脂的分子量是低分子量，高酸值的固体丙烯酸树脂，分子量在500～20000，更佳为1000～5000；酸值为100～300mgKOH/kg，更佳为150～250mgKOH/kg；树脂在使用时需溶解，溶解温度在50～80℃之间，更佳为60～75℃；溶解过程需加入适量氨水(或其他胺类物质)，保持最终溶液的pH为6.5～8.5，更佳为7～8；最终溶液的固体含量在25％～50％之间，更佳为30％～45％；以固体用量计，碱溶性树脂占丙烯酸乳液总量的5％～35％，更佳为10％～25％；其加入方式有三种：加入引发剂引发反应前一次性全部加入、反应完成后一次性加入、反应前后分别加一部分。

所述单体的主要包括苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯等主单体，主单体占单体总用量的90％～100％，更佳为95％～100％；另外有少量含一种或多种包括羧基、羟基、胺基、环氧等功能基团的不饱和乙烯基单体，如甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酰胺等，及含有多个不饱和双键的交联单体，如二乙烯基苯、乙二醇双丙烯酸酯、马来酸二烯丙酯等，占单体总量的0～10％，更佳为0～5％。

所述的乳化剂是包括阴离子型、非离子型以及兼具阴离子和非离子功能的乳化剂，所述具有阴离子型的物质是脂肪酸盐、硫酸盐、磺酸盐中的一种或几种，典型的如十二烷基硫酸钠；非离子型的物质主要是酯类或醚类物质，典型的如烷基酚聚氧乙烯醚。

使用时可单独使用一种乳化剂，也可以多种类型的乳化剂复配使用，其用量为单体总量的0.5％～4％，更佳为0.5％～2％。

所述的引发剂是热引发剂，如过硫酸盐或氧化还原体系，如过硫酸盐-亚硫酸氢盐；在反应后期可能还包括油溶性引发剂，如过氧化苯甲酰。

引发剂是包括过硫酸盐和氧化还原体系，以过硫酸盐为主，在反应后期，为提高单体转化率，降低单体残留，可能还会加入适量的油溶性引发剂。

所述的缓冲剂是：可以调节体系的pH值，如KOH、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃、氨水、盐酸、硫酸等。

上述核壳结构丙烯酸乳液的核层聚合物的玻璃化温度20～80℃，壳层聚合物的玻璃化温度-20～30℃，酸值20～70mgKOH/kg，固体含量25％～60％，粒径0.06～0.50μm，粘度50～300mPa·s，pH值7.5～10，机械稳定性和冻融稳定性高，储存稳定性超过6个月，具有一定的硬度和良好的抗粘花性。

由上述丙烯酸乳液制得的水性光油，按重量份计，核壳结构丙烯酸乳液60～100份、碱溶性树脂0~30份、蜡乳液0～5份、润湿剂0～5份、消泡剂0~0.5份、滑爽剂0~1份、成膜助剂0～2份、PH调节剂0～5份高速搅拌混合而成，其中所述的蜡乳液是聚乙烯蜡，所述的润湿剂是二烷基磺酸基琥珀酸盐，所述的消泡剂是本领导技术人员常用的产品，所述的滑爽剂是有机硅类物质，所述的成膜助剂是酯酮类或者醇醚类物质，如酯醇-12，所述的PH调节剂是胺类物质，如氨水。

在上述水性光油中，主要产品性能指标：外观为半透明至乳白色，光泽60～85GU(测试条件：60°角、黑色位、4微米拉涂、120℃烘烤10s)，耐磨性达到500～0000次(测试条件：4微米拉涂、120℃烘烤10s、面对打印纸、压力为4磅)，透明性和附着力好，无气味，粘度小、易施工、成膜性能好，储存稳定性好等优点，应用于印后加工领域，具有可观的经济效益和社会效益。

具体实施方式：

本发明的主旨是通过改变核壳结构丙烯酸乳液的制备方法，使其具有生产方法简单、成本低，环保的特点。所得的丙烯酸乳液具有机械稳定性和冻融稳定性高、具有一定的硬度和良好的抗粘花性的特点。下面结合实施例对本发明的内容作进一步详述，实施例中所提及的内容并非对本发明的限定，其中乳液中各个原材料的选择可因地制宜而对结果并无实质性影响。

首先，简述本发明方法的基本方案：一种核壳结构丙烯酸乳液的制备方法，先聚合成核层、后聚合壳层，制备步骤为：种子乳液核层结构的合成：在反应器中加入去离子水、缓冲剂、乳化剂、核层单体，乳化后升温至80±5℃，加入引发剂溶液引发反应，制备种子乳液，待反应无明显回流后保温；壳层聚合物的合成：在步骤A所得的乳液中，滴加壳层单体、引发剂溶液，保温后，再把温度升高3～5℃再保温，最后降温出料；碱溶性树脂在步骤A中首批组份开始加料到反应器时同时全部加入，或者在步骤B最后降温至50±5℃时全部加入，或者在步骤A中首批组份开始加料到反应器时部份加入，剩余部份在步骤B最后降温至50±5℃时加入。步骤A中，乳化时间10～50分钟，待反应无明显回流后保温时间30～60分钟；在步骤B，滴加壳层单体、引发剂溶液的时间为1～5小时，然后保温30～60分钟，再把温度升高3～5℃再保温30～60分钟。在该方法所得的丙烯酸乳液中，所述的各组份按重量份计，去离子水45～60份、碱溶性树脂5～35份、核层单体5～25份，壳层单体为25～45份、乳化剂0.1～1.0份、引发剂0.05～0.45份、缓冲剂0～0.3份。

                          实施例1

一种核壳结构丙烯酸乳液的制备方法，先聚合成核层、后聚合壳层，主要由以下步骤制得：

A、种子乳液核层结构的合成：在装有搅拌设备、温度计、冷凝管和加料装置的反应器中加入去离子水、缓冲剂、乳化剂、核层单体，乳化时的转速为200转/分，乳化时间30min后升温至80±2℃，加入引发剂溶液引发反应，制备种子乳液，待反应无明显回流后保温40min；

B、壳层聚合物的合成：在步骤A所得的乳液中，滴加壳层单体、引发剂溶液，单体滴加时间2.5h，引发剂溶液滴加时间约3h，加完后用5份去离子水冲洗加料装置，并升温至85℃保温60min，然后自然冷却。

在上述种子乳液核层结构的合成中，所述的去离子水47份，所述的乳化剂是0.9份烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠盐，所述的缓冲剂是0.2份NaHCO₃，所述的核单体是8份苯乙烯、2份丙烯酸丁酯、0.2份丙烯酸的混合物，所述的引发剂0.2份过硫酸氨。

在上述壳层聚合物的合成中，所述的壳层单体是16份苯乙烯、16份丙烯酸丁酯、0.8份丙烯酸，所述的引发剂0.1份过硫酸氨，所述的碱溶性树脂是8份丙烯酸树脂。

在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的过硫酸氨需配成浓度为0.8％～1.2％溶液，例如将上述0.3份过硫酸氨加入3份去离子水调配而成。

在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的丙烯酸树脂需配制成固体含量为42％的丙烯酸树脂溶液，例如在装有搅拌设备和温度计的三口瓶中，加入42份去离子水，16份氨水(浓度为28％)，升温至65℃，转速为300转/分，缓慢加入42份分子量为4000、酸值为215的固体丙烯酸树脂，溶解3h，得到固体含量为42％的丙烯酸树脂溶液。

由上述方法制得核壳结构丙烯酸乳液，固含为43％，粘度为100mPa·s，粒径为0.1μm，pH值为8.5。

                          实施例2

一种核壳结构丙烯酸乳液的制备方法，先聚合成核层、后聚合壳层，主要由以下步骤制得：

A、种子乳液核层结构的合成：在装有搅拌设备、温度计、冷凝管和加料装置的反应器中加入去离子水、缓冲剂、乳化剂、核层单体，乳化时的转速为200转/分，乳化时间50min后升温至81℃，加入引发剂溶液引发反应，制备种子乳液，待反应无明显回流后保温40min；

B、壳层聚合物的合成：在步骤A所得的乳液中，滴加壳层单体、引发剂溶液，单体滴加时间2.5h，引发剂溶液滴加时间约3h，然后保温33min，再把温度升高5℃再保温30min，然后自然冷却；待温度降至54℃时加入碱溶性树脂，最后降温出料。

在上述种子乳液核层结构的合成中，所述的去离子水50份，所述的乳化剂是0.5份烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠盐，所述的缓冲剂是0.2份NaOH，所述的核单体是9份苯乙烯、3份丙烯酸丁酯、0.2份丙烯酸的混合物，所述的引发剂0.1份过硫酸氨。

在上述壳层聚合物的合成中，所述的壳层单体是12份苯乙烯、12份丙烯酸丁酯、0.8份丙烯酸，所述的引发剂0.1份过硫酸氨，所述的碱溶性树脂是8份丙烯酸树脂。

在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的过硫酸氨需配成浓度为0.8％～1.2％溶液，例如将上述0.1过硫酸氨加入1份去离子水调配而成。

在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的丙烯酸树脂需配制成固体含量为42％的丙烯酸树脂溶液，例如在装有搅拌设备和温度计的三口瓶中，加入42份去离子水，16份氨水(浓度为28％)，升温至65℃，转速为300转/分，缓慢加入42份分子量为4000、酸值为215的固体丙烯酸树脂，溶解3h，得到固体含量为42％的丙烯酸树脂溶液。

由上述方法制得核壳结构丙烯酸乳液，固含为42％，粘度为100mPa·s，粒径为0.1μm，pH值为8.4。

                        实施例3

一种核壳结构丙烯酸乳液的制备方法，先聚合成核层、后聚合壳层，主要由以下步骤制得：

A、种子乳液核层结构的合成：在装有搅拌设备、温度计、冷凝管和加料装置的反应器中加入去离子水、缓冲剂、乳化剂、核层单体，乳化时的转速为200转/分，乳化时间40min后升温至85℃，加入引发剂溶液引发反应，制备种子乳液，待反应无明显回流后保温40min。

B、壳层聚合物的合成：在步骤A所得的乳液中，滴加壳层单体、引发剂溶液，单体滴加时间2.5h，引发剂溶液滴加时间约3h，然后保温50min，再把温度升高4℃再保温50min，然后自然冷却；待温度降至53℃时加入碱溶性树脂，最后降温出料。

在上述种子乳液核层结构的合成中，所述的去离子水47份，所述的乳化剂是0.9份烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠盐，所述的缓冲剂是0.2份NaHCO₃，所述的核单体是8份苯乙烯、2份丙烯酸丁酯、0.2份丙烯酸的混合物，所述的引发剂0.2份过硫酸氨。

在上述壳层聚合物的合成中，所述的壳层单体是16份苯乙烯、16份丙烯酸丁酯、0.8份丙烯酸，所述的引发剂0.1份过硫酸氨，所述的碱溶性树脂是8份丙烯酸树脂。

在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的过硫酸氨需配成浓度为0.8％～1.2％溶液，例如将上述0.3份过硫酸氨加入3份去离子水调配而成。

在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的丙烯酸树脂需配制成固体含量为42％的丙烯酸树脂溶液，例如在装有搅拌设备和温度计的三口瓶中，加入42份去离子水，16份氨水(浓度为28％)，升温至65℃，转速为300转/分，缓慢加入42份分子量为4000、酸值为215的固体丙烯酸树脂，溶解3h，得到固体含量为42％的丙烯酸树脂溶液。

由上述方法制得核壳结构丙烯酸乳液，固含为43％，粘度为100mPa·s，粒径为0.1μm，pH值为8.5。

                       实施例4

一种核壳结构丙烯酸乳液的制备方法，先聚合成核层、后聚合壳层，主要由以下步骤制得：

A、种子乳液核层结构的合成：在装有搅拌设备、温度计、冷凝管和加料装置的反应器中加入去离子水、缓冲剂、乳化剂、核层单体，乳化时的转速为200转/分，乳化时间40min后升温至85℃，加入引发剂溶液引发反应，制备种子乳液，待反应无明显回流后保温30min；

B、壳层聚合物的合成：在步骤A所得的乳液中，滴加壳层单体、引发剂溶液，单体滴加时间2.5h，引发剂溶液滴加时间约3h，然后保温50min，再把温度升高4℃再保温50min，然后自然冷却；待温度降至50℃时加入碱溶性树脂，最后降温出料；

在上述种子乳液核层结构的合成中，所述的去离子水47份，所述的乳化剂是0.9份烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠盐，所述的缓冲剂是0.2份NaHCO₃，所述的核单体是8份苯乙烯、2份丙烯酸丁酯、0.2份丙烯酸的混合物，所述的引发剂0.2份过硫酸氨。

在上述壳层聚合物的合成中，所述的壳层单体是16份苯乙烯、16份丙烯酸丁酯、0.8份丙烯酸，所述的引发剂0.1份过硫酸氨，所述的碱溶性树脂是8份丙烯酸树脂。

在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的过硫酸氨需配成浓度为0.8％～1.2％溶液，例如将上述0.3份过硫酸氨加入3份去离子水调配而成。

在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的丙烯酸树脂需配制成固体含量为42％的丙烯酸树脂溶液，例如在装有搅拌设备和温度计的三口瓶中，加入42份去离子水，16份氨水(浓度为28％)，升温至65℃，转速为300转/分，缓慢加入42份分子量为4000、酸值为215的固体丙烯酸树脂，溶解3h，得到固体含量为42％的丙烯酸树脂溶液。

由上述方法制得核壳结构丙烯酸乳液，固含为43％，粘度为100mPa·s，粒径为0.1μm，pH值为8.6。

                         实施例5

一种核壳结构丙烯酸乳液的制备方法，先聚合成核层、后聚合壳层，主要由以下步骤制得：

A、种子乳液核层结构的合成：在装有搅拌设备、温度计、冷凝管和加料装置的反应器中加入去离子水、缓冲剂、乳化剂、核层单体，乳化时的转速为250转/分，乳化时间20min后升温至82℃，加入引发剂溶液引发反应，制备种子乳液，待反应无明显回流后保温50min。

B、壳层聚合物的合成：在步骤A所得的乳液中，滴加壳层单体、引发剂溶液，单体滴加时间4h，引发剂溶液滴加时间约4.5h，然后保温33min，加完后用5.8份去离子水冲洗加料装置，再把温度升高到87℃再保温60min，然后自然冷却出料。

在上述种子乳液核层结构的合成中，所述的去离子水28份，所述的乳化剂是1.25份辛基酚聚氧乙烯醚和0.25份十二烷基硫酸钠的混合物，所述的缓冲剂是0.1份NaHCO₃，所述的核单体是10份甲基丙烯酸甲酯、2份丙烯酸异辛酯和0.2份丙烯酸的混合物，所述的引发剂0.2份过硫酸氨。

在上述壳层聚合物的合成中，所述的壳层单体是26份甲基丙烯酸甲酯、17份丙烯酸异辛酯、0.85份丙烯酸的混合物，所述的引发剂0.1份过硫酸氨，所述的碱溶性树脂是30份丙烯酸树脂。

在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的过硫酸氨需配成浓度为0.8％～1.2％溶液，例如将上述0.4份过硫酸氨加入4份去离子水调配而成。

在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的丙烯酸树脂需配制成固体含量为30％的丙烯酸树脂溶液，在装有搅拌设备和温度计的三口瓶中，加入60份去离子水，10份氨水(浓度为28％)，升温至70℃，转速为300转/分，缓慢加入30份分子量为2000、酸值为185的固体丙烯酸树脂，溶解3h，得到固体含量为30％的丙烯酸树脂溶液。

由上述方法制得核壳结构丙烯酸乳液，固含为44％，粘度为80mPa·s，粒径为0.12μm，pH值为8±0.5。

                         实施例6

一种核壳结构丙烯酸乳液的制备方法，先聚合成核层、后聚合壳层，主要由以下步骤制得：

A、种子乳液核层结构的合成：在装有搅拌设备、温度计、冷凝管和加料装置的反应器中加入去离子水、缓冲剂、乳化剂、核层单体，乳化时的转速为200转/分，乳化时间50min后升温至81℃，加入引发剂溶液引发反应，制备种子乳液，待反应无明显回流后保温40min。

B、壳层聚合物的合成：在步骤A所得的乳液中，滴加壳层单体、引发剂溶液，单体滴加时间2.5h，引发剂溶液滴加时间约3h，然后保温33min，再把温度升高5℃再保温30min，然后自然冷却；待温度降至54℃时加入碱溶性树脂，最后降温出料。

在上述种子乳液核层结构的合成中，所述的去离子水28份，所述的乳化剂是1.25份辛基酚聚氧乙烯醚和0.25份十二烷基硫酸钠的混合物，所述的缓冲剂是0.1份NaHCO₃，所述的核单体是10份甲基丙烯酸甲酯、2份丙烯酸异辛酯和0.2份丙烯酸的混合物，所述的引发剂0.2份过硫酸氨。

在上述壳层聚合物的合成中，所述的壳层单体是26份甲基丙烯酸甲酯、17份丙烯酸异辛酯、0.85份丙烯酸的混合物，所述的引发剂0.1份过硫酸氨，所述的碱溶性树脂是30份丙烯酸树脂。

在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的过硫酸氨需配成浓度为0.8％～1.2％溶液，例如将上述0.4份过硫酸氨加入4份去离子水调配而成。

在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的丙烯酸树脂需配制成固体含量为30％的丙烯酸树脂溶液，在装有搅拌设备和温度计的三口瓶中，加入60份去离子水，10份氨水(浓度为28％)，升温至70℃，转速为300转/分，缓慢加入30份分子量为2000、酸值为185的固体丙烯酸树脂，溶解3h，得到固体含量为30％的丙烯酸树脂溶液。

由上述方法制得核壳结构丙烯酸乳液，固含为44％，粘度为80mPa·s，粒径为0.12μm，pH值为8±0.5。

                    实施例7

一种核壳结构丙烯酸乳液的制备方法，先聚合成核层、后聚合壳层，主要由以下步骤制得：

A、种子乳液核层结构的合成：在装有搅拌设备、温度计、冷凝管和加料装置的反应器中加入去离子水、缓冲剂、乳化剂、核层单体，乳化时的转速为200转/分，乳化时间40min后升温至85℃，加入引发剂溶液引发反应，制备种子乳液，待反应无明显回流后保温40min；

B、壳层聚合物的合成：在步骤A所得的乳液中，滴加壳层单体、引发剂溶液，单体滴加时间2.5h，引发剂溶液滴加时间约3h，然后保温50min，再把温度升高4℃再保温50min，然后自然冷却；待温度降至53℃时加入碱溶性树脂，最后降温出料；

在上述种子乳液核层结构的合成中，所述的去离子水28份，所述的乳化剂是1.25份辛基酚聚氧乙烯醚和0.25份十二烷基硫酸钠的混合物，所述的缓冲剂是0.1份NaHCO₃，所述的核单体是10份甲基丙烯酸甲酯、2份丙烯酸异辛酯和0.2份丙烯酸的混合物，所述的引发剂0.2份过硫酸氨。

在上述壳层聚合物的合成中，所述的壳层单体是26份甲基丙烯酸甲酯、17份丙烯酸异辛酯、0.85份丙烯酸的混合物，所述的引发剂0.1份过硫酸氨，所述的碱溶性树脂是30份丙烯酸树脂。

在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的过硫酸氨需配成浓度为0.8％～1.2％溶液，例如将上述0.4份过硫酸氨加入4份去离子水调配而成。

在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的丙烯酸树脂需配制成固体含量为30％的丙烯酸树脂溶液，在装有搅拌设备和温度计的三口瓶中，加入60份去离子水，10份氨水(浓度为28％)，升温至70℃，转速为300转/分，缓慢加入30份分子量为2000、酸值为185的固体丙烯酸树脂，溶解3h，得到固体含量为30％的丙烯酸树脂溶液。

由上述方法制得核壳结构丙烯酸乳液，固含为44％，粘度为80mPa·s，粒径为0.12μm，pH值为8±0.5。

                        实施例8

一种核壳结构丙烯酸乳液的制备方法，先聚合成核层、后聚合壳层，主要由以下步骤制得：

A、种子乳液核层结构的合成：在装有搅拌设备、温度计、冷凝管和加料装置的反应器中加入去离子水、缓冲剂、乳化剂、核层单体，乳化时的转速为200转/分，乳化时间40min后升温至85℃，加入引发剂溶液引发反应，制备种子乳液，待反应无明显回流后保温30min；

B、壳层聚合物的合成：在步骤A所得的乳液中，滴加壳层单体、引发剂溶液，单体滴加时间2.5h，引发剂溶液滴加时间约3h，然后保温50min，再把温度升高4℃再保温50min，然后自然冷却；待温度降至50℃时加入碱溶性树脂，最后降温出料。

在上述种子乳液核层结构的合成中，所述的去离子水28份，所述的乳化剂是1.25份辛基酚聚氧乙烯醚和0.25份十二烷基硫酸钠的混合物，所述的缓冲剂是0.1份NaHCO₃，所述的核单体是10份甲基丙烯酸甲酯、2份丙烯酸异辛酯和0.2份丙烯酸的混合物，所述的引发剂0.2份过硫酸氨。

在上述壳层聚合物的合成中，所述的壳层单体是26份甲基丙烯酸甲酯、17份丙烯酸异辛酯、0.85份丙烯酸的混合物，所述的引发剂0.1份过硫酸氨，所述的碱溶性树脂是30份丙烯酸树脂。

在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的过硫酸氨需配成浓度为0.8％～1.2％溶液，例如将上述0.4份过硫酸氨加入4份去离子水调配而成。

在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的丙烯酸树脂需配制成固体含量为30％的丙烯酸树脂溶液，在装有搅拌设备和温度计的三口瓶中，加入60份去离子水，10份氨水(浓度为28％)，升温至70℃，转速为300转/分，缓慢加入30份分子量为2000、酸值为185的固体丙烯酸树脂，溶解3h，得到固体含量为30％的丙烯酸树脂溶液。

由上述方法制得核壳结构丙烯酸乳液，固含为44％，粘度为80mPa·s，粒径为0.12μm，pH值为8±0.5。

以下实施例是水性光油优选配方，这些配方为非限定性实施方式，其只是用于具体说明本发明，本领域的技术人员完全可以根据本发明的思路和选料配比筛选出的方法和配方均为本发明的保护范围。

                  实施例9

在1000转/分的高速搅拌条件下，向80份固含为43％的核壳乳液中加入18份固含为42％的碱溶性树脂、0.05份本领域技术人员常用消泡剂、1份本领域技术人员常用润湿剂及0.95份本领域技术人员常用成膜助剂，制得高光泽的水性光油。在黑色位，光泽可达80度。

                  实施例10

在1000转/分的高速搅拌条件下，向96.5份固含为43％的核壳乳液中加入0.05份本领域技术人员常用消泡剂、0.95份本领域技术人员常用润湿剂、0.5份本领域技术人员常用滑爽剂及2份本领域技术人员常用蜡乳液，制得耐磨水性光油。在4磅压力下，耐磨可达4000次。

Claims (10)

1、一种核壳结构丙烯酸乳液的制备方法，先聚合成核层、后聚合壳层，制备步骤为：

A、种子乳液核层结构的合成：在反应器中加入去离子水、缓冲剂、乳化剂、核层单体，乳化后升温至80±5℃，加入引发剂溶液引发反应，制备种子乳液，待反应无明显回流后保温；

B、壳层聚合物的合成：在步骤A所得的乳液中，滴加壳层单体、引发剂溶液，保温后，再把温度升高3～5℃再保温，最后降温出料；

碱溶性树脂在步骤A中首批组份开始加料到反应器时同时全部加入，或者在步骤B最后降温至50±5℃时全部加入，或者在步骤A中首批组份开始加料到反应器时部份加入，剩余部份在步骤B最后降温至50±5℃时加入。

2、根据权利要求1所述的核壳结构丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于：在步骤A中，乳化时间10～50分钟，待反应无明显回流后保温时间30～60分钟；在步骤B，滴加壳层单体、引发剂溶液的时间为1～5小时，然后保温30～60分钟，再把温度升高3～5℃再保温30～60分钟。

3、一种根据权利要求2所述方法制得的核壳结构丙烯酸乳液，其特征在于：所述的各组份按重量份计，去离子水45～60份、碱溶性树脂5～50份、核层单体5～25份，壳层单体为25～45份、乳化剂0.1～1.0份、引发剂0.05～0.45份、缓冲剂0～0.3份。

4、根据权利要求3所述的核壳结构丙烯酸乳液，其特征在于：所述的碱溶性树脂的分子量是500～20000、酸值为100～300mgKOH/kg、树脂在使用时的溶解温度50～80℃、pH值6.5～8.5、溶液的固体含量是25％～50％。

5、根据权利要求4所述的核壳结构丙烯酸乳液，其特征在于：所述的碱溶性树脂的分子量是1000～5000、酸值为150～250mgKOH/kg、树脂在使用时的溶解温度60～75℃、pH值7～8、溶液的固体含量是30％～45％。

6、根据权利要求5所述的核壳结构丙烯酸乳液，其特征在于：所述的单体是含量为90％～100wt％的苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯中的一种或几种混合物，和含量为0～10wt％的羧基、羟基、胺基、环氧基团的不饱和乙烯基单体和多个不饱和双键的交联单体的一种或几种混合物，

所述的羧基、羟基、胺基、环氧基团的不饱和乙烯基单体是甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酰胺中的一种或几种；

所述的不饱和双键交联单体是二乙烯基苯、乙二醇双丙烯酸酯、马来酸二烯丙酯中的一种或几种。

7、根据权利要求6所述的核壳结构丙烯酸乳液，其特征在于：所述的单体是含量为95％～100wt％的苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯中的一种或几种混合物，和含量为0～5wt％的羧基、羟基、胺基、环氧基团的不饱和乙烯基单体和多个不饱和双键的交联单体的一种或几种混合物。

8、根据权利要求7所述的核壳结构丙烯酸乳液，其特征在于：所述的乳化剂是具有阴离子型、非离子型的一种或两种功能。

9、根据权利要求9所述的核壳结构丙烯酸乳液，其特征在于：所述的缓冲剂是氢氧化钾KOH、氢氧化钠NaOH、碳酸钠Na₂CO₃、碳酸氢钠NaHCO₃、氨水NH₃、盐酸HCl、硫酸H₂SO₄中的一种或几种混合制得。

10、一种根据权利要求3～9中任一项所述的核壳结构丙烯酸乳液制得的水性光油，其特征在于：按重量份计，丙烯酸乳液60～100份、碱溶性树脂0～30份、蜡乳液0～5份、润湿剂0～5份、消泡剂0～0.5份、滑爽剂0～1份、成膜助剂0～2份、PH调节剂0～5份高速搅拌混合而成。