CN101698690A - 胶法制备水性光油丙烯酸乳液的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种胶法制备水性光油丙烯酸乳液的方法，是由以下重量份配比的原料制成，乳化剂0.5-1.5份、保护胶10-30份、引发剂0.2-0.8份、官能单体10-25份、缓冲剂0.03-0.1份、中和剂10-20份、交联剂0.2-1.0份、吊白块0.02-0.06份、去离子水：40-55份；本发明的优异效果是：工艺简单，易于操作，产品无色、无味、透明度好，光泽度高；无溶剂挥发，无毒、无刺激，对人体无害，符合环保要求；干燥速度快，性能稳定，涂层不泛黄、不变色；有韧性、耐磨性、耐高温，热封性好，印后加工适应性好；成本低、运输方便、安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂料的制备方法，具体地说是一种胶法制备水性光油丙烯酸乳液的方法。
背景技术
20世纪80年代以来，随着对外开放和商品经济的快速发展，印刷产品日趋高档化、彩色化和多样化，各种上光技术获得了迅速的发展，上光加工日益普及，目前国内印刷品上光涂料(上光油)的年应用量已经超过万吨，已成为印刷后加工的一个重要领域。早期的上光涂料品种少、工艺简陋。如今上光涂料已形成多样化、多品种的系列产品，大致可分为溶剂型上光油、油性上光油、UV上光油和去离子水性上光油。
溶剂型上光油采用苯类、酯类和醇类溶剂，溶剂挥发或残留在印刷品上，都会造成对环境的污染，对人体有害，因此应用受到限制，有被取代和淘汰的趋势。油性上光油光泽度一般，耐理化程度较差，涂层会泛黄，不适合高档印刷品的上光。UV上光油光固化速度快、光泽度高、耐磨性好，在上光过程中不存在溶剂挥发，百分之百的参加反应，所以不会造成环境污染，对人体无害。但UV上光的质量控制比其他上光工艺复杂，难度要大，且成本比其他上光涂料高。去离子水性上光油无色、无味、透明度好，光泽度高；无溶剂挥发，无毒、无刺激，对人体无害，符合环保要求；干燥速度快，性能稳定，涂层不泛黄、不变色；有韧性、耐磨性、耐高温，热封性好，印后加工适应性好；成本低、运输方便、安全可靠。
随着对印刷品性能的要求越来越高，高光泽、高耐磨的去离子水性上光油已经成为上光材料的发展方向，只靠乳液提供的光泽度已经不能满足要求，所以在去离子水性上光油的制备过程会加入大量的去离子水性树脂以增加光油的光泽度和耐磨性，并且为了提高去离子水性光油的干燥速度，会加入一定量的小分子溶剂，如甲醇、乙醇、异丙醇等。而普通的丙烯酸乳液与去离子水性树脂及小分子溶剂无法兼容，所以常规乳液聚合方法制得的丙烯酸乳液已经无法满足高性能去离子水性上光油的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种胶法制备水性光油丙烯酸乳液的方法。
本发明的目的是按以下方式实现的，是由以下重量份配比的原料制成，乳化剂0.5-1.5份、保护胶10-30份、引发剂0.2-0.8份、官能单体10-25份、缓冲剂0.03-0.1份、中和剂10-20份、交联剂0.2-1.0份、吊白块0.02-0.06份、去离子水：40-55份；其中，
乳化剂：是十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、AES、CO436、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种以上的混合物；
保护胶：是苯乙烯-丙烯酸树脂、苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐树脂或苯乙烯-马来酸酐树脂的一种原料或两种以上原料的混合物，分子量为1000-25000，酸值为50-300mgKOH/g；
引发剂：是过硫酸铵
氧化剂：是叔丁基过氧化氢；
吊白块：是二水合次硫酸氢钠甲醛；
官能单体：是由以下重量份配比原料组成：苯乙烯20-40份、甲基丙烯酸甲酯15-30份、丙烯酸丁酯13-30份、丙烯酸-2-乙基己酯12-25份、丙烯酸羟丙酯25-30份，上述原料按比例混合搅拌均匀备用；
缓冲剂：是碳酸氢钠、磷酸氢二钠的一种或两种的混合物；
中和剂：是氨水、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺的一种或两种以上的混合物；
交联剂：是丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩去离子水甘油酯、双丙酮丙烯酰胺、己二酸二酰肼、金属离子交联剂的一种或两种以上组成的混合物；
制备工艺如下：
1)在装有电动搅拌器、滴液装置、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中按配方比例加入乳化剂、保护胶、氧化剂、吊白块、交联剂、中和剂和去离子水，用水浴加热至70℃，缓慢滴加缓冲剂并快速搅拌使其充分溶解，然后缓慢加入1/2的混合均匀的官能单体，升温至85℃左右，加入约1/3的引发剂溶液，乳液呈蓝相，待反应至无回流后，再保温15分钟，制得乳液备用；
2)当温度稳于85-87℃时，同时往乳液中滴加剩余的官能单体和剩余引发剂溶液，滴加过程温度保持在85-87℃，官能单体滴加时间控制为2-3小时，引发剂滴加时间为2-3小时，全部滴加完以后保温搅拌2小时，然后温度降至室温后，用氨水将乳液的PH值调至7-8，用200目过滤网过滤即得到丙烯酸乳液。
本发明的优异效果是：工艺简单，易于操作，产品无色、无味、透明度好，光泽度高；无溶剂挥发，无毒、无刺激，对人体无害，符合环保要求；干燥速度快，性能稳定，涂层不泛黄、不变色；有韧性、耐磨性、耐高温，热封性好，印后加工适应性好；成本低、运输方便、安全可靠。
具体实施方式
实施例1：
本发明的乳液是由以下重量份配比的原料制成，
乳化剂0.5份、保护胶10份、引发剂0.2份、官能单体10份、缓冲剂0.03份、中和剂10份、交联剂0.2份、吊白块0.02份、去离子水：40份；其中，
乳化剂：是十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、AES、CO436、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种以上的混合物；
保护胶：是苯乙烯-丙烯酸树脂、苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐树脂或苯乙烯-马来酸酐树脂的一种原料或两种以上原料的混合物，分子量为1000-25000，酸值为50-300mgKOH/g；
引发剂：是过硫酸铵；
氧化剂：叔丁基过氧化氢；
吊白块：二水合次硫酸氢钠甲醛；
官能单体：是由以下重量份配比原料组成：苯乙烯20份、甲基丙烯酸甲酯15份、丙烯酸丁酯13份、丙烯酸-2-乙基己酯12份、丙烯酸羟丙酯25份，上述原料按比例混合搅拌均匀备用；
缓冲剂：是碳酸氢钠、磷酸氢二钠的一种或两种的混合物；
中和剂：是氨水、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺的一种或两种以上的混合物；
交联剂：是丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩去离子水甘油酯、双丙酮丙烯酰胺、己二酸二酰肼、金属离子交联剂的一种或两种以上组成的混合物；
制备工艺如下：
1)在装有电动搅拌器、滴液装置、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中按配方比例加入乳化剂、保护胶、氧化剂、吊白块、交联剂、中和剂和去离子水，用水浴加热至70℃，缓慢滴加缓冲剂并快速搅拌使其充分溶解，然后缓慢加入1/2的混合均匀的官能单体，升温至85℃左右，加入约1/3的引发剂溶液，乳液呈蓝相，待反应至无回流后，再保温15分钟，制得乳液备用；
2)当温度稳于85-87℃时，同时往乳液中滴加剩余的官能单体和剩余引发剂溶液，滴加过程温度保持在85-87℃，官能单体滴加时间控制为2-3小时，引发剂滴加时间为2-3小时，全部滴加完以后保温搅拌2小时，然后温度降至室温后，用氨水将乳液的PH值调至7-8，用200目过滤网过滤即得到丙烯酸乳液。
实施例2
发明的乳液是由以下重量配比的原料制成：
乳化剂1.5份、保护胶30份、引发剂0.8份、官能单体25份、缓冲剂0.1份、中和剂20份、交联剂1.0份、吊白块0.06份、去离子水55份；其中，
乳化剂：是十二烷基磺酸钠；
保护胶：是苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐树脂，分子量为1000-25000，酸值为50-300mgKOH/g；
引发剂：是过硫酸铵；
氧化剂：叔丁基过氧化氢；
官能单体：是由以下重量配比的原料组成：苯乙烯40份、甲基丙烯酸甲酯30份；丙烯酸丁酯30份、丙烯酸-2-乙基己酯25份，按比例混合搅拌均匀备用；
吊白块：是二水合次硫酸氢钠甲醛；
缓冲剂：是磷酸氢二钠；
中和剂：是氨水28％、一乙醇胺的混合物，混合比例1∶1；
交联剂：是N-羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺组成的混合物，混合比例1∶1；
制备工艺与实施例1相同：
实施例3
本发明的乳液是由以下重量配比的原料制成：
乳化剂0.8份、保护胶15份、引发剂0.3份、官能单体15份、缓冲剂0.05份、中和剂13份、交联剂0.4份、吊白块0.03份、去离子水：45份；其中：
乳化剂是十二烷基磺酸钠、AES、壬基酚聚氧乙烯醚的混合物，混合比例为1∶1∶1；
保护胶：是苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐树脂和苯乙烯-马来酸酐树脂的混合物，混合比例为1∶1分子量为1000-25000，酸值为50-300mgKOH/g；
引发剂：是过硫酸铵；
氧化剂：叔丁基过氧化氢；
官能单体：是由以下重量份配比的原料组成：苯乙烯28份、甲基丙烯酸甲酯20份；丙烯酸丁酯15份、丙烯酸-2-乙基己酯16份。
吊白块：是二水合次硫酸氢钠甲醛；
缓冲剂：是碳酸氢钠、磷酸氢二钠的混合物，混合比例1∶1；
中和剂：是二乙醇胺和三乙醇胺的混合物，混合比例1∶1；
交联剂：是甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩去离子水甘油酯、双丙酮丙烯酰胺的混合物，混合比例1∶1∶1；
制备工艺与实施例1相同。
实施例4
本发明的乳液是由以下重量配比的原料制成：
乳化剂1.2份、保护胶25份、引发剂0.6份、官能单体20份、缓冲剂0.08份、中和剂18份、交联剂0.8份、吊白块0.05份、去离子水50份；其中：
乳化剂：是辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚的混合物，混合比例1∶1；
保护胶：是苯乙烯-丙烯酸树脂、苯乙烯-马来酸酐树脂的混合物，混合比例1∶1，分子量为1000-25000，酸值为50-300mgKOH/g；
引发剂：是过硫酸铵；
氧化剂：叔丁基过氧化氢；
官能单体：官能单体：是由以下重量份配比的原料组成：苯乙烯33份、甲基丙烯酸甲酯27份；丙烯酸丁酯27份、丙烯酸-2-乙基己酯23份。
吊白块：是二水合次硫酸氢钠甲醛；
缓冲剂：是碳酸氢钠、磷酸氢二钠的混合物，混合比例1∶1；
中和剂：是氨水28％、三乙醇胺的混合物，混合比例1∶1；
交联剂：是双丙酮丙烯酰胺、己二酸二酰肼、金属离子交联剂的混合物，混合比例1∶1∶1；
制备工艺与实施例1相同。
实施例5
本发明的乳液是由以下重量配比的原料制成：
乳化剂1.1份、保护胶22份、引发剂0.5份、官能单体18份、缓冲剂0.07份、中和剂16份、交联剂0.6份、吊白块0.04份、去离子水：47份；其中：
乳化剂是十二烷基磺酸钠、AES、CO436、辛基酚聚氧乙烯醚的混合物，混合比例为1∶1∶1∶1∶1；
保护胶：是苯乙烯-丙烯酸树脂、苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐树脂和苯乙烯-马来酸酐树脂的混合物，混合比例为1∶1∶1分子量为1000-25000，酸值为50-300mgKOH/g；
引发剂：是过硫酸铵；
氧化剂：叔丁基过氧化氢；
官能单体：是由以下重量份配比的原料组成：苯乙烯30份、甲基丙烯酸甲酯25份；丙烯酸丁酯25份、丙烯酸-2-乙基己酯20份。
吊白块：是二水合次硫酸氢钠甲醛；
缓冲剂是碳酸氢钠、磷酸氢二钠的混合物，混合比例1∶1；
中和剂：是氨水28％、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺的混合物，混合比例为1∶1∶1∶1；
交联剂是丙烯酰胺、己二酸二酰肼、金属离子交联剂的的混合物，混合比例为1∶1∶1；
制备工艺与实施例1相同。
Claims (5)
1.胶法制备水性光油丙烯酸乳液的方法，其特征在于，是由以下重量份配比的原料制成，
乳化剂0.5-1.5份、保护胶10-30份、引发剂0.2-0.8份、官能单体10-25份、缓冲剂0.03-0.1份、中和剂10-20份、交联剂0.2-1.0份、吊白块0.02-0.06份、去离子水：40-55份；其中，
乳化剂是十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、AES、CO436、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种以上的混合物；
保护胶是苯乙烯-丙烯酸树脂、苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐树脂或苯乙烯-马来酸酐树脂的一种原料或两种以上原料的混合物，分子量为1000-25000，酸值为50-300mgKOH/g；
引发剂，是过硫酸铵；
氧化剂，叔丁基过氧化氢；
吊白块，二水合次硫酸氢钠甲醛；
官能单体：是由以下重量份配比原料组成：苯乙烯20-40份、甲基丙烯酸甲酯15-30份、丙烯酸丁酯13-30份、丙烯酸-2-乙基己酯12-25份、丙烯酸羟丙酯25-30份，上述原料按比例混合搅拌均匀备用；
缓冲剂是碳酸氢钠、磷酸氢二钠的一种或两种的混合物；
中和剂：是氨水、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺的一种或两种以上的混合物；
交联剂是丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩去离子水甘油酯、双丙酮丙烯酰胺、己二酸二酰肼、金属离子交联剂的一种或两种以上组成的混合物；
制备工艺如下：
1)在装有电动搅拌器、滴液装置、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中按配方比例加入乳化剂、保护胶、氧化剂、吊白块、交联剂、中和剂和去离子水，用水浴加热至70℃，缓慢滴加缓冲剂并快速搅拌使其充分溶解，然后缓慢加入1/2的混合均匀的官能单体，升温至85℃左右，加入约1/3的引发剂溶液，乳液呈蓝相，待反应至无回流后，再保温15分钟，制得乳液备用；
2)当温度稳于85-87℃时，同时往乳液中滴加剩余的官能单体和剩余引发剂溶液，滴加过程温度保持在85-87℃，官能单体滴加时间控制为2-3小时，引发剂滴加时间为2-3小时，全部滴加完以后保温搅拌2小时，然后温度降至室温后，用氨水将乳液的PH值调至7-8，用200目过滤网过滤即得到丙烯酸乳液。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，是由以下重量份配比的原料制成；
乳化剂0.8-1.2份、保护胶15-25份、引发剂0.3-0.6份、官能单体15-20份、缓冲剂0.05-0.08份、中和剂13-18份、交联剂0.4-0.8份、吊白块0.03-0.05份、去离子水：45-50份；其中：
官能单体：是由以下重量份配比的原料组成：苯乙烯28-33份、甲基丙烯酸甲酯20-27份；丙烯酸丁酯15-27份、丙烯酸-2-乙基己酯16-23份。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，是由以下重量配比的原料制成：
乳化剂1.1份、保护胶22份、引发剂0.5份、官能单体18份、缓冲剂0.07份、中和剂16份、交联剂0.6份、吊白块0.04份、去离子水：47份；其中：
官能单体：是由以下重量份配比的原料组成：苯乙烯30份、甲基丙烯酸甲酯25份；丙烯酸丁酯25份、丙烯酸-2-乙基己酯20份。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，丙烯酸乳液的性能指标为：粘度500-3000cps，固含量30％-55％，玻璃化温度-30℃-110℃，PH值7.0-9.0，酸值10-80mgKOH/g，外观乳白色到半透明。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所用的官能单体是丙烯腈、a-甲基苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯类、丙烯酸酯类以及带有羟基、羧基的丙烯酸酯类化合物。
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