CN102219875B - 醇溶性树脂组合物、醇溶性上光油及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种醇溶性树脂组合物、醇溶性上光油及其制备方法。该树脂组合物为由50～79wt％的丙烯酸硬单体、20～40wt％的丙烯酸软单体和1～10wt％的丙烯酸功能单体在引发剂、溶剂作用下采用溶液聚合方法聚合而成；聚合中得到共聚物的玻璃化转变温度为20～100℃；其中，所述引发剂的用量为所述丙烯酸硬单体、丙烯酸软单体和丙烯酸功能单体三者总重量的0.4～1.0％；所述溶剂的用量为所述丙烯酸硬单体、丙烯酸软单体和丙烯酸功能单体三者总重量的1～1.5倍。醇溶性上光油由醇溶性树脂、改性松香树脂和醇类溶剂组成。由于将丙烯酸硬单体、丙烯酸软单体合理搭配，并配以一定的丙烯酸功能单体参与共聚，使该醇溶性树脂组合物既具有较好的附着力、耐磨性和柔韧性。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域，涉及一种醇溶性树脂组合物、醇溶性上光油及其制备方法。
背景技术
上光油又称罩光油、磨光油，是一种用于印刷纸品上的装饰和保护性涂料，它可以增加印刷光泽，保护印刷品表面，提高印刷品的耐磨擦、耐化学药品、耐水性，防止印刷品踏脏或粘连，是现代包装行业应用较广泛的一种材料。上光油一般由成膜树脂、溶剂和功能助剂组成。成膜树脂是上光油中最重要的成分，它影响和支配着上光油涂膜层的光泽、附着力、耐磨性、抗水性、柔韧性及干燥性能，起到保护纸张和油墨表面的作用。
印刷品覆膜工艺简单、价格便宜，但由于覆膜后的纸张难以回收再生，不可降解，易造成白色污染，长期使用还会危害人们的健康。因此，传统的覆膜粘合剂将被高质量的环保型上光油所代替。上光不仅可以增强光亮、保护印刷图文，而且不影响纸张的回收再利用，可节省资源、保护环境。因此，上光油被广泛地应用在纸品包装印刷品的表面加工。
目前，由于成本考虑和生产工艺水平不够高的因素，传统溶剂型上光油还被大量使用，但市场上的溶剂型上光油普遍是以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)等为主体树脂，以甲苯、醋酸乙酯、汽油等为溶剂，辅以增粘树脂、增塑剂、抗氧剂等助剂制成。由于这些有机溶剂的挥发，存在对人体毒害和污染环境的缺点，因此，面临着被淘汰的命运。
发明内容
为解决现有溶剂型上光油的缺点，本发明实施例的目的是提供一种醇溶性树脂组合物、醇溶性上光油及其制备方法，提供一种使用毒性较小、环保性好、可以用价格便宜的乙醇作溶剂的醇溶性上光油，既减少了对人体的毒害，又降低了使用成本。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
本发明实施例提供一种醇溶性树脂组合物，该醇溶性树脂组合物由50～79wt％的丙烯酸硬单体、20～40wt％的丙烯酸软单体和1～10wt％的丙烯酸功能单体在引发剂、溶剂作用下采用溶液聚合方法聚合而成；聚合中得到共聚物的玻璃化转变温度为20～100℃；其中，所述引发剂的用量为所述丙烯酸硬单体、丙烯酸软单体和丙烯酸功能单体三者总重量的0.4～1.0％；所述溶剂的用量为所述丙烯酸硬单体、丙烯酸软单体和丙烯酸功能单体三者总重量的1～1.5倍。
本发明实施例还提供一种醇溶性上光油，该上光油由以下按重量百分比计的各组分组成：
醇溶性树脂 45～60％
改性松香树脂 10～20％
醇类溶剂 25～40％；
所述醇溶性树脂采用上述的醇溶性树脂组合物，该醇溶性树脂固含量为40～50％；
所述醇溶性上光油的固含量为30～40％，粘度为200～600mPas。
本发明实施例进一步提供一种醇溶性上光油的制备方法，包括：
制备醇溶性树脂：
按上述的醇溶性树脂组合物的配方取各原料；
在聚合反应釜中投入占溶剂总重量的30～40％的溶剂、占单体混合物总重量20～30％的单体混合物，所述单体混合物为由丙烯酸硬单体、丙烯酸软单体和丙烯酸功能单体三者混合后形成的单体混合物，升温到75～80℃，加入引发剂溶液，所述引发剂溶液为由占引发剂总重量30～40％的引发剂用溶剂配成质量浓度为5～10％的溶液，反应40～60min后，滴加剩余的单体混合物，20～30min后滴加由剩余的引发剂用溶液配成的质量浓度为5～10％的引发剂溶液，单体混合物和引发剂溶液均控制在3～4h内滴完，滴完后升温到83～85℃，保温反应3～4h，降温到40～50℃，加入剩余的溶剂，将反应产物固含量调整为40～50wt％，即制得醇溶性树脂组合物；
制备醇溶性上光油；
按上述制备上光油的配方取各原料，其中的醇溶性树脂采用上述制得的醇溶性树脂组合物；
向所述醇溶性树脂组合物中加入改性松香树脂，充分搅拌溶解，再加入醇类溶剂，将固含量调整为30～40wt％，过滤出料，得到的产物即为醇溶性上光油。
从上述本发明实施例的技术方案中可以看出，本发明实施例中的醇溶性树脂组合物是以丙烯酸硬单体、丙烯酸软单体和丙烯酸功能单体按相应比例在引发剂、溶剂作用下采用溶液聚合而制得，由于将丙烯酸硬单体、丙烯酸软单体合理搭配，并配以一定的丙烯酸功能单体参与共聚，使得该醇溶性树脂组合物既具有较好的附着力，又具有较好的耐磨性、柔韧性。这种醇溶性树脂组合物中加入改性松香树脂和乙醇溶剂，即可制成醇溶性上光油，加入改性松香树脂可以增加醇溶性树脂组合物对各种基材的粘结力，而用乙醇作溶剂，较甲苯、乙酸乙酯等溶剂毒性小，且成本低廉，制得的醇溶性上光油可作为传统溶剂型上光油的代替产品。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例一
本实施例一给出一种醇溶性树脂组合物，可用在制备醇溶性上光油中，该醇溶性树脂组合物是由50～79wt％的丙烯酸硬单体、20～40wt％的丙烯酸软单体和1～10wt％的丙烯酸功能单体在引发剂、溶剂作用下采用溶液聚合方法聚合而成；聚合中得到共聚物的玻璃化转变温度为20～100℃；其中，所用引发剂可采用过氧化苯甲酰(BPO)、偶氮二异丁腈(AIBN)中的任一种，引发剂的用量为所述丙烯酸硬单体、丙烯酸软单体和丙烯酸功能单体三者总重量的0.4～1.0％；所用溶剂可采用乙醇、异丙醇、正丁醇中的任一种或者任意两种的组合，优选采用乙醇，溶剂的用量为所述丙烯酸硬单体、丙烯酸软单体和丙烯酸功能单体三者总重量的1～1.5倍。
上述醇溶性树脂组合物中，所用的丙烯酸硬单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、苯乙烯中任一种或任意两种的组合；所述丙烯酸软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中任一种或任意两种的组合；所用的丙烯酸功能单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中任一种或任意两种的组合。
上述醇溶性树脂组合物的制备方法，具体包括以下步骤：
按上述配比取各原料(包括丙烯酸硬单体、丙烯酸软单体、丙烯酸功能单体、引发剂和溶剂)；
在聚合反应釜中投入占溶剂总重量的30～40％的溶剂、占单体混合物总重量20～30％的单体混合物(该单体混合物是将丙烯酸硬单体、丙烯酸软单体和丙烯酸功能单体三者混合形成的混合物)，使溶剂与单体混合物相混合，升温到75～80℃，加入引发剂溶液(该引发剂溶液是将占引发剂总重量30～40％的引发剂用溶剂配成的质量浓度为5～10％的溶液)，反应40～60min后，开始滴加剩余的单体混合物，20～30min后开始滴加由剩余的引发剂用溶剂配成的质量浓度为5～10％的引发剂溶液，单体混合物和引发剂溶液均控制在3～4h内滴完，滴完后升温到83～85℃，保温反应3～4h。然后降温到40～50℃，加入剩余的溶剂，将固含量调整为40～50wt％，即制得聚丙烯酸酯树脂，即为醇溶性树脂组合物。
本实施例的醇溶性树脂组合物，由于以丙烯酸硬单体、丙烯酸软单体和丙烯酸功能单体按相应比例在引发剂、溶剂作用下采用溶液聚合而制得，由于将丙烯酸硬单体、丙烯酸软单体合理搭配，并配以一定的丙烯酸功能单体参与共聚，使得该醇溶性树脂组合物既具有较好的附着力，又具有较好的耐磨性、柔韧性。适合改性松香树脂与溶剂乙醇配合来制备醇溶性上光油，制得的醇溶性上光油可替代由甲苯、乙酸乙酯等毒性较大的溶剂制备的醇溶性上光油。
实施例二
本实施例二给出一种醇溶性树脂组合物，可用在醇溶性上光油中，该醇溶性树脂组合物由以下原料组成(重量份数)：
甲基丙烯酸甲酯 30
醋酸乙烯酯 40
丙烯酸丁酯 26
甲基丙烯酸 3
丙烯酸羟乙酯 1
BPO(引发剂) 0.5
乙醇(溶剂) 120。
上述醇溶性树脂组合物的制备方法，具体包括下述步骤：
按上述配比取各原料；
在聚合反应釜中投入占溶剂总重量的30～40％的溶剂、占单体混合物总重量20～30％的单体混合物(该单体混合物是将丙烯酸硬单体、丙烯酸软单体和丙烯酸功能单体三者混合形成的混合物)，使溶剂与单体混合物相混合，升温到75～80℃，加入引发剂溶液(该引发剂溶液是将占引发剂总重量30～40％的引发剂用溶剂配成质量浓度为5％的溶液)，反应40～60min后，开始滴加剩余的单体混合物，过20～30min后开始滴加由剩余的引发剂用溶剂配成的质量浓度为5％的引发剂溶液，单体混合物和引发剂溶液均控制在3～4h内滴完，滴完后升温到83～85℃，保温反应3～4h，然后降温到40～50℃，加入剩余的溶剂，将固含量调整为40～50wt％，即得到醇溶性树脂组合物，该醇溶性树脂组合物是一种聚丙烯酸酯树脂组合物。
实施例三
本实施例三提供一种醇溶性树脂组合物，可用在醇溶性上光油中，该醇溶性树脂组合物由以下原料组成(重量份数)：
甲基丙烯酸甲酯 27
醋酸乙烯酯 30
丙烯酸乙酯 21
丙烯酸丁酯 14
甲基丙烯酸 4
丙烯酸羟丙酯 4
AIBN(引发剂) 0.6
乙醇(溶剂) 80
异丙醇(溶剂) 50。
上述醇溶性树脂的制备方法，具体包括下述步骤：
在聚合反应釜中投入占溶剂总重量的30～40％的溶剂、占单体混合物总重量20～30％的单体混合物(该单体混合物是将丙烯酸硬单体、丙烯酸软单体和丙烯酸功能单体三者混合形成的混合物)，升温到75～80℃，加入引发剂溶液(该引发剂溶液是将占引发剂总重量30～40％的引发剂用溶剂配成质量浓度为7％的溶液)，反应40～60min后，开始滴加剩余的单体混合物，过20～30min后开始滴加由剩余的引发剂用溶剂配成质量浓度为7％的引发剂溶液，单体混合物和引发剂溶液均控制在3～4h内滴完，滴完后升温到83～85℃，保温反应3～4h，然后降温到40～50℃，加入剩余的溶剂，将固含量调整为40～50wt％，即得到醇溶性树脂组合物，该醇溶性树脂组合物是一种聚丙烯酸酯树脂组合物。
实施例四
本实施例四提供一种醇溶性树脂组合物，可用在醇溶性上光油中，该醇溶性树脂组合物由以下原料组成(重量份数)：
苯乙烯 30
醋酸乙烯酯 44
丙烯酸丁酯 10
丙烯酸异辛酯 11
丙烯酸 3
甲基丙烯酸羟乙酯 2
BPO(引发剂) 0.8
乙醇(溶剂) 80
正丁醇(溶剂) 60。
上述醇溶性树脂的制备方法，具体包括：
在聚合反应釜中投入占溶剂总重量的30～40％的溶剂、占单体混合物总重量20～30％的单体混合物(该单体混合物是将丙烯酸硬单体、丙烯酸软单体和丙烯酸功能单体三者混合形成的混合物)，升温到75～80℃，加入引发剂溶液(该引发剂溶液是将占引发剂总重量30～40％的引发剂用溶剂配成质量浓度为10％的溶液)，反应40～60min后，开始滴加剩余的单体混合物，过20～30min后开始滴加由剩余的引发剂用溶剂配成质量浓度为10％的引发剂溶液，单体混合物和引发剂溶液均控制在3～4h内滴完，滴完后升温到83～85℃，保温反应3～4h，然后降温到40～50℃，加入剩余的溶剂，将固含量调整为40～50wt％，即得到醇溶性树脂组合物，该醇溶性树脂组合物是一种聚丙烯酸酯树脂组合物。
实施例五
本实施例五给出一种醇溶性上光油，它是由以下组分组成(重量百分比)：
醇溶性树脂(固含量40～50％) 45～60％
改性松香树脂 10～20％
醇类溶剂 25～40％
上述醇溶性上光油中，所述的醇溶性树脂采用上述实施例一中给出的醇溶性聚丙烯酸酯树脂组合物；所述改性松香树脂为可溶于醇类溶剂的改性松香树脂，其软化点为60～160℃，该改性松香树脂可采用多元醇(如甘油、季戊四醇)、酸酐(如马来酸酐、顺丁烯二酸酐)等对松香进行改性，只要使改性后的松香树脂可溶于醇类溶剂，且其软化点为60～160℃的松香树脂均可使用。所用的醇类溶剂采用乙醇、异丙醇、正丁醇中任一种或者任意两种的组合；优选采用乙醇。
上述醇溶性上光油的制备方法，具体包括以下步骤：
制备醇溶性树脂：
按上述配方取制备醇溶性树脂各原料；
在聚合反应釜中投入占溶剂总重量的30～40％的溶剂(制备醇溶性树脂的溶剂乙醇)、占单体混合物总重量20～30％的单体混合物(该单体混合物是将丙烯酸硬单体、丙烯酸软单体和丙烯酸功能单体三者混合形成的混合物)，使溶剂与单体混合物相混合，升温到75～80℃，加入引发剂溶液(该引发剂溶液是将占引发剂总重量30～40％的引发剂用溶剂配成的质量浓度为5～10％的溶液)，反应40～60min后，开始滴加剩余的单体混合物，20～30min后开始滴加由剩余的引发剂用溶剂配成的质量浓度为5～10％的引发剂溶液，单体混合物和引发剂溶液均控制在3～4h内滴完，滴完后升温到83～85℃，保温反应3～4h，然后降温到40～50℃，加入剩余的溶剂，将反应产物固含量调整为40～50wt％，即制得聚丙烯酸酯树脂，该聚丙烯酸酯树脂即为醇溶性树脂组合物；
制备醇溶性上光油：
按上述配方取制备上光油各原料，其中的醇溶性树脂采用上述制得的醇溶性树脂组合物；
向所述制得的醇溶性树脂(溶液)中加入改性松香树脂，充分搅拌溶解，再加入醇类溶剂，将固含量调整为30～40wt％，过滤出料，即得到醇溶性上光油，制成的醇溶性上光油的各项指标为：外观为淡黄色液体，固含量为30～40％，粘度为200～600mPas。
本实施例中的醇溶性上光油是由醇溶性树脂(聚丙烯酸酯树脂)、改性松香树脂和乙醇组成，其中的醇溶性树脂是以丙烯酸硬单体、丙烯酸软单体和丙烯酸功能单体在引发剂、溶剂作用下采用溶液聚合而制得，由于将丙烯酸硬单体、丙烯酸软单体合理搭配，并配以一定的丙烯酸功能单体参与共聚，使得它既具有较好的附着力，又具有较好的耐磨性、柔韧性；加入改性松香树脂，可以增加聚合物对各种基材的粘结力，使得该上光油具有很好的粘结力。该上光油采用乙醇作溶剂，较甲苯、乙酸乙酯等溶剂毒性小，且成本低廉，可作为传统溶剂型上光油的代替产品。
实施例六
本实施例六给出一种醇溶性上光油，由以下成份组成(重量份数)
醇溶性树脂(40～50％固含) 55
改性松香树脂 15
乙醇 30
其中，醇溶性树脂采用上述实施例二中给出的醇溶性树脂组合物。
上述醇溶性上光油的制备方法，具体包括以下步骤：
按上述配方取各原料，其中的醇溶性树脂按实施例二给出的醇溶性树脂的配方取各原料；
制备醇溶性树脂：
在聚合反应釜中投入占溶剂总重量的30～40％的溶剂(制备醇溶性树脂的溶剂乙醇)、占单体混合物总重量20～30％的单体混合物(该单体混合物是将丙烯酸硬单体、丙烯酸软单体和丙烯酸功能单体三者混合形成的混合物)，使溶剂与单体混合物相混合，升温到75～80℃，加入引发剂溶液(该引发剂溶液是将占引发剂总重量30～40％的引发剂用溶剂配成的质量浓度为5～10％的溶液)，反应40～60min后，开始滴加剩余的单体混合物，20～30min后开始滴加由剩余的引发剂用溶剂配成的质量浓度为5～10％的引发剂溶液，单体混合物和引发剂溶液均控制在3～4h内滴完，滴完后升温到83～85℃，保温反应3～4h。然后降温到40～50℃，加入剩余的溶剂，将反应产物固含量调整为40～50wt％，即得到聚丙烯酸酯树脂，该聚丙烯酸酯树脂即为醇溶性树脂组合物；
制备醇溶性上光油：
向上述制得的醇溶性树脂(溶液)中加入改性松香树脂，充分搅拌溶解，再加入乙醇，将固含量调整为30～40wt％，过滤出料，即得到醇溶性上光油，制成的醇溶性上光油的各项指标为：外观为淡黄色液体，固含量为30～40％，粘度为200～600mPas。
实施例七
本实施例七给出一种醇溶性上光油，由以下成份组成(重量份数)
醇溶性树脂(40～50％固含) 60
改性松香树脂 12
乙醇 28
其中，醇溶性树脂采用上述实施例三中给出的醇溶性树脂组合物。
本实施例中醇溶性上光油的制备方法，与上述实施例五、六中的醇溶性上光油的制备方法基本相同，可参照实施例五、六中的方法，在此不再重复说明。本实施例配方制得的醇溶性上光油的各项指标与实施例六中制得的上光油基本相同。
实施例八
本实施例八给出一种醇溶性上光油，由以下成份组成(重量份数)
醇溶性树脂(40～50％固含) 45
改性松香树脂 18
乙醇 37
其中，醇溶性树脂采用上述实施例四中给出的醇溶性树脂组合物。
本实施例中醇溶性上光油的制备方法，与上述实施例五、六中的醇溶性上光油的制备方法基本相同，可参照实施例五、六中的方法，在此不再重复说明。本实施例配方制得的醇溶性上光油的各项指标与实施例六中制得的上光油基本相同。
综上所述，本发明实施例中通过将丙烯酸硬单体、丙烯酸软单体和丙烯酸功能单体在引发剂、溶剂作用下采用溶液聚合制得醇溶性树脂组合物，由于将丙烯酸硬单体、丙烯酸软单体合理搭配，并配以一定的丙烯酸功能单体参与共聚，使得制得的醇溶性树脂组合物既具有较好的附着力，又具有较好的耐磨性、柔韧性；通过在该醇溶性树脂组合物中加入改性松香树脂和防粘连剂，用乙醇作溶剂调整箍含后即得到醇溶性上光油，该醇溶性上光油由于加入改性松香树脂，可以增加聚合物对各种基材的粘结力，且由于采用乙醇作溶剂，较甲苯、乙酸乙酯等溶剂毒性小，且成本低廉，可作为传统溶剂型上光油的代替产品。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种醇溶性树脂组合物，其特征在于，该醇溶性树脂组合物由50～79wt%的丙烯酸硬单体、20～40wt%的丙烯酸软单体和1～10wt%的丙烯酸功能单体在引发剂、溶剂作用下采用溶液聚合方法聚合而成；聚合中得到共聚物的玻璃化转变温度为20～100℃；其中，所述引发剂的用量为所述丙烯酸硬单体、丙烯酸软单体和丙烯酸功能单体三者总重量的0.4～1.0%；所述引发剂选自：过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈中的任一种；所述溶剂的用量为所述丙烯酸硬单体、丙烯酸软单体和丙烯酸功能单体三者总重量的1～1.5倍；
所述丙烯酸软单体采用：丙烯酸乙酯，或丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯的组合。
2.如权利要求1所述的醇溶性树脂组合物，其特征在于，所述丙烯酸硬单体包括：
丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯中任一种或两种的组合。
3.如权利要求1所述的醇溶性树脂组合物，其特征在于，所述丙烯酸功能单体包括：
丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中任一种或任意两种的组合。
4.如权利要求1所述的醇溶性树脂组合物，其特征在于，所述溶剂包括：
乙醇、异丙醇、正丁醇中任一种或者任意两种的组合。
5.一种醇溶性上光油，其特征在于，该上光油由按重量百分比计的以下各组分组成：
醇溶性树脂 45～60%
改性松香树脂 10～20%
醇类溶剂 25～40%；
所述醇溶性树脂采用上述权利要求1中的醇溶性树脂组合物，该醇溶性树脂固含量为40～50%；
所述醇溶性上光油的固含量为30～40%，粘度为200～600mPas。
6.如权利要求5所述的醇溶性上光油，其特征在于，所述改性松香树脂为能溶于醇类溶剂的改性松香树脂，其软化点为60～160℃；
所述上光油中所用的醇类溶剂采用乙醇、异丙醇、正丁醇中任一种或者任意两种的组合。
7.一种醇溶性上光油的制备方法，其特征在于，包括：
制备醇溶性树脂：
按上述权利要求1的醇溶性树脂组合物的配方取各原料；
在聚合反应釜中投入占溶剂总重量的30～40%的溶剂、占单体混合物总重量20～30%的单体混合物，所述单体混合物为由丙烯酸硬单体、丙烯酸软单体和丙烯酸功能单体三者混合后形成的单体混合物，升温到75～80℃，加入引发剂溶液，所述引发剂溶液为由占引发剂总重量30～40%的引发剂用溶剂配成质量浓度为5～10%的溶液，反应40～60min后，滴加剩余的单体混合物，20～30min后滴加由剩余的引发剂用溶液配成的质量浓度为5～10%的引发剂溶液，单体混合物和引发剂溶液均控制在3～4h内滴完，滴完后升温到83～85℃，保温反应3～4h，降温到40～50℃，加入剩余的溶剂，将反应产物固含量调整为40～50wt%，即制得醇溶性树脂组合物；
制备醇溶性上光油；
按上述权利要求5制备上光油的配方取各原料，其中的醇溶性树脂采用上述制得的醇溶性树脂组合物；
向所述醇溶性树脂组合物中加入改性松香树脂，充分搅拌溶解，再加入醇类溶剂，将固含量调整为30～40wt%，过滤出料，得到的产物即为醇溶性上光油。
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