CN102702411B - 一种核壳型哑光乳液及其制备方法和在水性哑光光油中的应用 - Google Patents
一种核壳型哑光乳液及其制备方法和在水性哑光光油中的应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种核壳型哑光乳液及其制备方法和在水性哑光光油中的应用。该乳液按质量百分比由以下原料组成：去离子水38~45%、异丙醇15%~20%、丙烯酸酯类共聚单体33~38%、消光材料1~3%、浓度为25%的氨水2~3%、复合乳化剂1~2%、引发剂过硫酸铵0.3~0.5%。由以上原料制得的哑光乳液具有光泽低、流平佳等优点，通过添加该哑光乳液配制哑光光油不仅可以减少哑光粉的用量，还可以提高水性哑光光油的流平性和粘度稳定性。
Description
技术领域
本发明属于水性光油技术领域，特别提供一种核壳型哑光乳液及其制备方法和在水性哑光光油中的应用。
背景技术
水性哑光光油是一种环保的低光泽涂料，其涂膜柔和，质感很强，给人一种淡雅、舒适的感觉。目前水性哑光光油在纸张印刷行业越来越受到欢迎和重视，相关的工艺配方也日趋完善。例如中国专利200410052361.7中公开了一种水性哑光光油及其制备方法，该哑光油涂覆在纸张表面具有较好的消光性能和耐磨性，且可以减少有机溶剂的挥发，显著改善生产环境；中国专利200910162098.X也设计了一种用于凹版印刷的水性哑光光油及制作方法，彻底改变有机物在印刷品中的残留问题，但该哑光光油存在着粘度偏高、慢干等缺陷。
现有技术中，水性哑光光油的主体组成有苯丙乳液、高分子水性树脂液、哑光粉或哑光浆、蜡助剂等。但其中的哑光粉或哑光浆比例过高，如中国专利200410052361.7中哑光粉比例高达7~8%，中国专利200910162098.X哑光浆比例高达15~20%，这主要由于采用的苯丙乳液光泽过高，需要高比例的哑光粉或哑光浆才能到达哑光效果。而过高比例的哑光粉或哑光浆会影响哑光光油的流平性和粘度稳定性。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供一种核壳型哑光乳液，该哑光乳液具有快干、光泽低、流平佳等优点，用该核壳型哑光乳液制备水性哑光光油不仅可以显著地减少哑光粉的用量，还可以提高哑光光油的流平性和粘度稳定性。为了实现上述目的，本发明通过如下的技术方案来实现的：
一种水性哑光光油用核壳型哑光乳液，按质量百分比由以下组份组成：去离子水38~45%、异丙醇15%~20%、丙烯酸酯类共聚单体33~38%、消光材料1~3%、浓度为25%的氨水2～3%、复合乳化剂1~2%、引发剂过硫酸铵0.3~0.5%。
其中，所述丙烯酸酯类共聚单体分为核层共聚单体和壳层共聚单体，且所述核层共聚单体与壳层共聚单体的质量比为3：7，具体组成如下：
核层共聚单体（以核层共聚单体质量100%计）：甲基丙烯酸甲酯45~55%、丙烯酸乙酯20~30%、甲基丙烯酸18~28%、甲基丙烯酸烯丙酯3~8%；
壳层共聚单体（以壳层共聚单体质量100%计）：苯乙烯50~60%、丙烯酸异辛酯30~45%、丙烯酸羟乙酯3~8%、甲基丙烯酸0~2%。
所述消光材料为一种亲水型纳米二氧化硅，所述亲水型纳米二氧化硅的粒径为17~22nm。
所述复合乳化剂包括有不含烷基酚聚氧乙烯醚的环保型阴离子乳化剂和非离子乳化剂， 所述阴离子乳化剂与非离子乳化剂的质量比为1:2。
本法发明还提供一种上述核壳型哑光乳液的制备方法，具体制备步骤如下：
（1）将所有非离子乳化剂、异丙醇、消光材料和一部分去离子水加入反应釜，升温至75℃，加入一部分引发剂过硫酸铵，10分钟后加入所有核层共聚单体，20分钟加完，并在75℃保温1.5小时；
（2）保温完毕后，加入一部分去离子水，然后缓慢滴加氨水，15分钟滴完，再分散15分钟；
（3）将所有阴离子乳化剂、一部分去离子水和壳层单体充分搅拌制成预乳化液；将另一部分引发剂过硫酸铵和余下的去离子水混合制成过硫酸铵溶液；核层部分中和完毕后，同时滴加预乳化液和过硫酸铵溶液，2小时加完，并在75℃保温2.5小时；
（4）降温，过滤，出料即得乳白色的核壳型哑光乳液。
本法发明还提供含有上述核壳型哑光乳液的水性哑光光油，按质量百分比由以下组份组成：
核壳型哑光乳液 40~50%，
高分子水性树脂液 30~35%
哑光粉 3~5%
水性蜡浆 3%
水性消泡剂 0.5%
润湿流平剂 1~2%
去离子水 12~20%
以上原料的质量百分比之和为100%；
本发明的核壳型哑光乳液通过乳液聚合的方法得到，其主要特点为：（1）乳胶粒具有“硬核软壳”的微相结构；（2）采用异丙醇和水作为共溶剂，有利于对消光材料的润湿和分散，也有助于提高体系的快干性；此外，适当的异丙醇可起到一定的链转移剂作用，有利于反应的稳定性；（3）采用亲水性纳米二氧化硅，可以有效降低乳液的光泽，而且对乳液流平性的影响不大，还可以防止沉淀；（4）采用不含APEO的环保型复合乳化剂。
具体实施方式：
现按核壳型哑光乳液总质量以1000克为实施例方案如下：
实施例1：
共聚单体
核层共聚单体（共106克）：甲基丙烯酸甲酯54克、丙烯酸乙酯25克、甲基丙烯酸25克、甲基丙烯酸烯丙酯5克；
壳层共聚单体（共248克）：苯乙烯133克、丙烯酸异辛酯100克、丙烯酸羟乙酯12.5克、甲基丙烯酸2.5克。
制备方法
（1）将13克非离子乳化剂LCN 407、150克异丙醇、10克消光材料和165克去离子水加入反应釜，升温至75℃加入乳液质量1.5克过硫酸铵，10分钟后加入所有核层共聚单体，20分钟加完，并在75℃保温1.5小时；
（2）保温完毕后，加入150克去离子水，然后缓慢滴加27克氨水，15分钟滴完，再分散15分钟；
（3）将6.5克阴离子乳化剂F137、70克去离子水和壳层单体充分搅拌制成预乳化液；将3克过硫酸铵和50克去离子水混合制成过硫酸铵溶液；核层部分中和完毕后，同时滴加预乳化液和过硫酸铵溶液，2小时加完，并在并在75℃保温2.5小时；
（4）降温，过滤，出料即得乳白色的核壳型哑光乳液。
实施例2：
一、共聚单体
与实施例1相同。
制备方法
（1）将13克非离子乳化剂LCN 407、155克异丙醇、20克消光材料和150克去离子水加入反应釜，升温至75℃加入乳液质量1.5克过硫酸铵，10分钟后加入所有核层共聚单体，20分钟加完，并在75℃保温1.5小时；
其余与实施例1相同。
实施例3：
共聚单体
与实施例1相同。
制备方法
（1）将13克非离子乳化剂LCN 407、160克异丙醇、25克消光材料和140克去离子水加入反应釜，升温至75℃加入乳液质量1.5克过硫酸铵，10分钟后加入所有核层共聚单体，20分钟加完，并在75℃保温1.5小时；
其余与实施例1相同。
实施例4：
一、共聚单体
核层共聚单体（共106克）：甲基丙烯酸甲酯54克、丙烯酸乙酯22.5克、甲基丙烯酸27.5克、甲基丙烯酸烯丙酯5克；
壳层共聚单体（共248克）：苯乙烯138克、丙烯酸异辛酯100克、丙烯酸羟乙酯10克。
二、制备方法
与实施例1相同。
实施例5：
一、共聚单体
1、核层共聚单体（共106克）：甲基丙烯酸甲酯54克、丙烯酸乙酯22.5克、甲基丙烯酸25克、甲基丙烯酸烯丙酯7.5克；
2、壳层共聚单体（共248克）：苯乙烯133克、丙烯酸异辛酯100克、丙烯酸羟乙酯15克。
二、制备方法
与实施例1相同。
实施例6：
一、共聚单体
与实施例四共聚单体部分相同。
二、制备方法
（1）将13克非离子乳化剂LCN 407、175克异丙醇、30克消光材料和120克去离子水加入反应釜，升温至75℃加入乳液质量1.5克过硫酸铵，10分钟后加入所有核层共聚单体，20分钟加完，并在75℃保温1.5小时；
其余与实施例1相同。
含有前述实施例1~6所制备的核壳型哑光乳液的实施例：
取实施例1~6所制得的水性哑光光油用核壳型哑光乳液40~50份，高分子水性树脂液30~35份，哑光粉3~5份，水性蜡浆3份，水性消泡剂0.5份，润湿流平剂1~2份，余为去离子水，再经过高速分散配制得到水性哑光光油。这种水性哑光光油具有较佳的哑度和流平性，以及粘度稳定性。该哑光光油的哑光粉比例明显下降，却具有相似的哑度和更佳的流平性。此外，该哑光光油相对快干，可适合于高速印刷的胶印联机上光。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何细微修改、等同变化和修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种核壳型哑光乳液，其特征在于：按质量百分比由以下组份组成：
去离子水 38~45%
异丙醇 15%~20%
丙烯酸酯类共聚单体 33~38%
消光材料 1~3%
浓度为25%的氨水 2~3%
复合乳化剂 1~2%
引发剂过硫酸铵 0.3~0.5%
所述丙烯酸酯类共聚单体分为核层共聚单体和壳层共聚单体；所述复合乳化剂包括有不含烷基酚聚氧乙烯醚的环保型阴离子乳化剂和非离子乳化剂；将所有非离子乳化剂、异丙醇、消光材料和一部分去离子水加入反应釜，升温至75℃，加入一部分引发剂过硫酸铵，10分钟后加入所有核层共聚单体，20分钟加完，并在75℃保温1.5小时；保温完毕后，加入一部分去离子水，然后缓慢滴加氨水，15分钟滴完，再分散15分钟；将所有阴离子乳化剂、一部分去离子水和壳层单体充分搅拌制成预乳化液；将另一部分引发剂过硫酸铵和余下的去离子水混合制成过硫酸铵溶液；核层部分中和完毕后，同时滴加预乳化液和过硫酸铵溶液，2小时加完，并在75℃保温2.5小时；降温，过滤，出料即得乳白色的核壳型哑光乳液。
2.根据权利要求1所述的一种核壳型哑光乳液，其特征在于：所述核层共聚单体与壳层共聚单体的质量比为3：7；
所述核层共聚单体，以核层共聚单体质量100%计，包括有：甲基丙烯酸甲酯45~55%、丙烯酸乙酯20~30%、甲基丙烯酸18~28%、甲基丙烯酸烯丙酯3~8%；
所述壳层共聚单体，以壳层共聚单体质量100%计，包括有：苯乙烯50~60%、丙烯酸异辛酯30~45%、丙烯酸羟乙酯3~8%、甲基丙烯酸0~2%。
3.根据权利要求1所述的一种核壳型哑光乳液，其特征在于：所述消光材料为一种亲水型纳米二氧化硅，所述亲水型纳米二氧化硅的粒径为17~22nm。
4.根据权利要求1所述的一种核壳型哑光乳液，其特征在于：所述阴离子乳化剂与非离子乳化剂的质量比为1:2。
5.一种权利要求1所述核壳型哑光乳液的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：
（1）将所有非离子乳化剂、异丙醇、消光材料和一部分去离子水加入反应釜，升温至75℃，加入一部分引发剂过硫酸铵，10分钟后加入所有核层共聚单体，20分钟加完，并在75℃保温1.5小时；
（2）保温完毕后，加入一部分去离子水，然后缓慢滴加氨水，15分钟滴完，再分散15分钟；
（3）将所有阴离子乳化剂、一部分去离子水和壳层共聚单体充分搅拌制成预乳化液；将另一部分引发剂过硫酸铵和余下的去离子水混合制成过硫酸铵溶液；核层部分中和完毕后，同时滴加预乳化液和过硫酸铵溶液，2小时加完，并在75℃保温2.5小时；
（4）降温，过滤，出料即得乳白色的核壳型哑光乳液。
6.含有如权利要求1所述一种核壳型哑光乳液的水性哑光光油，其特征在于按质量百分比由以下组份组成：
核壳型哑光乳液 40~50%，
高分子水性树脂液 30~35%
哑光粉 3~5%
水性蜡浆 3%
水性消泡剂 0.5%
润湿流平剂 1~2%
去离子水 12~20%
以上原料的质量百分比之和为100%。
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