CN103642339B

CN103642339B - 复溶性好高耐水擦的水性清漆及其制备方法

Info

Publication number: CN103642339B
Application number: CN201310464171.5A
Authority: CN
Inventors: 虞明东; 戴胜杰; 段孔荣; 李付亚
Original assignee: Shanghai Chengying New Material Co Ltd
Current assignee: Shanghai Chengying New Material Co Ltd
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2016-02-03
Anticipated expiration: 2033-09-30
Also published as: CN103642339A

Abstract

本发明涉及一种复溶性好高耐水擦的水性清漆及其制备方法；所述水性清漆包括以下重量份的各组分：水性丙烯酸乳液30～50份，水性碱溶型丙烯酸树脂5～30份，去离子水10～20份，乙醇10～30份，中和剂0.5～8份，疏水剂5～15份，水性蜡浆1～5份，助剂0.1～0.4份。制备时，取部分去离子水与水性碱溶型丙烯酸树脂、中和剂混合，升温至60～70℃，得丙烯酸酯水溶液；将其与水性丙烯酸乳液、乙醇、疏水剂、水性蜡浆以及余下的去离子水投入反应釜，低速拌匀，加入助剂，高速搅拌，即可。本发明的清漆在涂布使用时复溶性好，不堵板，成膜后能达到很好的耐水擦性，很好的解决了清漆复溶性和成膜后耐水擦性的矛盾。

Description

复溶性好高耐水擦的水性清漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及用于烟包内衬纸的水性清漆，具体涉及一种复溶性好高耐水擦的水性清漆及其制备方法。

背景技术

现有的水性清漆已解决流平、耐温和VOC的要求，基本取代了原用的溶剂型清漆，在烟包领域及其他纸品包装上得到了广泛的应用。溶剂型清漆在涂布成膜后还能用溶剂将其溶解，而水性清漆则不能，因此在涂布使用时都会存在不同程度的堵版问题。在配方中加入水溶性好的树脂可解决堵版问题，但又因此导致清漆成膜后表面耐水擦性降低，在涂布机的冷凝辊处和在潮湿环境下，清漆层极易被破坏。当然，现有技术也有加入普通疏水剂或添加一防水涂层，但在清漆涂层中存留的表面活性剂总是会影响产品的防水效果。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种复溶性好耐水擦的水性清漆及其制备方法。本发明通过加入一种新型的非硅类，可以与羟基、羧基交联的水性乳液型疏水剂，再配合水性蜡浆和水性碱溶型丙烯酸树脂，使本发明所述的清漆在涂布使用时复溶性好，不堵板，成膜后又能达到很好的耐水擦性，很好的解决了清漆复溶性和成膜后耐水擦性的矛盾。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

第一方面，本发明涉及一种复溶性好高耐水擦的水性清漆，包括以下重量份的各组分：

优选地，所述水性丙烯酸乳液的玻璃化转变温度Tg为0℃～30℃，重均分子量为10万～100万。

优选地，所述水性碱溶型丙烯酸树脂的酸值为150～400mgKOH/g，重均分子量为5000～10000g/mol。优选重均分子量5000～9000g/mol。

优选地，所述中和剂为氨水、三乙胺、二甲基乙胺、三乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、二甲基乙醇胺中的一种或几种。

优选地，所述疏水剂为可与羟基、羧基交联的非硅类水性乳液型助剂。例如佳谦化学的EPO-02，Fedchem的MANALOX系列。

优选地，所述水性蜡浆为聚乙烯蜡的水性分散体、聚四氟乙烯蜡的水性分散体的一种或几种。

优选地，所述助剂为润湿剂、流平剂、消泡剂中的一种或几种。

第二方面，本发明还涉及一种前述的复溶性好高耐水擦的水性清漆的制备方法，包括以下步骤：

步骤A、取所述去离子水中的20wt%～30wt%与所述水性碱溶型丙烯酸树脂、中和剂混合，升温至60～70℃，得丙烯酸酯水溶液；

步骤B、将所述丙烯酸酯水溶液、水性丙烯酸乳液、乙醇、疏水剂、水性蜡浆以及余下的所述去离子水投入反应釜中，低速搅拌均匀；

步骤C、待混合均匀后将所述助剂加入反应釜中，高速搅拌20～30分钟，即得所述复溶性好高耐水擦的水性清漆。该水性清漆重量固含量为25%～40%，PH值为7～10。

优选地，所述低速搅拌的速度为300～500转/分钟；所述高速搅拌的速度为1000～1200转/分钟。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）复溶性好，涂布时不易堵板。

（2）所做成的纸张表面摩擦系数调节范围广，耐水擦性能好。

（3）很好的解决了清漆复溶性和耐水擦性的矛盾。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

本实施例的水性清漆，包括表1所示重量份的各组分：

表1

本实施例的水性清漆的制备包括以下工艺步骤：

（1）按照表1所示的组分及含量（重量份）备料；

（2）先将水性碱溶型丙烯酸树脂、中和剂和4份的去离子水混合，升温至60～70℃，获得丙烯酸酯水溶液；

（3）将（2）制备的丙烯酸酯水溶液、水性丙烯酸乳液、水性蜡浆和疏水剂投入反应釜中，低速300～500转/分钟搅拌均匀；

（4）将溶剂乙醇、剩余的11份去离子水混合均匀后，在搅拌的情况下加入到反应釜中，低速300～500转/分钟搅拌5～10min；

（5）向反应釜中加入助剂（重量比为1:1的润湿剂、流平剂），高速1000～1200转/分钟搅拌20～30分钟，得到复溶性好高耐水擦的水性清漆，重量固含量为27.2%，pH值为8.42。

实施例2

本实施例的水性清漆，包括表2所示重量份的各组分：

表2

本实施例的水性清漆的制备包括以下工艺步骤：

（1）按照表2所示的组分及含量（重量份）备料；

（2）先将水性碱溶型丙烯酸树脂、中和剂和3份的去离子水混合，升温至60～70℃，获得丙烯酸酯水溶液；

（4）将溶剂乙醇、剩余的7份去离子水混合均匀后，在搅拌的情况下加入到反应釜中，低速300～500转/分钟搅拌5～10min；

（5）向反应釜中加入助剂（消泡剂），高速1000～1200转/分钟搅拌20～30分钟，得到复溶性好高耐水擦的水性清漆，重量固含量为38.2%，pH值为8.12。

实施例3

本实施例的水性清漆，包括表3所示重量份的各组分：

表3

本实施例的水性清漆的制备包括以下工艺步骤：

（1）按照表3所示的组分及含量（重量份）备料；

（4）将溶剂乙醇、剩余的16份去离子水混合均匀后，在搅拌的情况下加入到反应釜中，低速300～500转/分钟搅拌5～10min；

（5）向反应釜中加入助剂（润湿剂），高速1000～1200转/分钟搅拌20～30分钟，得到复溶性好高耐水擦的水性清漆，重量固含量为30%，pH值为7.91。

实施例4

本实施例的水性清漆，包括表4所示重量份的各组分：

表4

本实施例的水性清漆的制备包括以下工艺步骤：

（1）按照表4所示的组分及含量（重量份）备料；

（2）先将水性碱溶型丙烯酸树脂、中和剂和6份的去离子水混合，升温至60～70℃，获得丙烯酸酯水溶液；

（4）将溶剂乙醇、剩余的14份去离子水混合均匀后，在搅拌的情况下加入到反应釜中，低速300～500转/分钟搅拌5～10min；

（5）向反应釜中加入助剂（流平剂），高速1000～1200转/分钟搅拌20～30分钟，得到复溶性好高耐水擦的水性清漆，重量固含量为27.8%，pH值为7.75。

实施例5、耐湿擦性能检测

本实施例的目的在于检测用实施例1～4制得的水性清漆所做烟包内衬纸的耐湿擦性能，具体检测如下：

对比样：行业内常用清漆，且蜡浆加入量为5%。

使用实施例1～4制得的水性清漆，用乙醇:水=2:1稀释到20wt%，用4号RDS涂布线棒在镀铝内衬纸上涂布，然后在110℃烘箱中烘10秒取出。待测纸在温度为25℃，相对湿度为60%的恒温环境中放置24小时后用摩擦仪测试，压块重量为1KG，摩擦物为湿巾，测试清漆层被破坏所需的摩擦次数，测试结果如表4所示：

表4

样品	次数
		对比样	52
实施例1	70
		实施例2	95
实施例3	86
		实施例4	78

本发明的组合物中，水性碱溶型丙烯酸树脂能够提高组合物的复溶性，能够有效解决传统水性清漆在涂布时不同程度的堵版问题，但是会对组合物的耐湿擦性能产生不利的影响，而从表4可以看出，本发明实施例所制备的清漆耐湿擦性能的提升非常显著，远好于对比样，最高可达95次，比对比样提升82.7%；实施例的平均摩擦次数为82.25次，平均值比对比样提升了58.2%，产生了意想不到的技术效果。

究其原因，本发明创造性使用了可与羟基、羧基交联的非硅类水性乳液型助剂（如例如佳谦化学的EPO-02，Fedchem的MANALOX系列）做为疏水剂，而非通常的“疏水剂”，该非硅类水性乳液型助剂能够与羟基、羧基交联，进而将组合物涂层表面亲水的羟基、羧基等基团中和掉，进而能够实现组合物成膜后具有非常好的耐水擦性；同时，水性蜡浆的使用能够显著降低涂层的表面摩擦系数，进而能够进一步提升涂层的耐水擦性；这样，即使是在涂布机的冷凝辊处和在潮湿环境下，本发明组合物形成的清漆层也不易被破坏；

申请人通过大量的实验，才意外地发现本发明的组合物具有如此意想不到的性能，水性碱溶型丙烯酸树脂、可与羟基、羧基交联的非硅类水性乳液型助剂、水性蜡浆三者协同作用，同时合理控制三者的用量，能够有效解决现有技术中长期存在的清漆复溶性和成膜后耐水擦性矛盾的技术难题。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims

1.一种复溶性好高耐水擦的水性清漆，其特征在于，包括以下重量份的各组分：

所述疏水剂为可与羟基、羧基交联的非硅类水性乳液型助剂；

所述助剂为润湿剂、流平剂、消泡剂中的一种或几种。

2.如权利要求1所述的复溶性好高耐水擦的水性清漆，其特征在于，所述水性丙烯酸乳液的玻璃化转变温度Tg为0℃～30℃，重均分子量为10万～100万。

3.如权利要求1所述的复溶性好高耐水擦的水性清漆，其特征在于，所述水性碱溶型丙烯酸树脂的酸值为150～400mgKOH/g，重均分子量为5000～10000g/mol。

4.如权利要求1所述的复溶性好高耐水擦的水性清漆，其特征在于，所述中和剂为氨水、三乙胺、二甲基乙胺、三乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、二甲基乙醇胺中的一种或几种。

5.如权利要求1所述的复溶性好高耐水擦的水性清漆，其特征在于，所述水性蜡浆为聚乙烯蜡的水性分散体、聚四氟乙烯蜡的水性分散体的一种或几种。

6.一种如权利要求1所述的复溶性好高耐水擦的水性清漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A、取所述去离子水中的20wt％～30wt％与所述水性碱溶型丙烯酸树脂、中和剂混合，升温至60～70℃，得丙烯酸酯水溶液；

步骤C、待混合均匀后将所述助剂加入反应釜中，高速搅拌20～30分钟，即得所述复溶性好高耐水擦的水性清漆。

7.如权利要求6所述的复溶性好高耐水擦的水性清漆的制备方法，其特征在于，所述低速搅拌的速度为300～500转/分钟；所述高速搅拌的速度为1000～1200转/分钟。