CN105385285A - 一种高耐磨水性光油及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高耐磨水性光油，包括以下组分及其重量百分比含量：丙烯酸乳液A？0-25.0％，丙烯酸乳液B？25.0-45.0％，弹性乳液15.0-60.0％，蜡乳液4.0-8.0％，消泡剂0.1-0.5％，润湿剂0.5-1.5％，成膜助剂0-5.0％。本发明还提供了一种高耐磨水性光油的制备方法，主要采用逐步物料添加法进行制备。采用该发明制备获得的水性光油具有较高的耐磨性能，同时具有光泽高、柔韧性好、干燥快、抗粘连性好和联机性能优异的优点。

Description

一种高耐磨水性光油及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，特别涉及涂料行业及软包装等行业使用的水性光油及其制备方法。
背景技术
水性光油的耐磨性能主要是由蜡乳液提供的，蜡乳液粒径与涂膜厚度在同一数量级，成膜过程中产生蜡的漂浮效应，使得蜡漂浮到涂膜最上层且被包裹光油树脂中，并部分裸露在涂膜外部；当涂膜表层受到外力作用时，由于蜡保护层的滑移作用，减弱外力对涂膜表面的损伤。
传统水性光油中，涂膜对蜡乳液粒子的束缚力小或过于刚性，摩擦过程中会导致蜡乳液粒子脱落，最终导致水性光油的耐磨性能下降，加入过多的蜡乳液也会导致光泽度降低。由于传统水油的耐磨性能不能达到理想效果，在兼顾耐磨性同时，光泽度不佳，造成了印后加工适性的降低。
中国专利CN104946115A公开了一种快干耐磨型水性光油及其制备方法，采用矽酸醇类耐磨树脂、水性聚氨酯树脂和水性涂料耐磨促进剂等，制得耐磨水性光油，虽然耐磨性能有所提高但生产成本也会相应增加。
发明内容
本发明的目的，就是为了解决上述问题而提供了一种水性光油，该水性光油具有较高的耐磨性能，同时具有光泽高、柔韧性好、干燥快、抗粘连性好和联机性能优异的优点。
本发明的另一个目的还在于提供了一种高耐磨水性光油的制备方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案实施如下：
本发明的一种高耐磨水性光油，包括以下组分及其重量百分比含量：
所述丙烯酸乳液A的玻璃化转变温度为-20℃-10℃，固体含量为38-50％；
所述丙烯酸乳液B的玻璃化转变温度为80℃-150℃，固体含量为38-50％；
所述弹性乳液交联度为2-8％，玻璃化温度为-35℃--5℃，固体含量为38-50％。
上述的一种丙烯酸乳液A是由以下原料聚合而成，重量百分比为：
上述的一种丙烯酸乳液B是由以下原料聚合而成，重量百分比为：
上述的一种弹性乳液是由以下原料聚合而成，重量百分比为：
上述的一种高耐磨水性光油，其中，所述的蜡乳液为固体含量为35-40％的氧化聚乙烯蜡。
上述的一种高耐磨水性光油，其中，所述的消泡剂为水性消泡剂。
上述的一种高耐磨水性光油，其中，所述的成膜助剂为丙二醇单丁醚。
本发明还提供了一种高耐磨水性光油的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照以下组分及重量份含量准备原料：丙烯酸乳液A：0-25.0％，丙烯酸乳液B：25.0-45.0％，弹性乳液：15.0-60.0％，蜡乳液：4.0-8.0％，消泡剂：0.1-0.5％，润湿剂：0.5-1.5％，成膜助剂：0.0-5.0％；
(2)在400-600rpm的搅拌速度下先将丙烯酸乳液B按重量倒入一洁净容器中，依次加入丙烯酸乳液A、弹性乳液、蜡乳液、消泡剂，800-1000rpm的速度下搅拌20-60分钟；
(3)在400-600rpm的搅拌速度下依次缓慢滴加润湿剂、成膜助剂和去离子水，再降低转速到150-300rpm,搅拌15分钟以上消除泡沫，装罐即得光油成品。
本发明中弹性乳液的使用，增强了对涂膜中蜡乳液粒子的束缚，避免了因蜡乳液粒子的脱落而导致的耐磨下降。
本发明的有益效果如下：
1.本发明是在传统水油配方基础上引入弹性乳液，当弹性乳液的比例超过一定限度时，在涂膜中形成连续相。涂膜的弹性和韧性增加，使作用在蜡乳液粒子上的应力分散，涂膜中蜡乳液粒子在受外力时不易脱落，制得的水性光油耐摩擦性得到很大提高。当采用相同蜡乳液时，耐磨性较传统软硬树脂共混光油的耐磨性能提高2倍以上。
2.弹性乳液的高交联度提高了涂膜的抗粘连性，因此在保证抗粘连性的前提下，采用弹性乳液的水性上光油的玻璃化温度可以较常规水性上光油设计的更低，良好的柔韧性带来水性上光油更好的印刷联机上光适应性。
3.本发明提供的材料具有优异的耐磨性。使用一定质量的重物对光油层进行不间断往复磨擦，模拟外力的破坏作用，以光油层被磨损而油墨层刚刚出现露底时的磨擦次数表征水性上光油的耐磨性。在传统水油基础上引入高交联度乳液后耐磨次数可达到1000次以上，并且光泽度没有降低。
具体实施方式
下面将结合一个对比例和四个实施例，对本发明作进一步说明。
对比例和实施例中所用原料的型号和厂家如下表所示：
原料名称 型号 厂家
蜡乳液 2550 美国麦可门
消泡剂 BYK-024 德国毕克化学
润湿剂 OT-75 美国伊士曼
对比例与实施例中所使用的其余原料均为市售商品。
对比例1
在400-600rpm的搅拌速度下先将25.4％的丙烯酸乳液B倒入一洁净容器中，依次加入59.0％的丙烯酸乳液A、8.0％的蜡乳液和0.1％的消泡剂，800-1000rpm的速度下搅拌20-60分钟；再在400-600rpm的搅拌速度下依次缓慢滴加0.5％的润湿剂、4.0％的丙二醇单丁醚成膜助剂和3.0％的去离子水，降低转速到150-300rpm,搅拌15分钟以上消除泡沫，装罐即得光油成品。
实施例1
在400-600rpm的搅拌速度下先将38.4％的丙烯酸乳液B倒入一洁净容器中，依次加入36.0％的丙烯酸乳液A、10.0％的弹性乳液、8.0％的蜡乳液和0.1％的消泡剂，800-1000rpm的速度下搅拌20-60分钟；再在400-600rpm的搅拌速度下依次缓慢滴加0.5％的润湿剂、4.0％的丙二醇单丁醚成膜助剂和3.0％的去离子水，降低转速到150-300rpm,搅拌15分钟以上消除泡沫，装罐即得光油成品。
实施例2
在400-600rpm的搅拌速度下先将38.4％的丙烯酸乳液B倒入一洁净容器中，依次加入26.0％的丙烯酸乳液A、20％的弹性乳液、8.0％的蜡乳液和0.1％的消泡剂，800-1000rpm的速度下搅拌20-60分钟；再在400-600rpm的搅拌速度下依次缓慢滴加0.5％的润湿剂、4.0％的丙二醇单丁醚成膜助剂和3.0％的去离子水，降低转速到150-300rpm,搅拌15分钟以上消除泡沫，装罐即得光油成品。
实施例3
在400-600rpm的搅拌速度下先将46.4％的丙烯酸乳液B倒入一洁净容器中，依次加入38.0％的弹性乳液、8.0％的蜡乳液和0.1％的消泡剂，800-1000rpm的速度下搅拌20-60分钟；再在400-600rpm的搅拌速度下依次缓慢滴加0.5％的润湿剂、4.0％的丙二醇单丁醚成膜助剂和3.0％的去离子水，降低转速到150-300rpm,搅拌15分钟以上消除泡沫，装罐即得光油成品。
实施例4
在400-600rpm的搅拌速度下先将25.4％的丙烯酸乳液B倒入一洁净容器中，依次加入59.0％的弹性乳液、8.0％的蜡乳液和0.1％的消泡剂，800-1000rpm的速度下搅拌20-60分钟；再在400-600rpm的搅拌速度下依次缓慢滴加0.5％的润湿剂、4.0％的丙二醇单丁醚成膜助剂和3.0％的去离子水，降低转速到150-300rpm,搅拌15分钟以上消除泡沫，装罐即得光油成品。
将对比例1,以及实施例1-4中所获得的产品涂布干燥后通过TF-804耐摩擦仪进行耐磨性能测试，以轻微掉色无露白为标准。测试结果是由多次测试所得平均值。结果如下表所示：
具体实施方式 弹性乳液％ 摩擦次数
对比例1 0.0 600
实施例1 10.0 550
实施例2 20.0 600
实施例3 38.0 1350
实施例4 59.0 1500
本发明的水性光油较传统水性光油增加弹性乳液后，通过摩擦性能测试，耐磨性能较传统水性光油有较大提高。这体现了通过本发明获得的材料具有优异的耐磨性能。
同时，本发明是在传统水油配方基础上引入弹性乳液，实施例1和2中弹性乳液含量较低，和对比例相比，耐磨性无明显变化；当弹性乳液的比例超过一定限度时，在涂膜中形成连续相。涂膜的弹性和韧性增加，使作用在蜡乳液粒子上的应力分散，涂膜中蜡乳液粒子在受外力时不易脱落，制得的水性光油耐摩擦性得到很大提高。当采用相同蜡乳液时，耐磨性较传统软硬树脂共混光油的耐磨性能提高2倍以上。弹性乳液的高交联度提高了涂膜的抗粘连性，因此在保证抗粘连性的前提下，采用弹性乳液的水性上光油的玻璃化温度可以较常规水性上光油设计的更低，良好的柔韧性带来水性上光油更好的印刷联机上光适应性。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (8)

1.一种高耐磨水性光油，其特征在于，原料包括以下组分及重量百分含量：
丙烯酸乳液A：0-25.0％；
丙烯酸乳液B：25.0-45.0％；
弹性乳液：15.0-60.0％；
蜡乳液：4.0-8.0％；
消泡剂：0.1-0.5％；
润湿剂：0.5-1.5％；
成膜助剂：0-5.0％；
余量为去离子水；
所述丙烯酸乳液A的玻璃化转变温度为-20℃-10℃，固体含量为38-50％；
所述丙烯酸乳液B的玻璃化转变温度为80℃-150℃，固体含量为38-50％；
所述弹性乳液交联度为2-8％，玻璃化温度为-35℃--5℃，固体含量为38-50％。
2.如权利要求1所述的一种高耐磨水性光油，其特征在于，所述的丙烯酸乳液A是由以下重量百分比的原料聚合而成：
碱溶性树脂:5.0-20.0％；
质量百分比浓度为25％的氨水:2.0-8.0％；
引发剂:0.1-1.0％；
苯乙烯:5.0-18.0％；
丙烯酸丁酯:15.0-38.0％；
丙烯酸:0-2.0％；
丙烯酸羟乙酯:0-5.0％；
去离子水:50.0-60.0％；
上述原料的重量百分比之和为100％。
3.如权利要求1所述的一种高耐磨水性光油，其特征在于，所述的丙烯酸乳液B是由以下重量百分比的原料聚合而成：
碱溶性树脂:5.0-20.0％；
质量百分比浓度为25％的氨水:2.0-8.0％；
引发剂:0.1-1.0％；
苯乙烯:0-40.0％；
甲基丙烯酸甲酯:0-40.0％；
丙烯酸丁酯:0-10.0％；
丙烯酸:0-2％；
丙烯酸羟乙酯:0-5％；
去离子水:50-60％；
上述原料的重量百分比之和为100％。
4.如权利要求1所述的一种高耐磨水性光油，其特征在于，所述的弹性乳液是由以下重量百分比的原料聚合而成：
引发剂:0.1-1.0％；
缓冲剂:0.1-1.0％；
苯乙烯:0-5.0％；
丙烯酸丁酯:25.0-45.0％；
丙烯酸:3.0-10.0％；
丙烯酸羟乙酯:0-5.0％；
交联剂:1.0-4.0％；
去离子水:45.0-60.0％；
上述原料的重量百分比之和为100％。
5.如权利要求1所述的一种高耐磨水性光油，其特征在于，所述的蜡乳液为固体含量为35％-40％的氧化聚乙烯蜡。
6.如权利要求1所述的一种高耐磨水性光油，其特征在于，所述的消泡剂为水性消泡剂。
7.如权利要求1所述的一种高耐磨水性光油，其特征在于，所述的成膜助剂为丙二醇单丁醚。
8.一种高耐磨水性光油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照以下组分及其重量百分比含量准备原料：
丙烯酸乳液A：0-25.0％，
丙烯酸乳液B：25.0-45.0％，
弹性乳液：15.0-60.0％，
蜡乳液：4.0-8.0％，
消泡剂：0.1-0.5％，
润湿剂：0.5-1.5％，
成膜助剂：0.0-5.0％；
(2)在400-600rpm的搅拌速度下先将丙烯酸乳液B倒入一洁净容器中，依次加入丙烯酸乳液A、弹性乳液、蜡乳液、消泡剂，800-1000rpm的速度下搅拌20-60分钟；
(3)在400-600rpm的搅拌速度下依次缓慢滴加润湿剂、成膜助剂和去离子水，再降低转速到150-300rpm,搅拌15分钟以上消除泡沫，装罐即得水性光油成品。
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