CN107141945A - 耐磨高光泽水性上光油及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高分子聚合物技术领域，尤其涉及耐磨高光泽水性上光油及其制备方法，包括以下重量份的原料：具有核壳结构的苯‑丙‑有机硅共聚乳液40‑70，丙烯酸酯乳液10‑20，有机氟改性固体水性丙烯酸树脂3‑12，分散剂0.5‑2，蜡乳液0.5‑4，消泡剂0.3‑2，平滑剂0‑0.5，中和剂为0.3‑2和去离子水5‑20，本发明合成了具有核壳结构的苯‑丙‑有机硅共聚乳液，核、壳间羧基与环氧基发生了反应，有机硅单体有一半左右参与了共聚，核壳间形成了化学键连接，乳胶粒子结构比较稳定，低温成膜性好，乳胶膜在烘干过程中通过自交联机理形成了适度交联结构，透明光亮，有好的耐水、耐污染、耐溶剂、耐热氧化等优良综合性能，从而提高了印刷品的抗粘连性。

Description

耐磨高光泽水性上光油及其制备方法

技术领域：

本发明涉及高分子聚合物技术领域，尤其涉及耐磨高光泽水性上光油及其制备方法。

背景技术：

环保已不仅仅是一个经济问题，而是关系到整个人类生存的大问题。印刷产品是渗透人类生活最广泛的产品之一，理所当然地为社会和人们所关注，在包装印刷和商业印刷等方面，近年来已逐渐增加了许多卫生、环保、劳动保护等方面的要求和制约条件，特别是对食品包装印刷的要求更为严格，只有这样才能符合国际卫生标准的要求。在这种大趋势下，努力开发和应用无污染、无公害的“绿色”材料已势在必行，水溶性上光油是近几年发达国家争相研究开发的新型印刷上光材料，日益受到印刷界人们的重视。它是在已经全部完成图文印刷过程的复制品表面，用实地印版或图文印版再用印刷机印一次或两次上光油，使印刷物表面获得光亮的薄膜层的方法。水性印刷上光油是由合成树脂、相关助剂及水经科学工艺加工后而成。具有无毒、无刺激、无有机挥发物、成本低，材料来源广等特点，是其他溶剂型上光油所无法比拟的。水性上光油在操作中可消除对人体的危害及给环境带来的污染，已愈来愈被食品、医药、烟草印刷企业所重视。

现研究较多的是丙烯酸酯类水乳液上光油。一般的丙烯酸酯类水乳液上光油色浅，光亮，具有优异的耐候性和保光保色性，但存在耐溶剂性较差，热粘冷脆现象，耐磨性和耐水性差等严重问题。为保证水性上光油的光泽度，配置时通常增加高光树脂或是降低消光助剂(蜡粉、蜡乳液等)的百分含量来增加印刷后印刷品的光亮度；而印刷品耐磨性、抗粘连性的提高则是借助于蜡粉或蜡乳液来实现。所以印刷品的光亮度和耐磨性、抗粘连性等耐抗性是相互矛盾的指标，要提高印刷品的光亮度，就要牺牲其它耐抗性能为代价，传统的水性上光油的配置方法很难让印刷品在保持高光泽度的同时，也能够拥有优良的耐抗性能。

发明内容：

本发明的目的就是针对现有技术存在的不足而提供一种耐磨高光泽水性上光油，其具备更优异的水性高光、高抗粘连、耐磨性能，同时还提供这种耐磨高光泽水性上光油的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

耐磨高光泽水性上光油，包括以下重量份的原料：具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液40-70，丙烯酸酯乳液10-20，有机氟改性固体水性丙烯酸树脂3-12，分散剂0.5-2，蜡乳液0.5-4，消泡剂0.3-2，平滑剂0-0.5，中和剂为0.3-2和去离子水5-20。

所述具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液的核结构由以下以重量份计的单体共聚而成：甲基丙烯酸甲酯5-10、丙烯酸丁酯5-7、甲基丙烯酸2-4以及苯乙烯5-7；壳结构由以下以重量份计的单体共聚而成：甲基丙烯酸甲酯18-20、丙烯酸丁酯6-7、甲基丙烯酸缩水甘油酯6-7以及含乙烯基的有机硅氧烷单体6-7。

所述有机氟改性固体水性丙烯酸树脂采用丙烯酸单体、a-甲基苯乙烯、可聚合含氟单体、引发剂加入溶剂中混合成溶液并进行聚合反应而成，溶剂为丙二醇甲醚、乙二醇单丁醚的混合物。

所述分散剂优选为聚丙烯酸钠盐、聚丙烯酸按盐或直链非离子型界面活性剂。

上述耐磨高光泽水性上光油的制备方法，它包括有以下步骤：

第一步：在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的反应瓶中，加入核结构单体17-28重量份、乳化剂0.8-1.2重量份以及水8-14重量份，室温预乳化30min，制得核预乳化液；

第二步：在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的反应瓶中，加入壳结构单体32-43重量份、乳化剂1.8-2重量份以及水26-32重量份，室温预乳化30min，制得壳预乳化液；

第三步：将核预乳化液搅拌升温到60℃，滴加0.1-0.2重量份引发剂配制的水溶液，保温聚合60min；加入碳酸氢钠0.1-0.2重量份搅拌均匀，然后滴加壳预乳化液和0.1-0.2重量份引发剂配制的水溶液，85℃保温聚合120min，冷却用氨水调节pH值至7，得到具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液；

第四步：将水以及中和剂加到搅拌器中，加入有机氟改性固体水性丙烯酸树脂，溶解后加入中和剂调节PH值至8-9得到水溶性丙烯酸树脂溶液；

第五步：将具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液与水溶性丙烯酸树脂溶液按比例混合，加入丙烯酸酯乳液、蜡乳液、分散剂以及平滑剂，搅拌混合均匀，最后将消泡剂加入上述混合物中搅拌均匀，再补充水调节粘度，过滤得到水性上光油。

本发明有益效果在于：本发明包括以下重量份的原料：具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液40-70，丙烯酸酯乳液10-20，有机氟改性固体水性丙烯酸树脂3-12，分散剂0.5-2，蜡乳液0.5-4，消泡剂0.3-2，平滑剂0-0.5，中和剂为0.3-2和去离子水5-20，本发明合成了具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液，核、壳间羧基与环氧基发生了反应，有机硅单体有一半左右参与了共聚，核壳间形成了化学键连接，乳胶粒子结构比较稳定，低温成膜性好，乳胶膜在烘干过程中通过自交联机理形成了适度交联结构，透明光亮，有好的耐水、耐污染、耐溶剂、耐热氧化等优良综合性能，从而提高了印刷品的抗粘连性。

具体实施方式：

下面结合优选实施例对本发明作进一步说明。

耐磨高光泽水性上光油，包括以下重量份的原料：具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液40-70，丙烯酸酯乳液10-20，有机氟改性固体水性丙烯酸树脂3-12，分散剂0.5-2，蜡乳液0.5-4，消泡剂0.3-2，平滑剂0-0.5，中和剂为0.3-2和去离子水5-20。

所述具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液的核结构由以下以重量份计的单体共聚而成：甲基丙烯酸甲酯5-10、丙烯酸丁酯5-7、甲基丙烯酸2-4以及苯乙烯5-7；壳结构由以下以重量份计的单体共聚而成：甲基丙烯酸甲酯18-20、丙烯酸丁酯6-7、甲基丙烯酸缩水甘油酯6-7以及含乙烯基的有机硅氧烷单体6-7。

所述有机氟改性固体水性丙烯酸树脂采用丙烯酸单体、a-甲基苯乙烯、可聚合含氟单体、引发剂加入溶剂中混合成溶液并进行聚合反应而成，溶剂为丙二醇甲醚、乙二醇单丁醚的混合物。

所述分散剂优选为聚丙烯酸钠盐、聚丙烯酸按盐或直链非离子型界面活性剂。

上述耐磨高光泽水性上光油的制备方法，它包括有以下步骤：

第一步：在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的反应瓶中，加入核结构单体17-28重量份、乳化剂0.8-1.2重量份以及水8-14重量份，室温预乳化30min，制得核预乳化液；

第二步：在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的反应瓶中，加入壳结构单体32-43重量份、乳化剂1.8-2重量份以及水26-32重量份，室温预乳化30min，制得壳预乳化液；

第三步：将核预乳化液搅拌升温到60℃，滴加0.1-0.2重量份引发剂配制的水溶液，保温聚合60min；加入碳酸氢钠0.1-0.2重量份搅拌均匀，然后滴加壳预乳化液和0.1-0.2重量份引发剂配制的水溶液，85℃保温聚合120min，冷却用氨水调节pH值至7，得到具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液；

第四步：将水以及中和剂加到搅拌器中，加入有机氟改性固体水性丙烯酸树脂，溶解后加入中和剂调节PH值至8-9得到水溶性丙烯酸树脂溶液；

第五步：将具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液与水溶性丙烯酸树脂溶液按比例混合，加入丙烯酸酯乳液、蜡乳液、分散剂以及平滑剂，搅拌混合均匀，最后将消泡剂加入上述混合物中搅拌均匀，再补充水调节粘度，过滤得到水性上光油。

本发明由于在丙烯酸树脂分子中引入了苯乙烯、有机硅单体，在保持丙烯酸树脂乳液上光油优点的同时，使涂膜的耐磨性、耐站污、光亮度都有了明显的改善，提高了印刷品的光亮度和耐磨性。

本发明合成了具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液，核、壳间羧基与环氧基发生了反应，有机硅单体有一半左右参与了共聚，核壳间形成了化学键连接，乳胶粒子结构比较稳定，低温成膜性好，乳胶膜在烘干过程中通过自交联机理形成了适度交联结构，透明光亮，有好的耐水、耐污染、耐溶剂、耐热氧化等优良综合性能，从而提高了印刷品的抗粘连性

当然，以上所述仅是本发明的较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (5)

1.耐磨高光泽水性上光油，其特征在于，包括以下重量份的原料：具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液40-70，丙烯酸酯乳液10-20，有机氟改性固体水性丙烯酸树脂3-12，分散剂0.5-2，蜡乳液0.5-4，消泡剂0.3-2，平滑剂0-0.5，中和剂为0.3-2和去离子水5-20。

2.根据权利要求1所述的耐磨高光泽水性上光油，其特征在于：所述具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液的核结构由以下以重量份计的单体共聚而成：甲基丙烯酸甲酯5-10、丙烯酸丁酯5-7、甲基丙烯酸2-4以及苯乙烯5-7；壳结构由以下以重量份计的单体共聚而成：甲基丙烯酸甲酯18-20、丙烯酸丁酯6-7、甲基丙烯酸缩水甘油酯6-7以及含乙烯基的有机硅氧烷单体6-7。

3.根据权利要求1所述的耐磨高光泽水性上光油，其特征在于：所述有机氟改性固体水性丙烯酸树脂采用丙烯酸单体、a-甲基苯乙烯、可聚合含氟单体、引发剂加入溶剂中混合成溶液并进行聚合反应而成，溶剂为丙二醇甲醚、乙二醇单丁醚的混合物。

4.根据权利要求1所述的耐磨高光泽水性上光油，其特征在于，所述分散剂优选为聚丙烯酸钠盐、聚丙烯酸按盐或直链非离子型界面活性剂。

5.权利要求1-4中任意一项所述耐磨高光泽水性上光油的制备方法，其特征在于，它包括有以下步骤：

第一步：在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的反应瓶中，加入核结构单体17-28重量份、乳化剂0.8-1.2重量份以及水8-14重量份，室温预乳化30min，制得核预乳化液；

第二步：在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的反应瓶中，加入壳结构单体32-43重量份、乳化剂1.8-2重量份以及水26-32重量份，室温预乳化30min，制得壳预乳化液；

第三步：将核预乳化液搅拌升温到60℃，滴加0.1-0.2重量份引发剂配制的水溶液，保温聚合60min；加入碳酸氢钠0.1-0.2重量份搅拌均匀，然后滴加壳预乳化液和0.1-0.2重量份引发剂配制的水溶液，85℃保温聚合120min，冷却用氨水调节pH值至7，得到具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液；

第四步：将水以及中和剂加到搅拌器中，加入有机氟改性固体水性丙烯酸树脂，溶解后加入中和剂调节PH值至8-9得到水溶性丙烯酸树脂溶液；

第五步：将具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液与水溶性丙烯酸树脂溶液按比例混合，加入丙烯酸酯乳液、蜡乳液、分散剂以及平滑剂，搅拌混合均匀，最后将消泡剂加入上述混合物中搅拌均匀，再补充水调节粘度，过滤得到水性上光油。