CN108276515B - 烟包用高亮度丙烯酸乳液组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种烟包用高亮度丙烯酸乳液组合物，其包括按重量百分数计的如下组分：水、乳化剂、pH缓冲剂、固体碱溶性树脂、丙烯酸烷基酯类单体、交联活性单体、助剂、中和剂、引发剂。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：1、使用碱性固体树脂，可以制得高固体份、高光泽的涂料，并且VOC低，具有高固低粘的特性；2、本发明在制备和应用中使用水作为溶剂，不产生刺激性气体，是一种环境友好型树脂；3、含有的交联活性单体，分子中含有羧基、氨基、羟基等活性基团，在成膜时进一步进行交联，使得交联密度和耐水性更好；4、本发明所制得的乳液价格不高，可以应用在较粗糙的烟包用纸，降低用纸成本。

Description

烟包用高亮度丙烯酸乳液组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种烟包用高亮度丙烯酸乳液组合物及其制备方法，属于乳液涂料技术领域。
背景技术
烟盒主要用于保护烟支，方便卷烟储存和运输。目前用于制作烟盒的纸张，主要为硬包的白卡纸和软包的铜版纸，表面平整细腻，均匀属于高档包装纸，其主要原料成本较高，所以有些烟厂同时在使用一些较低端的烟包用纸，虽然降低了纸的成本，但同时降低了纸的物理强度，如纸纤维不均匀导致表面不平整、不细腻，纸色不均匀等等，使用普通的涂料存在渗透性强、镀铝不亮，难以印刷等缺点。溶剂型涂料可以满足纸张要求，但是溶剂型涂料含有的有机溶剂残留在涂料中无法挥发，无法满足食品及烟草行业的包装材料的卫生要求，所以采用水性涂料是解决上述问题的根本办法。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种烟包用高亮度丙烯酸乳液组合物及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
第一方面，本发明提供了一种烟包用高亮度丙烯酸乳液组合物，其包括按重量百分数计的如下组分：
Figure BDA0001533338950000011
Figure BDA0001533338950000021
作为优选方案，所述乳化剂为反应型乳化剂。
作为优选方案，所述pH值缓冲剂选自碳酸氢钠、碳酸氢铵、磷酸氢二钠中的至少一种。
作为优选方案，所述丙烯酸烷基酯类单体选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸环己酯的一种或多种。
作为优选方案，所述交联活性单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、羟基丙烯酸、丙烯酸羟甲酯、丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺的一种或几种。
作为优选方案，所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的至少一种；所述助剂包括滑爽剂、润湿剂和消泡剂中的一种或多种。
第二方面，本发明还提供了一种如前述的烟包用高亮度丙烯酸乳液组合物的制备方法，其包括如下步骤：
S1：分别将乳化剂分成2份、引发剂分成3份；
S2：将第一份乳化剂和水进行混合，搅拌至为白色乳液，加入丙烯酸烷基酯类单体、交联活性单体，进行预乳化，得到预乳化液；
S3：将pH值缓冲剂、固体碱性树脂溶液和第二份乳化剂混合后，升温至70～80℃，加入部分预乳化液和第一份引发剂，反应得到种子溶液；
S4：在所述种子溶液中滴加混有第二份引发剂的剩余预乳化液，滴加完毕后加入第三份引发剂，保温反应后，降温至40℃，调节pH值为7～8，加入助剂，混匀后出料。
作为优选方案，所述第一份引发剂的重量为引发剂总重量的10％，第二份引发剂的重量为引发剂总重量的80％，第三份引发剂的重量为引发剂总重量的10％；所述第一份乳化剂重量为乳化剂总重量的50％，所述部分预乳化液的重量为预乳化液总重量的10％。
作为优选方案，混有第二份引发剂的剩余预乳化液的滴加速率为0.55g/min。
作为优选方案，所述碱性树脂溶液的制备方法为：
将固体碱性树脂分散于水中，加入和中和剂，在98℃下溶解，得到固体碱性树脂溶液，所述中和剂为氨水、一乙醇胺、三乙醇胺中的一种或多种。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、使用碱性固体树脂，可以制得高固体份、高光泽的涂料，并且VOC低，具有高固低粘的特性；
2、本发明在制备和应用中使用水作为溶剂，不产生刺激性气体，是一种环境友好型树脂；
3、含有的交联活性单体，分子中含有羧基、氨基、羟基等活性基团，在成膜时进一步进行交联，使得交联密度和耐水性更好；
4、本发明所制得的乳液价格不高，可以应用在较粗糙的烟包用纸，降低用纸成本。
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。
下述各实施例中：
GA1900为韩国韩华集团生产的水性丙烯酸树脂；
NRS-10为反应型乳化剂，购自广州市卓能贸易有限公司。
实施例1
本实施例提供的一种烟包用高亮度丙烯酸乳液组合物的原料配比如表1所示，制备方法如下：
将GA1900分散于水中，加入氨水，在98℃下溶解，得到固含量为30％的碱性树脂溶液；
将2g NRS-10和12g水混合，搅拌至为白色乳液，加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸羟丙酯、羟甲基丙烯酰胺和丙烯酸，进行预乳化，得到预乳化液；
将0.16g NaHCO3、45g碱性树脂溶液和2g NRS-10混合后，升温至80℃，加入10％的预乳化液，5min后再加入10％的过硫酸铵，反应得到种子溶液；
将80％的引发剂混合入剩余90％的预乳化液中后，以0.55g/min的速率滴加至所述种子溶液中，滴加完毕后，加入剩余引发剂，保温反应后，降温至40℃，调节pH值为7～8，加入助剂，混匀后出料。
表1
Figure BDA0001533338950000031
Figure BDA0001533338950000041
实施例2
本实施例提供的一种烟包用高亮度丙烯酸乳液组合物的原料配比如表2所示，制备方法如下：
将GA1900分散于水中，加入氨水，在98℃下溶解，得到固含量为30％的碱性树脂溶液；
将2g NRS-10和12g水混合，搅拌至为白色乳液，加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、羟甲基丙烯酰胺和丙烯酸，进行预乳化，得到预乳化液；
将0.16g NaHCO3、45g碱性树脂溶液和2g NRS-10混合后，升温至80℃，加入10％的预乳化液，5min后再加入10％的过硫酸铵，反应得到种子溶液；
将80％的引发剂混合入剩余90％的预乳化液中后，以0.55g/min的速率滴加至所述种子溶液中，滴加完毕后，加入剩余引发剂，保温反应后，降温至40℃，调节pH值为7～8，加入助剂，混匀后出料。
表2
Figure BDA0001533338950000042
Figure BDA0001533338950000051
实施例3
本实施例提供的一种烟包用高亮度丙烯酸乳液组合物的原料配比如表3所示，制备方法如下：
将GA1900分散于水中，加入氨水，在98℃下溶解，得到固含量为30％的碱性树脂溶液；
将2g NRS-10和12g水混合，搅拌至为白色乳液，加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸羟丙酯、羟甲基丙烯酰胺和丙烯酸，进行预乳化，得到预乳化液；
将0.08g NaHCO3、45g碱性树脂溶液和0.2g NRS-10混合后，升温至80℃，加入10％的预乳化液，5min后再加入10％的过硫酸铵，反应得到种子溶液；
将80％的引发剂混合入剩余90％的预乳化液中后，以0.55g/min的速率滴加至所述种子溶液中，滴加完毕后，加入剩余引发剂，保温反应后，降温至40℃，调节pH值为7～8，加入助剂，混匀后出料。
表3
Figure BDA0001533338950000052
Figure BDA0001533338950000061
对比例1
本对比例提供的一种丙烯酸树脂的原料配比如表4所示，制备方法如下：
投料：将A加到装有冷凝装置、搅拌器的反应釜中，250rpm转速搅拌至体系升温至70～80℃。将B投入预乳化釜中高速搅拌至有白色泡沫，加入C混合均匀进行预乳化30min；待反应釜升温至80℃加入5g预乳化液，5min后加1/10引发剂溶液D制种，将4/5引发剂溶液加入预乳化液中混合，待乳液变蓝后开始滴加预乳化液入反应釜中，滴加速度为0.55g/min，2～3h滴加完毕，补加剩余1/10引发剂，保温2h，降温至40℃加入E中和pH为7～8，再加入助剂搅拌均匀出料。
表4
Figure BDA0001533338950000062
Figure BDA0001533338950000071
实施例1～3和对比例的性能对比如表5所示：
表5
Figure BDA0001533338950000072
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 (7)

1.一种烟包用高亮度丙烯酸乳液组合物，其特征在于，按重量百分数计为如下组分：
水： 10~15%；
乳化剂： 4~7%；
pH缓冲剂： 0.1~0.2%；
碱溶性树脂溶液： 40~50%；
丙烯酸烷基酯类单体： 15~30%；
交联活性单体： 5~10%；
助剂： 0.1~2.1%；
引发剂： 0.5~1.5%；
所述交联活性单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟甲酯、丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺的一种或几种；
所述碱溶性树脂溶液的制备方法为：将固体碱性树脂分散于水中，加入中和剂，在98℃下溶解，得到碱溶性树脂溶液，所述中和剂为氨水、一乙醇胺、三乙醇胺中的一种或多种；所述固体碱性树脂为水性丙烯酸树脂GA1900；
所述乳化剂为反应型乳化剂；
所述pH值缓冲剂选自碳酸氢钠、碳酸氢铵、磷酸氢二钠中的至少一种；所述助剂包括滑爽剂、润湿剂和消泡剂中的一种或多种；
所述烟包用高亮度丙烯酸乳液组合物的制备方法包括如下步骤：
S1：分别将乳化剂分成2份、引发剂分成3份；
S2：将第一份乳化剂和水进行混合，搅拌至为白色乳液，加入丙烯酸烷基酯类单体、交联活性单体，进行预乳化，得到预乳化液；
S3：将pH值缓冲剂、碱溶性树脂溶液和第二份乳化剂混合后，升温至70~80℃，加入部分预乳化液和第一份引发剂，反应得到种子溶液；
S4：在所述种子溶液中滴加混有第二份引发剂的剩余预乳化液，滴加完毕后加入第三份引发剂，保温反应后，降温至40℃，调节pH值为7~8，加入助剂，混匀后出料。
2.如权利要求1所述的烟包用高亮度丙烯酸乳液组合物，其特征在于，所述丙烯酸烷基酯类单体选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸环己酯的一种或多种。
3.如权利要求1所述的烟包用高亮度丙烯酸乳液组合物，其特征在于，所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的至少一种。
4.一种如权利要求1所述的烟包用高亮度丙烯酸乳液组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：分别将乳化剂分成2份、引发剂分成3份；
S2：将第一份乳化剂和水进行混合，搅拌至为白色乳液，加入丙烯酸烷基酯类单体、交联活性单体，进行预乳化，得到预乳化液；
S3：将pH值缓冲剂、碱溶性树脂溶液和第二份乳化剂混合后，升温至70~80℃，加入部分预乳化液和第一份引发剂，反应得到种子溶液；
S4：在所述种子溶液中滴加混有第二份引发剂的剩余预乳化液，滴加完毕后加入第三份引发剂，保温反应后，降温至40℃，调节pH值为7~8，加入助剂，混匀后出料。
5.如权利要求4所述的烟包用高亮度丙烯酸乳液组合物的制备方法，其特征在于，所述第一份引发剂的重量为引发剂总重量的10%，第二份引发剂的重量为引发剂总重量的80%，第三份引发剂的重量为引发剂总重量的10%；所述第一份乳化剂重量为乳化剂总重量的50%，所述部分预乳化液的重量为预乳化液总重量的10%。
6.如权利要求4所述的烟包用高亮度丙烯酸乳液组合物的制备方法，其特征在于，混有第二份引发剂的剩余预乳化液的滴加速率为0.55g/min。
7.如权利要求4所述的烟包用高亮度丙烯酸乳液组合物的制备方法，其特征在于，所述碱溶性树脂溶液的制备方法为：
将固体碱性树脂分散于水中，加入中和剂，在98℃下溶解，得到固体碱溶性树脂溶液，所述中和剂为氨水、一乙醇胺、三乙醇胺中的一种或多种。
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CN103709303A (zh) * 2014-01-13 2014-04-09 张家港保税区康得菲尔实业有限公司 一种涂层用水性丙烯酸酯乳液的制备方法

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