CN108330734A - 一种高抗黏连、耐高温环保水性预印光油及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高抗黏连、耐高温环保水性预印光油，按重量百分比计，包括耐高温水溶性丙烯酸酯共聚物50‑65%、纳米氧化锌分散乳液2‑5%、氟硅改性蜡乳液5‑10%、流平剂0.2‑0.6%、去离子水10‑40%、助溶剂5‑10%。该高抗黏连、耐高温环保水性预印光油主要成份是水性物质，不会对人体造成危害。作为一种环境友好的产品，此水性光油不仅可以赋予包装表面良好的光泽度，同时也能满足瓦楞纸箱预印上光中160～220℃裱合温度要求，改变了现有常规丙烯酸树脂水性光油可承受裱合温度低、胶膜硬度低、抗回粘性差、耐水性不好、附着力差等缺点。本发明还提供了一种高抗黏连、耐高温环保水性预印光油的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及预印光油技术领域，特别涉及一种高抗黏连、耐高温环保水性预印光油及其制备方法。
背景技术
印刷上光油一般在纸品印制过程中的最后一道上光工序上应用，用来提升印刷制品装饰性和功能性。目前市场上光油主要有溶剂型、UV光固化型和水性型三大类。溶剂型上光油由于对大气污染严重，已逐步减少使用；UV光固化型上光油由于工艺复杂，设备一次性投资成本高，难以推广；水性上光油具有透明感强及良好的光泽性、耐折性等优点，以水为稀释剂，安全环保，所以普及程度越来越高。
虽然目前水性上光油在纸品印刷中使用非常普遍，但是对于占我国纸包装产量达80%的瓦楞纸箱的上光来说，如果采用预印工艺进行瓦楞纸箱生产，几乎都是使用UV或溶剂型上光油。而只有采用先印刷面纸上光后再和瓦楞纸进行裱合的纸箱制作工艺才会采用水性上光油。主要原因在于水性上光油耐高温性能较差，预印瓦楞纸箱过程中，水性上光油需要承受高达160～220℃的裱合温度，普通水性光油难以满足预印瓦楞纸箱的应用要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高抗黏连、耐高温环保水性预印光油及其制备方法，解决普通水性光油耐高温性能不足，难以承受纸箱预印过程中160～220℃的裱合温度的问题。
本发明的技术方案如下：一种高抗回粘、耐高温环保水性预印光油，其特征在于，按照重量百分比计，由以下组分组成：耐高温水溶性丙烯酸酯共聚物50-65%、纳米氧化锌分散乳液2-5%、氟硅改性蜡乳液5-10%、流平剂0.2-0.6%、去离子水10-40%、助溶剂5-10%。
较佳地，本发明的耐高温水溶性丙烯酸酯共聚物，按照重量百分比计，由以下组分组成：
混合单体：
丙烯酸丁酯(BA) 20-30%、
甲基丙烯酸降冰片酯 3-10%、
甲基丙烯酸辛醇酯 2-10%、
甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA） 5-10%、
丙烯酸羟丙酯(HPA) 10-15%、
丙烯酸(AA) 10-40%、
引发剂：过氧化苯甲酰 0.5-1.0%、
中和剂：氨水、
溶剂：异丙醇10-40%。
较佳地，本发明的耐高温水溶性丙烯酸脂共聚物的制备方法包括：
在带有回流冷凝管、恒压滴液漏斗、机械搅拌器和温度计的反应釜中加入一定量的异丙醇、1/2混合单体、1/4引发剂,开动搅拌升温至回流。反应15 min后,约2.5h内滴加剩余单体和1/2引发剂的混合物,滴加完成后保温反应0.5h,然后加入剩余的溶剂和1/4引发剂,继续保温反应2.5h。降温至40～50℃,加氨水中和至pH=8～9,搅拌反应0.5h后,即得水溶性良好的耐高温丙烯酸酯共聚物。
较佳地，纳米氧化锌分散乳液中ZnO浓度为20～30%,粒径为20～50nm。
较佳地，氟硅改性蜡乳液选自德国毕克 BYKAQUACER53蜡乳液、美国麦可门ME92040蜡乳液、巴斯夫PoligenWE6蜡乳液、海石花HA-soft80蜡乳液、百宏BH-801蜡乳液、瓦克E32蜡乳液、拓达 TD-PE5030蜡乳液、百聚科技 810水性高光蜡乳液中的一种或一种以上。
较佳地，流平剂选自聚二甲基硅氧烷和氟改性聚丙烯酸酯中的一种或两种。更优选地，聚二甲基硅氧烷的相对分子量在4000～6000之间，氟改性聚丙烯酸酯为德国毕克BYK-388、东莞四方化工SF-688、惠州三合聚合物Sanhe-8680、德谦Levaslip839或埃卡夫Efka 3777N中的任意一种或多种。
较佳地，助溶剂为乙醇、异辛醇中的任意一种或多种。
本发明还提供了一种高抗黏连、耐高温环保水性预印光油的制备方法，包括以下步骤：
在带有搅拌及加热装置的反应容器内，投入耐高温水溶性丙烯酸酯共聚物和去离子水溶液，边搅拌边升温至50-60℃，搅拌均匀后加入纳米氧化锌分散乳液、氟硅改性蜡乳液、流平剂及助溶剂等功能助剂，分散均匀后,冷却，出料得到高抗黏连、耐高温环保水性预印光油。
本发明具有以下有益效果：
本发明所提供的高抗黏连、耐高温环保水性预印光油的主要成份是水性物质，不会对人体造成危害。作为一种环境友好的产品，此水性光油不仅可以赋予包装表面良好的光泽度，同时也能满足瓦楞纸箱预印上光中160～220℃裱合温度要求，改变了现有常规丙烯酸树脂水性光油可承受裱合温度低、胶膜硬度低、抗回粘性差、耐水性不好、附着力差等缺点。
具体实施方式。
实施例1
⑴耐高温水溶性丙烯酸酯共聚物的制备
1.1、耐高温水溶性丙烯酸酯共聚物各组分原料配比
混合单体：
丙烯酸丁酯(BA) 20 kg、
甲基丙烯酸降冰片酯 3 kg、
甲基丙烯酸辛醇酯 2 kg、
甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA） 5 kg、
丙烯酸羟丙酯(HPA) 10 kg、
丙烯酸(AA) 20 kg、
引发剂：过氧化苯甲酰 0.5 kg、
中和剂：氨水、
溶剂：异丙醇39.5 kg;
1.2、耐高温水溶性丙烯酸酯共聚物的制备
在带有回流冷凝管、恒压滴液漏斗、机械搅拌器和温度计的反应釜中加入异丙醇30Kg、混合单体(丙烯酸丁酯(BA) 10Kg、甲基丙烯酸降冰片酯1.5 kg、甲基丙烯酸辛醇酯1 kg、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）2.5 kg、丙烯酸羟丙酯(HPA) 5 kg、丙烯酸(AA)10 kg)、0.125kg过氧化苯甲酰,开动搅拌升温至回流。反应15 min后,约2.5h内滴加剩余混合单体和0.25 kg过氧化苯甲酰的混合物,滴加完成后保温反应0.5h,然后加入剩余的溶剂和过氧化苯甲酰,继续保温反应2.5h。降温至40～50℃,加氨水中和至pH=8～9,搅拌反应0.5h后,即得水溶性良好的耐高温丙烯酸酯共聚物；
⑵高抗黏连、耐高温环保水性预印光油的制备
2.1、高抗黏连、耐高温环保水性预印光油各组分原料配比
耐高温水溶性丙烯酸酯共聚物50kg、纳米氧化锌分散乳液2kg、德国毕克BYKAQUACER53蜡乳液5 kg、聚二甲基硅氧烷 0.2 kg、去离子水37.8 kg、乙醇 5 kg;
2.2、高抗黏连、耐高温环保水性预印光油的制备
按重量称取原料，在带有搅拌及加热装置的反应容器内，投入耐高温水溶性丙烯酸酯共聚物和去离子水溶液搅拌加热至50℃，搅拌均匀后加入纳米氧化锌分散乳液、德国毕克BYKAQUACER53蜡乳液、聚二甲基硅氧烷及乙醇等功能助剂，分散均匀后, 冷却，出料得到高抗黏连、耐高温环保水性预印光油。
经检验，上述制得的产品性能如下。
实施例2
⑴耐高温水溶性丙烯酸酯共聚物的制备
1.1、耐高温水溶性丙烯酸酯共聚物各组分原料配比
混合单体：
丙烯酸丁酯(BA) 25 kg、
甲基丙烯酸降冰片酯 6 kg、
甲基丙烯酸辛醇酯 6 kg、
甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA） 8 kg、
丙烯酸羟丙酯(HPA) 12 kg、
丙烯酸(AA) 30 kg、
引发剂：过氧化苯甲酰 0.8 kg、
中和剂：氨水、
溶剂：异丙醇12.2 kg；
1.2、耐高温水溶性丙烯酸酯共聚物的制备
在带有回流冷凝管、恒压滴液漏斗、机械搅拌器和温度计的反应釜中加入异丙醇10Kg、混合单体(丙烯酸丁酯(BA) 12.5Kg、甲基丙烯酸降冰片酯3 kg、甲基丙烯酸辛醇酯3kg、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）4kg、丙烯酸羟丙酯(HPA) 6 kg、丙烯酸(AA)15kg)、0.2kg过氧化苯甲酰,开动搅拌升温至回流。反应15 min后,约2.5h内滴加剩余混合单体和0.4kg过氧化苯甲酰的混合物,滴加完成后保温反应0.5h,然后加入剩余的溶剂和过氧化苯甲酰,继续保温反应2.5h。降温至40～50℃,加氨水中和至pH=8～9,搅拌反应0.5h后,即得水溶性良好的丙烯酸酯共聚物；
⑵高抗黏连、耐高温环保水性预印光油的制备
2.1、高抗黏连、耐高温环保水性预印光油各组分原料配比
耐高温水溶性丙烯酸酯共聚物 55kg、纳米氧化锌分散乳液3kg、美国麦可门ME92040蜡乳液4 kg、巴斯夫PoligenWE6蜡乳液4 kg、聚二甲基硅氧烷0.2kg、德国毕克BYK-388氟改性聚丙烯酸酯 0.2 kg、去离子水25.6 kg、乙醇4kg、异辛醇 4kg；
2.2、高抗黏连、耐高温环保水性预印光油的制备
按重量称取原料，在带有搅拌及加热装置的反应容器内，投入耐高温水溶性丙烯酸酯共聚物和去离子水溶液搅拌加热至60℃，搅拌均匀后加入纳米氧化锌分散乳液、美国麦可门ME92040蜡乳液、巴斯夫PoligenWE6蜡乳液、聚二甲基硅氧烷、德国毕克BYK-388氟改性聚丙烯酸酯、乙醇、异辛醇等功能助剂，分散均匀后, 冷却，出料得到高抗黏连、耐高温环保水性预印光油。
经检验，上述制得的产品性能如下。
| 序号 | 项目名称 | 技术指标 |
| 1 | 固含量 | 45± 5% |
| 2 | 外观 | 乳白色 |
| 3 | 光泽度 | 40-55度 |
| 4 | PH值 | 8.0±0.3 |
| 5 | 粘度（柔印连线） | 35±5秒（涂4#杯） |
| 6 | 耐磨 | 4磅420次 |
| 7 | 回粘性 | 温度60℃/湿度85度/24小时不回粘 |
实施例3
⑴耐高温水溶性丙烯酸酯共聚物的制备
1.1、耐高温水溶性丙烯酸酯共聚物各组分原料配比
混合单体：
丙烯酸丁酯(BA) 30 kg、
甲基丙烯酸降冰片酯 10 kg、
甲基丙烯酸辛醇酯 10 kg、
甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA） 10 kg、
丙烯酸羟丙酯(HPA) 15 kg、
丙烯酸(AA) 14 kg、
引发剂：过氧化苯甲酰 1.0 kg、
中和剂：氨水、
溶剂：异丙醇10 kg；
1.2、耐高温水溶性丙烯酸酯共聚物的制备
在带有回流冷凝管、恒压滴液漏斗、机械搅拌器和温度计的反应釜中加入异丙醇8Kg、混合单体(丙烯酸丁酯(BA) 15Kg、甲基丙烯酸降冰片酯5kg、甲基丙烯酸辛醇酯5kg、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）5kg、丙烯酸羟丙酯(HPA) 7.5kg、丙烯酸(AA)7kg)、0.25kg过氧化苯甲酰,开动搅拌升温至回流。反应15 min后,约2.5h内滴加剩余混合单体和0.5kg过氧化苯甲酰的混合物,滴加完成后保温反应0.5h,然后加入剩余的溶剂和过氧化苯甲酰,继续保温反应2.5h。降温至40～50℃,加氨水中和至pH=8～9,搅拌反应0.5h后,即得水溶性良好的丙烯酸酯共聚物；
⑵高抗黏连、耐高温环保水性预印光油的制备
2.1、高抗黏连、耐高温环保水性预印光油各组分原料配比
耐高温水溶性丙烯酸酯共聚物65kg、纳米氧化锌分散乳液5kg、海石花HA-soft80蜡乳液5kg、百宏BH-801蜡乳液5kg、聚二甲基硅氧烷0.3kg、东莞四方化工SF-688氟改性聚丙烯酸酯0.3kg、去离子水13 kg、乙醇3kg、异辛醇3.4kg；
2.2、高抗黏连、耐高温环保水性预印光油的制备
（1）按重量称取原料，在带有搅拌及加热装置的反应容器内，投入耐高温水溶性丙烯酸酯共聚物和去离子水溶液搅拌加热至55℃，搅拌均匀后加入纳米氧化锌分散乳液、海石花HA-soft80蜡乳液、百宏BH-801蜡乳液、聚二甲基硅氧烷、东莞四方化工SF-688氟改性聚丙烯酸酯、乙醇、异辛醇等功能助剂，分散均匀后, 冷却，出料得到高抗黏连、耐高温环保水性预印光油。
经检验，上述制得的产品性能如下。
| 序号 | 项目名称 | 技术指标 |
| 1 | 固含量 | 60± 5% |
| 2 | 外观 | 乳白色 |
| 3 | 光泽度 | 40-55度 |
| 4 | PH值 | 8.0±0.3 |
| 5 | 粘度（柔印连线） | 45±5秒（涂4#杯） |
| 6 | 耐磨 | 4磅450次 |
| 7 | 回粘性 | 温度60℃/湿度85度/24小时不回粘 |
实施例4
⑴耐高温水溶性丙烯酸酯共聚物的制备
1.1、耐高温水溶性丙烯酸酯共聚物各组分原料配比
混合单体：
丙烯酸丁酯(BA) 24 kg、
甲基丙烯酸降冰片酯 7 kg、
甲基丙烯酸辛醇酯 6 kg、
甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA） 9 kg、
丙烯酸羟丙酯(HPA) 12 kg、
丙烯酸(AA) 30 kg、
引发剂：过氧化苯甲酰 0.7 kg；
中和剂：氨水；
溶剂：异丙醇11.3 kg；
1.2、耐高温水溶性丙烯酸酯共聚物的制备
在带有回流冷凝管、恒压滴液漏斗、机械搅拌器和温度计的反应釜中加入异丙醇7Kg、混合单体(丙烯酸丁酯(BA) 12Kg、甲基丙烯酸降冰片酯3.5kg、甲基丙烯酸辛醇酯3kg、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）4.5kg、丙烯酸羟丙酯(HPA)6kg、丙烯酸(AA)15kg)、0.175kg过氧化苯甲酰,开动搅拌升温至回流。反应15 min后,约2.5h内滴加剩余混合单体和0.35kg过氧化苯甲酰的混合物,滴加完成后保温反应0.5h,然后加入剩余的溶剂和过氧化苯甲酰,继续保温反应2.5h。降温至40～50℃,加氨水中和至pH=8～9,搅拌反应0.5h后,即得水溶性良好的丙烯酸酯共聚物；
⑵高抗黏连、耐高温环保水性预印光油的制备
2.1、高抗黏连、耐高温环保水性预印光油各组分原料配比
耐高温水溶性丙烯酸酯共聚物60kg、纳米氧化锌分散乳液4kg、瓦克E32蜡乳液3kg、拓达 TD-PE5030蜡乳液3kg、百聚科技810水性高光蜡乳液3kg、惠州三合聚合物Sanhe-8680氟改性聚丙烯酸酯 0.2kg、德谦Levaslip839氟改性聚丙烯酸酯0.2kg、埃卡夫Efka 3777N 氟改性聚丙烯酸酯0.1kg、去离子水17.5kg、乙醇4kg、异辛醇5kg；
2.2、高抗黏连、耐高温环保水性预印光油的制备
（1）按重量称取原料，在带有搅拌及加热装置的反应容器内，投入耐高温水溶性丙烯酸酯共聚物和去离子水溶液搅拌加热至60℃，搅拌均匀后加入纳米氧化锌分散乳液、瓦克E32蜡乳液、拓达 TD-PE5030蜡乳液、百聚科技810水性高光蜡乳液、惠州三合聚合物Sanhe-8680氟改性聚丙烯酸酯、德谦Levaslip839氟改性聚丙烯酸酯、埃卡夫Efka 3777N 氟改性聚丙烯酸酯、乙醇、异辛醇等功能助剂，分散均匀后, 冷却，出料得到高抗黏连、耐高温环保水性预印光油。
经检验，上述制得的产品性能如下。
| 序号 | 项目名称 | 技术指标 |
| 1 | 固含量 | 55± 5% |
| 2 | 外观 | 乳白色 |
| 3 | 光泽度 | 40-55度 |
| 4 | PH值 | 8.0±0.3 |
| 5 | 粘度（柔印连线） | 40±5秒（涂4#杯） |
| 6 | 耐磨 | 4磅430次 |
| 7 | 回粘性 | 温度60℃/湿度85度/24小时不回粘 |
本发明提供的高抗黏连、耐高温环保水性预印光油主要具有以下几点优势：⑴生产和使用过程安全无毒无污染，绿色环保；⑵具有更高的耐热性，可承受160～220℃的裱合温度，可在表面纸张预印完成后直接与瓦楞纸进行裱合，简化现有瓦楞纸箱模切后再进行上光油的工序，提高生产效率。⑶具有良好的耐磨性，可有效提高纸箱图案的耐磨损性能。⑷具有良好的抗回粘特性，可满足温度60℃下，24小时不回粘的要求。
以上的实施例仅是为了更好说明本发明，并非对本发明的具体限定，本领域的技术人员按权利要求所作等同的变化都落入本案的保护范围。
Claims (8)
1.一种高抗黏连、耐高温环保水性预印光油，其特征在于，按照重量百分比计，包括:耐高温水溶性丙烯酸酯共聚物50-65%、纳米氧化锌分散乳液2-5%、氟硅改性蜡乳液5-10%、流平剂0.2-0.6%、去离子水10-40%、助溶剂5-10%。
2.如权利要求1所述的高抗黏连、耐高温环保水性预印光油，其特征在于，所述耐高温水溶性丙烯酸酯共聚物, 按照重量百分比计，包括:
混合单体：
丙烯酸丁酯(BA) 20-30%、
甲基丙烯酸降冰片酯 3-10%、
甲基丙烯酸辛醇酯 2-10%、
甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA） 5-10%、
丙烯酸羟丙酯(HPA) 10-15%、
丙烯酸(AA) 10-40%、
引发剂：过氧化苯甲酰 0.5-1.0%、
中和剂：氨水、
溶剂： 异丙醇10-40%。
3.如权利要求2所述的高抗黏连、耐高温环保水性预印光油，其特征在于，所述耐高温水溶性丙烯酸酯共聚物的制备方法包括：
在带有回流冷凝管、恒压滴液漏斗、机械搅拌器和温度计的反应釜中加入一定量的异丙醇、1/2混合单体、1/4引发剂,开动搅拌升温至回流，反应15 min后,约2.5h内滴加剩余单体和1/2引发剂的混合物,滴加完成后保温反应0.5h,然后加入剩余的溶剂和1/4引发剂,继续保温反应2.5h，降温至40～50℃,加氨水中和至pH=8～9,搅拌反应0.5h后,即得水溶性良好的耐高温丙烯酸酯共聚物。
4.如权利要求1所述的高抗黏连、耐高温环保水性预印光油，其特征在于，所述纳米氧化锌分散乳液中ZnO浓度为20～30%,粒径为20～50nm。
5.如权利要求1所述的高抗黏连、耐高温环保水性预印光油，其特征在于，所述氟硅改性蜡乳液选自德国毕克 BYKAQUACER53蜡乳液、美国麦可门ME92040蜡乳液、巴斯夫PoligenWE6蜡乳液、海石花HA-soft80蜡乳液、百宏BH-801蜡乳液、瓦克E32蜡乳液、拓达TD-PE5030蜡乳液、百聚科技 810水性高光蜡乳液中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的高抗黏连、耐高温环保水性预印光油，其特征在于，按重量百分比计，还包括0.2-0.6%的流平剂，所述流平剂选自聚二甲基硅氧烷和氟改性聚丙烯酸酯中的一种或两种。
7.如权利要求1所述的高抗黏连、耐高温环保水性预印光油，其特征在于，所述助溶剂选自乙醇、异辛醇中的一种或两种。
8.如权利要求1~7任意一项所述的高抗黏连、耐高温环保水性预印光油的制备方法，其特征在于，包括：
按照配比在带有搅拌及加热装置的反应容器内，投入耐高温水溶性丙烯酸酯共聚物和去离子水溶液，边搅拌边升温至50-60℃，搅拌均匀后加入纳米氧化锌分散乳液、氟硅改性蜡乳液、流平剂及助溶剂等功能助剂，分散均匀后,冷却，出料得到高抗黏连、耐高温环保水性预印光油。
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