CN109293840B - 单体混合液及运用其的水性防滑预印乳液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种单体混合液及运用其的水性防滑预印乳液及其制备方法，其特征在于，按质量百分比包括以下原料：苯乙烯6～35％、丙烯酸异辛酯10～50％、丙烯酸丁酯16～50％和季戊四醇四丙烯酸酯3～5％。本发明的技术方案采用季戊四醇四丙烯酸酯作为交联单体,形成空间体型结构，极大的提高了水性防滑乳液的耐热性，在单体混合液中使用了软单体丙烯酸异辛酯和丙烯酸丁酯，提高了水性防滑乳液的防滑性和耐磨性。

Description

单体混合液及运用其的水性防滑预印乳液及其制备方法

技术领域

本发明涉及预印乳液技术领域，尤其涉及一种单体混合液及运用其的水性防滑预印乳液及其制备方法。

背景技术

随着现代社会物理网络的迅速建立，各类包装由于辨识度强、对内部的产品保护效果理想，被大规模的使用，而在包装的表面印刷各种商标与产品的信息，也由从前的手工生产发展至如今的印刷技术。印刷技术也分为后印和预印，预印技术较于后印技术成本低廉，效率高，更适合大批量的生产，近年来被越来越多的厂家所采用，其中预印乳液作为预印技术中的重要原料，也在不断的发展。

而现有技术中的预印乳液，在保证耐磨和耐热性能的同时，不能保证其防滑性，在印刷的过程中会发生油墨与印刷机相互粘连，导致难以剥离的现象，从而印刷的产品信息不能完整的显示出来；并且在印刷完毕初期，包装表面会容易沾黏污染物，导致印刷效果被破坏。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种单体混合液及运用其的水性防滑预印乳液及其制备方法，解决了现有预印乳液在保证耐磨性和耐热性的同时，不能保证其防滑性的问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种单体混合液，按质量百分比包括以下原料：苯乙烯6～35％、丙烯酸异辛酯10～50％、丙烯酸丁酯16～50％和季戊四醇四丙烯酸酯3～5％。

优选地，本发明还提出一种水性防滑预印乳液，按质量百分比包括以下原料：苯丙树脂液30～50％、所述单体混合液25～35％、乳化剂1～2％和引发剂0.3～0.5％，其余为去离子水。

优选地，所述苯丙树脂液按质量百分比包括以下原料：浓度为20％的氨水8～15％、固体苯丙树脂20～40％和去离子水45～72％。

优选地，所述苯丙树脂液的酸值为150～250。

优选地，所述引发剂为过硫酸铵。

本发明还提出了一种水性防滑预印乳液的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

S10、将苯丙树脂液和去离子水加入到反应釜中加热，在升温的同时加入乳化剂；

S20、当温度升至82～85℃时，滴加单体混合液和引发剂；

S30、滴加完毕后，升温至85℃时，保温2小时；

S40、进行降温和冷却处理，得到水性防滑预印乳液。

优选地，所述苯丙树脂液由以下步骤制备得到：

S11、将浓度为20％的氨水、固体苯丙树脂和去离子水依次投入分散缸，分散均匀后得到所述苯丙树脂液。

优选地，所述单体混合液由以下步骤制备得到：

S21、将苯乙烯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯和季戊四醇四丙烯酸酯依次投入分散缸，分散均匀后得到所述单体混合液。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：采用季戊四醇四丙烯酸酯作为交联单体，形成空间体型结构增强了乳液体系的稳定性，从而极大的提高了水性防滑乳液的耐热性；使用软单体丙烯酸异辛酯和丙烯酸丁酯，使得单体混合液的玻璃化温度降低，赋予了单体混合液良好的成膜性，在预印乳液粒子的表面形成良好的覆盖膜，提高了水性防滑乳液的耐磨性能，覆盖膜与预印乳液的粒子紧密结合，并且具有较强的附着力，从而提高了水性预印防滑乳液的防滑性。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种单体混合液，按质量百分比包括以下原料：苯乙烯6～35％、丙烯酸异辛酯10～50％、丙烯酸丁酯16～50％和季戊四醇四丙烯酸酯3～5％。

本发明的季戊四醇四丙烯酸酯作为交联单体，形成空间体型结构增强了乳液体系的稳定性，从而极大的提高了水性防滑乳液的耐热性；使用软单体丙烯酸异辛酯和丙烯酸丁酯，使得单体混合液的玻璃化温度降低，赋予了单体混合液良好的成膜性，在预印乳液粒子的表面形成良好的覆盖膜，提高了水性防滑乳液的耐磨性能，覆盖膜与预印乳液的粒子紧密结合，并且具有较强的附着力，从而提高了水性预印防滑乳液的防滑性。苯乙烯在单体混合液中主要是为了解决丙烯酸的耐水性和耐久性较差的缺陷。

当苯乙烯的用量高于35％时，预印乳液的成本较高，不利于工业生产，当用量低于6％时，则对预印乳液的耐水性和耐久性没有很好的改善作用。丙烯酸异辛酯和丙烯酸丁酯的用量多于50％时，会导致单体混合液的玻璃化温度降低，印刷完毕后黏度过大，成膜性能变差；当丙烯酸异辛酯的用量低于10％时乳液的稳定性变差，当丙烯酸丁酯的用量低于16％时，则预印乳液的防滑性和耐磨性不能得到很好的提升，影响后续的印刷过程。季戊四醇四丙烯酸酯的用量也要适中，用量过高和过低都会导致预印乳液的耐热性达不到要求。

本发明还提出一种水性防滑预印乳液，按质量百分比包括以下原料：苯丙树脂液30～50％、所述单体混合液25～35％、乳化剂1～2％和引发剂0.3～0.5％，其余为去离子水。

苯丙树脂液和单体混合液是水溶性乳液，需要具有较好的流平性。为了提高苯丙树脂液和单体混合液的各项性能，需要添加一些助剂，该助剂为乳化剂及引发剂，乳化剂在预印乳液中生成乳胶粒，使得体系中的自由水体积分数减少，粒子的运动阻力随之增大，导致预印乳液的粘度增大。引发剂可以提高反应速率以及反应的转化率。

本发明的水性防滑预印乳液，配方中的各原料用量要适中，本发明采用苯丙树脂液30～50％、单体混合液25～35％、乳化剂1～2％和引发剂0.3～0.5％，其余为去离子水。若苯丙树脂液的用量超过50％时，部分苯丙树脂液不能得到更好的分散，其流动性较差；若苯丙树脂液的用量少于30％，则该苯丙树脂液作为水性防滑预印乳液的基体不能充分的发挥其成膜性能。单体混合液的用量也要适中，以确保水性防滑预印乳液的耐磨性、耐热性和防滑性。乳化剂和引发剂的用量也要适中，以使得苯丙树脂液和单体混合液发挥较好的性能，聚合反应可以顺利的进行，从而使得最终制备得到的水性防滑预印乳液具有较好的相容性、流平性。

苯丙树脂液按质量百分比包括以下原料：浓度为20％的氨水8～15％、固体苯丙树脂20～40％和去离子水45～72％。

氨水的作用在于调节苯丙树脂液的pH值，浓度为20％的氨水为最佳调节pH值的浓度，当氨水的用量为8～15％时，可以保证预印乳液的黏度适宜，并且固含量也能达到较好的性能指标。固体苯丙树脂由于具有结构牢固的苯环，能提高预印乳液成膜的耐候性、耐老化性质，并且能与其它的填料和助剂很好的混溶，20～40％的用量为最适宜的固体苯丙树脂用量，过多和过少都会导致预印乳液出现聚集的现象。为了满足预印乳液的高稳定性和良好的使用性能，选用去离子水加入预印乳液之中。

苯丙树脂液的酸值为150～250。酸值是苯丙树脂液获得不溶性的关键，直接影响到苯丙树脂液的水溶性好坏和黏度，当酸值低于150时，苯丙树脂液的水溶性不足，导致其不溶于水，影响预印乳液的最终性能，当酸值过高高于250时，则会导致预印乳液的成膜性能下降。

引发剂为过硫酸铵。过硫酸铵的添加，可以形成较多的自由基，粒子的碰撞几率增大，反应速率也随之加快，反应的转化率也随之提高。

本发明还提出了一种水性防滑预印乳液的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

S10、将苯丙树脂液和去离子水加入到反应釜中加热，在升温的同时加入乳化剂；

S20、当温度升至82～85℃时，滴加单体混合液和引发剂；

S30、滴加完毕后，升温至85℃时，保温2小时；

S40、进行降温和冷却处理，得到水性防滑预印乳液。

具体地，首先，分别称取苯丙树脂液和去离子水，并将二者加入至反应釜内，不断升温并进行搅拌以混合均匀，再加入乳化剂；接着，当温度升至82～85℃时，在上述溶液中滴加单体混合液和引发剂，滴加完毕后，升温至85℃并保温2小时，最后进行降温和冷却处理，即可得到水性防滑预印乳液。该制备工艺简单方便，且易于操作，通过原料配比的优化设计，对制备工艺进行改进，成本较低且制得的产品性能较为优异。

本发明的苯丙树脂液由以下步骤制备得到：

S11、将浓度为20％的氨水、固体苯丙树脂和去离子水依次投入分散缸，分散均匀后得到所述苯丙树脂液。

具体地，苯丙树脂液是在分散缸中进行分散得到的，称取浓度为20％的氨水、固体苯丙树脂和去离子水，依次投入分散缸，分散均匀后得到所述苯丙树脂液。该操作方式可以更好地将苯丙树脂液进行分散，以有效地避免沉降的现象发生，从而使得制备的预印乳液具有较好的流平性，能够满足印刷工艺的需求。

本发明的单体混合液由以下步骤制备得到：

S21、苯乙烯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯和季戊四醇四丙烯酸酯依次投入分散缸，分散均匀后得到所述单体混合液。

具体地，单体混合液也是在分散机中分散得到的，称取苯乙烯、丙烯酸异辛酯和丙烯酸丁酯和季戊四醇四丙烯酸酯依次加入到分散缸中进行搅拌分散，得到混合均匀的单体混合液。

以下通过具体实施例对本发明的一种水性防滑预印乳液的制备工艺进行详细说明。

实施例1：

按质量百分比分别称取30％的苯丙树脂液(10％的氨水(浓度为20％)、30％的固体苯丙树脂和60％的去离子水)、30％的单体混合液(30％的苯乙烯、50％的丙烯酸异辛酯、16％的丙烯酸丁酯和4％的季戊四醇四丙烯酸酯)、1％的乳化剂、0.3％的过硫酸铵和38.7％的去离子水。

S11、将浓度为20％的氨水、固体苯丙树脂和去离子水依次投入分散缸，分散均匀后得到所述苯丙树脂液；

S10、将苯丙树脂液和去离子水加入到反应釜中加热，在升温的同时加入乳化剂；

S21、将苯乙烯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯和季戊四醇四丙烯酸酯依次投入分散缸，分散均匀后得到所述单体混合液。

S20、当温度升至82～85℃时，滴加单体混合液和过硫酸铵；

S30、滴加完毕后，升温至85℃时，保温2小时；

S40、进行降温和冷却处理，得到水性防滑预印乳液。

实施例2：

按质量百分比分别称取40％的苯丙树脂液(15％的氨水(浓度为20％)、40％的固体苯丙树脂和45％的去离子水)、25％的单体混合液(35％的苯乙烯、10％的丙烯酸异辛酯、50％的丙烯酸丁酯和5％的季戊四醇四丙烯酸酯)、1.5％的乳化剂、0.4％的过硫酸铵和33.1％的去离子水。

S11、将浓度为20％的氨水、固体苯丙树脂和去离子水依次投入分散缸，分散均匀后得到所述苯丙树脂液；

S10、将苯丙树脂液和去离子水加入到反应釜中加热，在升温的同时加入乳化剂；

S21、将苯乙烯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯和季戊四醇四丙烯酸酯依次投入分散缸，分散均匀后得到所述单体混合液。

S20、当温度升至82～85℃时，滴加单体混合液和过硫酸铵；

S30、滴加完毕后，升温至85℃时，保温2小时；

S40、进行降温和冷却处理，得到水性防滑预印乳液。

实施例3：

按质量百分比分别称取50％的苯丙树脂液(8％的氨水(浓度为20％)、20％的固体苯丙树脂和70％的去离子水)、35％的单体混合液(27％的苯乙烯、40％的丙烯酸异辛酯、30％的丙烯酸丁酯和3％的季戊四醇四丙烯酸酯)、2％的乳化剂、0.5％的过硫酸铵和12.5％的去离子水。

S11、将浓度为20％的氨水、固体苯丙树脂和去离子水依次投入分散缸，分散均匀后得到所述苯丙树脂液；

S10、将苯丙树脂液和去离子水加入到反应釜中加热，在升温的同时加入乳化剂；

S21、将苯乙烯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯和季戊四醇四丙烯酸酯依次投入分散缸，分散均匀后得到所述单体混合液。

S20、当温度升至82～85℃时，滴加单体混合液和过硫酸铵；

S30、滴加完毕后，升温至85℃时，保温2小时；

S40、进行降温和冷却处理，得到水性防滑预印乳液。

对上述3个实施例进行耐热、耐磨、防滑性能测试，测试结果列于下表：

水性防滑预印乳液性能测试结果

实施例	耐热性/℃	耐磨性/次	防滑角/°
				1	160	200	20
2	180	400	25
				3	200	400	28

耐热性测试方法：选用富深1708工业用贴皮熨斗进行耐热性测试。先调节富深1708工业用贴皮熨斗至相应的温度档位，接通电源进行预热，使熨斗底端的温度不断上升，把测试用使用水性预印乳液的印刷样品放置在纸板的上端，手持熨斗底板对印刷样品推搓，再观察熨斗的底板是否出现印刷样品的底墨脱落现象，如果印刷样品的底墨出现脱落，则预印乳液的最大耐热温度即为此温度。

耐磨性测试方法：使用BGD630测试仪进行测试。将BGD630测试仪的末端放置A4纸作为摩擦测试纸，选用4磅的压力对使用水性预印乳液的印刷样品进行摩擦，BGD630测试仪来回摩擦计为1次，频率为85次/min，当摩擦测试纸上油墨出现脱色现象时即为该水性预印乳液的耐磨测试次数。

防滑性测试方法：选用Digital Protractor电子角度仪进行测试。将使用水性预印乳液的印刷样品贴在150*200mm的铁块上，另一块使用水性预印乳液的印刷样品贴在150*200mm的木板上，将两块样品的印刷表面相互贴合，再缓慢提升木板的角度，直至一侧黏贴有使用水性预印乳液的印刷样品的铁块滑落为止，此时Digital Protractor电子角度仪的测量角度为该水性预印乳液的防滑角。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种水性防滑预印乳液，其特征在于，按质量百分比包括以下原料：苯丙树脂液30～50％、单体混合液25～35％、乳化剂1～2％和引发剂0.3～0.5％，其余为去离子水；

所述单体混合液，按质量百分比包括以下原料：苯乙烯6～35％、丙烯酸异辛酯10～50％、丙烯酸丁酯16～50％和季戊四醇四丙烯酸酯3～5％；

所述苯丙树脂液按质量百分比包括以下原料：浓度为20％的氨水：8～15％；固体苯丙树脂：20～40％；去离子水：45～72％。

2.根据权利要求1所述的水性防滑预印乳液，其特征在于，所述苯丙树脂液的酸值为150～250。

3.根据权利要求1所述的水性防滑预印乳液，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵。

4.一种如权利要求1所述的水性防滑预印乳液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S10、将苯丙树脂液和去离子水加入到反应釜中加热，在升温的同时加入乳化剂；

S20、当温度升至82～85℃时，滴加单体混合液和引发剂；

S30、滴加完毕后，升温至85℃时，保温2小时；

S40、进行降温和冷却处理，得到水性防滑预印乳液。

5.如权利要求4所述的水性防滑预印乳液的制备方法，其特征在于，所述苯丙树脂液由以下步骤制得：

S11、将浓度为20％的氨水、固体苯丙树脂和去离子水依次投入分散缸，分散均匀后得到所述苯丙树脂液。

6.如权利要求4所述的水性防滑预印乳液的制备方法，其特征在于，所述单体混合液由以下步骤制备得到：

S21、将苯乙烯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯和季戊四醇四丙烯酸酯依次投入分散缸，分散均匀后得到所述单体混合液。