CN110229279A - 一种水性丙烯酸乳液、其制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水性凹版薄膜表印技术领域，具体涉及一种水性丙烯酸乳液、其制备方法及应用，该水性丙烯酸乳液的制备方法，包括如下步骤：将碱溶性树脂、水和氨水混合至体系透明，得到透明体系；向透明体系中加入乳化剂‑水溶液和引发剂‑水溶液混合均匀，得到混合液；向混合液中加入A组分单体，然后保温10‑20min，得到种子乳液A；向种子乳液A中加入含羟基的丙烯酸酯类单体，得到种子乳液B；向种子乳液B中加入B组分单体以及引发剂‑水溶液，得到种子乳液C；向种子乳液C中加入C组分单体，即得水性丙烯酸乳液。该制备方法采用多种子半连续法制备一种耐醇稀释性好、较大地提高水性油墨/色浆的附着力的水性丙烯酸乳液。

Description

一种水性丙烯酸乳液、其制备方法及应用
技术领域
本发明涉及水性凹版薄膜表印技术领域，具体涉及一种水性丙烯酸乳液、其制备方法及应用。
背景技术
凹版印刷是使整个印版表面涂满油墨，然后用特制的刮墨机构，把空白部分的油墨去除干净，使油墨只存留在图文部分的网穴之中，再在较大的压力作用下，将油墨转移到承印物表面，获得印刷品。凹版印刷属于直接印刷。印版的图文部分凹下，且凹陷程度随图像的层次有深浅的不同，印版的空白部分凸起，并在同一平面上。
其使用的印刷油墨，根据溶剂的不同，可分为有机溶剂油墨、水性油墨，其中，虽然有机溶剂油墨的附着性更佳，但其中含有的可挥发性的有机溶剂特别是苯类溶剂和酮类溶剂，异味大，且易对人体健康造成危害。
而水性油墨由于其无毒、环保、安全性能高，且耐候性优良，不易因日晒而变色，因此，以水性油墨作凹版印刷用的油墨符合环保需求，受消费者喜爱。但水性油墨的附着力差，目前借助醇溶剂加快干燥速度提高附着力的理念受研发人员的追捧，但仍未取得较好的进展，水性乳液在调配水性色浆或油墨过程中常因与醇混合后出现破乳现象，导致无法制成水性色浆或油墨。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的之一在于提供一种水性丙烯酸乳液的制备方法，采用多种子半连续法制备一种耐醇稀释性好、较大地提高水性油墨/色浆的附着力的水性丙烯酸乳液；该制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，可用于大规模生产。
本发明的目的之二在于提供一种水性丙烯酸乳液，其相容性好，与水、醇、醚及市面上大部分丙烯酸乳液互溶；耐醇稀释性好，避免与醇混合时出现破乳现象导致流动性变差，本发明的水性丙烯酸乳液与醇相容，从而突破了使用醇与乳液混合导致破乳的瓶颈，使水性油墨/色浆因可以加入较多的醇而提高其附着力并趋向于现有有机溶剂油墨所达到的附着力，环保型更高，对人体健康危害更小，异味更小，从而可替代现有的苯类溶剂油墨或酮类溶剂油墨在凹版薄膜表印上的应用。
本发明的目的之三在于提供一种应用水性丙烯酸乳液制得的水性油墨，其应用于凹版薄膜表印的附着力趋向于现有有机溶剂油墨所达到的附着力，环保型更高，对人体健康危害更小，异味更小，从而可替代现有的苯类溶剂油墨或酮类溶剂油墨在凹版薄膜表印上的应用。
本发明的目的之一通过下述技术方案实现：一种水性丙烯酸乳液的制备方法，包括如下步骤：
(S1)、按重量份将5-10份碱溶性树脂、30-40份水和2-7份氨水混合至体系透明，且保证体系pH值在8.5-9.5，得到透明体系；
(S2)、按重量份向步骤(S1)制得的透明体系中加入4-7份乳化剂-水溶液和1-5份引发剂-水溶液混合均匀，得到混合液；
(S3)、在86-90℃温度下，按重量份向步骤(S2)制得的混合液中加入2-15份A组分单体，然后保温10-20min，得到种子乳液A；
(S4)、在86-90℃温度下，按重量份向步骤(S3)制得的种子乳液A中加入1-5份含羟基的丙烯酸酯类单体，得到种子乳液B；
(S5)、在88-93℃温度下，按重量份向步骤(S4)制得的种子乳液B中加入10-23份B组分单体以及0.05-0.3份引发剂-水溶液，得到种子乳液C；
(S6)、在88-93℃温度下，按重量份向步骤(S5)制得的种子乳液C中加入6-12份C组分单体，然后保温60-90min，即得水性丙烯酸乳液。
本发明的水性丙烯酸乳液的制备方法，采用多种子半连续法制备一种耐醇稀释性好、较大地提高水性油墨/色浆的附着力的水性丙烯酸乳液；该制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，可用于大规模生产。其中，所述步骤(S1)中，以水和氨水将碱溶性树脂完全溶解于体系中，从而得到透明体系，氨水呈弱碱性，调节用量可控制体系pH值在8.5-9.5，为后续进行半连续种子聚合提供基本条件，提高水性丙烯酸乳液的得率。所述步骤(S2)中，先加入乳化剂-水溶液和引发剂-水溶液，再在步骤(S3)中加入A组分单体，使反应更易于控制，提高反应稳定性，减少了单体自聚而生成凝聚物的概率；乳化剂-水溶液的用量控制在4-7份，反应体系稳定性提高，单体生成凝胶的概率低，从而提高水性丙烯酸乳液的性能；若乳化剂-水溶液的用量过少，后续加入的单体反应不稳定，易产生凝胶，降低水性丙烯酸乳液的得率；若乳化剂-水溶液的用量过多，容易增大乳液吸水率，导致乳液耐水性降低。所述步骤(S3)中，控制反应温度在86-90℃，且反应后保温10-20min，使A组分单体完全反应，提高反应转化率。所述步骤(S4)中，加入含羟基的丙烯酸酯类单体，使水性丙烯酸乳液获得含羟基的丙烯酸酯类单体中的羟基官能团，从而提高水性丙烯酸乳液在醇类溶剂中的相容性和稳定性，避免乳液破乳。所述步骤(S5)中，控制反应温度在88-93℃，且补充加入引发剂-水溶液，补充种子半连续聚合过程中被中止的活性中心，提高反应稳定性和反应转化率，减少单体自聚而生成凝聚物的概率。所述步骤(S6)中，反应后保温60-90min，使单体完全反应，提高反应转化率，降低单体残留量。进一步的，所述步骤(S3)中，A组分单体采用滴加的方式添加到混合液中，滴加时间为20-30min；所述步骤(S4)中，含羟基的丙烯酸酯类单体采用滴加的方式添加到种子乳液A中，滴加时间为8-15min；所述步骤(S5)中，B组分单体以及引发剂-水溶液均采用滴加的方式添加到种子乳液B中，滴加时间为20-30min；所述步骤(S6)中，C组分单体采用滴加的方式添加到种子乳液C中，滴加时间为30-40min；控制上述反应的滴加时间，以控制反应体系的反应速度，维持较高的体系单体转化率，从而提高水性丙烯酸乳液的得率。所述碱溶性树脂包括但不限于氨基甲酸乙酯树脂、水性氨基树脂或碱溶性丙烯酸树脂。
优选的，所述步骤(S1)中，混合至体系透明是在85-90℃温度下搅拌而得。
采用上述技术方案，控制温度在85-90℃下搅拌，促进碱溶性树脂溶解于氨水中，缩短溶解时间，提高生产效率。
优选的，所述乳化剂-水溶液是由乳化剂和水以重量比0.5-1：4-6复配而成；所述引发剂-水溶液是由引发剂和水以重量比0.08-0.6：1复配而成。
采用上述技术方案，本发明加入的乳化剂和引发剂的用量较少，先配置乳化剂-水溶液和引发剂-水溶液，使乳化剂和引发剂加入体系的量得到有效控制，减少误差，避免发生大量的副反应，从而提高水性丙烯酸乳液的得率。进一步的，所述乳化剂为阴离子乳化剂和非离子乳化剂按重量比3-6：1-2复配而成，所述阴离子乳化剂包括但不限于脂肪醇硫酸盐和烷基磺酸盐中的至少一种，所述脂肪醇硫酸盐为脂肪醇硫酸钠，所述烷基磺酸盐包括但不限于石油磺酸钠、烷基苯磺酸钠或木素磺酸钠，所述非离子乳化剂包括但不限于直链脂肪醇聚氧乙烯醚、异构脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚和多元醇酯聚氧乙烯醚中的至少一种。所述乳化剂采用阴离子乳化剂和非离子乳化剂复配而成，产生协同效应，提高乳液化学稳定性，提高固含量。乳化剂-水溶液的用量仅在4-7重量份且乳化剂-水溶液是由乳化剂和水以重量比0.5-1：4-6复配而成，节约成本。进一步的，所述引发剂为过氧化物引发剂，所述过氧化物引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的至少一种，更优选的，所述过氧化物引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠按照质量比为1:0.5-1.5:1.5-2.5复配而成，提高乳化稳定性，提高反应活性，引发乳化单体聚合的效果更好，大大降低乳化单体的残留，提高单体的反应转化率。更优选的，所述步骤(S2)中，引发剂-水溶液是由引发剂和水以重量比0.08-0.6：1复配而成；所述步骤(S5)中，引发剂-水溶液是由引发剂和水以重量比0.08-0.15：1复配而成。
优选的，所述步骤(S3)中，每份所述A组分单体包括如下重量份的原料：
苯乙烯 1-5份
丙烯酸软单体 1-5份
丙烯酸硬单体 0.5-3份。
采用上述技术方案，制得的水性丙烯酸乳液的分子量分布更均匀，使聚合过程中粒径分布更集中，使乳液的流平性、耐水性、耐醇稀性好，粘度均匀。本发明的丙烯酸软单体包括但不限于丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸月桂醇酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种；本发明的丙烯酸硬单体包括但不限于丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、2-丙基庚基丙烯酸酯中的至少一种。更优选的，所述步骤(S3)中，每份所述A组分单体由如下重量份的原料组成：
苯乙烯 1-5份
丙烯酸软单体 1-5份
丙烯酸硬单体 0.5-3份。
优选的，所述步骤(S4)中，含羟基的丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸羟乙酯和/或丙烯酸羟乙酯。
采用上述技术方案，进一步以含羟基的丙烯酸酯类单体进行种子半连续聚合，使种子乳液A获得含羟基的丙烯酸酯类单体中的羟基官能团，得到种子乳液B，从而提高水性丙烯酸乳液在醇类溶剂中的相容性和稳定性，避免乳液破乳而失去乳液性能，提高了水性丙烯酸乳液与醇混合应用于水性色浆或油墨后的表印附着力，使水性色浆或油墨干燥速度可调范围更大，稳定性更高。所述步骤(S4)中，滴加含羟基的丙烯酸酯类单体的时间控制在8-15min，避免含羟基的丙烯酸酯类单体极易自聚而产生凝胶的问题。
优选的，所述步骤(S5)中，每份所述B组分单体包括如下重量份的原料：
采用上述技术方案，进一步以B组分单体进行种子半连续聚合，避免单体自聚产生凝胶，降低乳液的流动性，降低水性丙烯酸乳液的得率。甲基丙烯酸四氢糠基酯与苯乙烯、丙烯酸软单体、丙烯酸硬单体混合，对种子乳液B改性，降低了乳液的表面张力，从而使水性油墨的附着力更高，又能提高乳液光泽度进而提高水性油墨的光泽度。更优选的，所述步骤(S5)中，每份所述B组分单体由如下重量份的原料组成：
优选的，所述步骤(S6)中，每份所述C组分单体包括如下重量份的原料：
苯乙烯 1-3份
丙烯酸软单体 5-10份
胶粘用特殊附着力单体 0.3-1份。
采用上述技术方案，其胶粘用特殊附着力单体作为功能性单体，在种子半连续聚合的最后一步才加入C组分单体，提供乳液交联性、附着力和耐水性能。进一步的，所述胶粘用特殊附着力单体为上海摩田化学有限公司的LE-2单体，提高乳液的初粘力、持粘力。更优选的，所述步骤(S6)中，每份所述C组分单体由如下重量份的原料组成：
苯乙烯 1-3份
丙烯酸软单体 5-10份
胶粘用特殊附着力单体 0.3-1份。
本发明的目的之二通过下述技术方案实现：一种水性丙烯酸乳液，所述水性丙烯酸乳液采用上述的水性丙烯酸乳液的制备方法制备而成。
本发明的水性丙烯酸乳液，其相容性好，与水、醇、醚及市面上大部分丙烯酸乳液互溶；耐醇稀释性好，避免与醇混合时出现破乳现象导致流动性变差，本发明的水性丙烯酸乳液与醇相容，从而突破了使用醇与乳液混合导致破乳的瓶颈，使水性油墨/色浆因可以加入较多的醇而提高其附着力并趋向于现有有机溶剂油墨所达到的附着力，环保型更高，对人体健康危害更小，异味更小，从而可替代现有的苯类溶剂油墨或酮类溶剂油墨在凹版薄膜表印上的应用。
本发明的目的之三通过下述技术方案实现：一种应用上述的水性丙烯酸乳液的水性油墨，所述水性油墨包括如下重量份的原料：
应用水性丙烯酸乳液制得的水性油墨，其应用于凹版薄膜表印的附着力趋向于现有有机溶剂油墨所达到的附着力，环保型更高，对人体健康危害更小，异味更小，从而可替代现有的苯类溶剂油墨或酮类溶剂油墨在凹版薄膜表印上的应用。每份所述其他助剂包括1-5重量份快干剂和0.3-0.8重量份抗刮剂，促进水性油墨干燥速度，提高水性油墨在凹版薄膜表印的附着力。所述快干剂包括但不限于丙烯酸型氧化锌乳液快干剂和/或YJ-WK水性快干剂；所述抗刮剂包括但不限于聚乙烯蜡浆、聚四氟乙烯蜡浆、有机硅表面活性剂、氧化聚乙烯蜡乳液中的至少一种。所述水性油墨的制备方法可采用将水性油墨的原料混合均匀，再在球磨机中研磨30-60min即可。
优选的，每份所述水性色浆包括如下重量份的原料：
采用上述技术方案，分散剂和润湿剂促进色料均匀分散于水性色浆，水性丙烯酸乳液与醇类溶剂相容性好，避免水性丙烯酸乳液破乳而降低水性色浆的流动性，提高水性色浆的附着力。所述醇类溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇或异丁醇。更优选的，所述分散剂包括但不限于BYK-193、BYK-155、BYK-104s、EFKA–4560和BYK-191中的至少一种，所述润湿剂包括但不限于BYK-347、BYK-346、BYK-164和BYK-165中的至少一种，所述消泡剂包括但不限于BYK-085、BYK-071、ST2438、BYK-022和BYK-024中的至少一种，所述色料包括但不限于酞青绿、酞青蓝、永固红、联苯氨黄、炭黑和二氧化钛中的至少一种。所述水性色浆的制备方法可采用将上述水性色浆的原料混合搅拌，研磨至粒度在10-15μm即可。
本发明的有益效果在于：本发明的水性丙烯酸乳液的制备方法，采用多种子半连续法制备一种耐醇稀释性好、较大地提高水性油墨/色浆的附着力的水性丙烯酸乳液；该制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，可用于大规模生产。
本发明的水性丙烯酸乳液，其相容性好，与水、醇、醚及市面上大部分丙烯酸乳液互溶；耐醇稀释性好，避免与醇混合时出现破乳现象导致流动性变差，本发明的水性丙烯酸乳液与醇相容，从而突破了使用醇与乳液混合导致破乳的瓶颈，使水性油墨/色浆因可以加入较多的醇而提高其附着力并趋向于现有有机溶剂油墨所达到的附着力，环保型更高，对人体健康危害更小，异味更小，从而可替代现有的苯类溶剂油墨或酮类溶剂油墨在凹版薄膜表印上的应用。
本发明的应用水性丙烯酸乳液制得的水性油墨，其应用于凹版薄膜表印的附着力趋向于现有有机溶剂油墨所达到的附着力，环保型更高，对人体健康危害更小，异味更小，从而可替代现有的苯类溶剂油墨或酮类溶剂油墨在凹版薄膜表印上的应用。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种水性丙烯酸乳液的制备方法，包括如下步骤：
(S1)、按重量份将7份碱溶性树脂、35份水和5份氨水混合至体系透明，且保证体系pH值在8.5-9.5，得到透明体系；
(S2)、按重量份向步骤(S1)制得的透明体系中加入6份乳化剂-水溶液和3份引发剂-水溶液混合均匀，得到混合液；
(S3)、在88℃温度下，按重量份向步骤(S2)制得的混合液中加入6份A组分单体，然后保温15min，得到种子乳液A；
(S4)、在88℃温度下，按重量份向步骤(S3)制得的种子乳液A中加入3份含羟基的丙烯酸酯类单体，得到种子乳液B；
(S5)、在90℃温度下，按重量份向步骤(S4)制得的种子乳液B中加入16份B组分单体以及0.2份引发剂-水溶液，得到种子乳液C；
(S6)、在91℃温度下，按重量份向步骤(S5)制得的种子乳液C中加入9份C组分单体，然后保温75min，即得水性丙烯酸乳液。
所述步骤(S3)中，A组分单体采用滴加的方式添加到混合液中，滴加时间为25min；所述步骤(S4)中，含羟基的丙烯酸酯类单体采用滴加的方式添加到种子乳液A中，滴加时间为12min；所述步骤(S5)中，B组分单体以及引发剂-水溶液均采用滴加的方式添加到种子乳液B中，滴加时间为25min；所述步骤(S6)中，C组分单体采用滴加的方式添加到种子乳液C中，滴加时间为35min。所述碱溶性树脂为碱溶性丙烯酸树脂。
所述步骤(S1)中，混合至体系透明是在88℃温度下搅拌而得。
所述乳化剂-水溶液是由乳化剂和水以重量比0.8：5复配而成。所述步骤(S2)中，引发剂-水溶液是由引发剂和水以重量比0.18：1复配而成；所述步骤(S5)中，引发剂-水溶液是由引发剂和水以重量比0.1：1复配而成。
所述乳化剂为阴离子乳化剂和非离子乳化剂按重量比4：1.5复配而成，所述阴离子乳化剂为脂肪醇硫酸盐，所述脂肪醇硫酸盐为脂肪醇硫酸钠，所述非离子乳化剂为直链脂肪醇聚氧乙烯醚。所述引发剂为过氧化物引发剂，所述过氧化物引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠按照质量比为1:1:2复配而成。
所述步骤(S3)中，每份所述A组分单体包括如下重量份的原料：
苯乙烯 3份
丙烯酸软单体 3份
丙烯酸硬单体 1.8份。
所述步骤(S3)中，丙烯酸软单体为丙烯酸乙酯；丙烯酸硬单体为丙烯酸甲酯。
所述步骤(S4)中，所述含羟基的丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸羟乙酯。
所述步骤(S5)中，每份所述B组分单体包括如下重量份的原料：
所述步骤(S5)中，丙烯酸软单体为丙烯酸丁酯；丙烯酸硬单体为醋酸乙烯酯。
所述步骤(S6)中，每份所述C组分单体包括如下重量份的原料：
苯乙烯 2份
丙烯酸软单体 8份
胶粘用特殊附着力单体 0.6份。
所述胶粘用特殊附着力单体为上海摩田化学有限公司的LE-2单体。
所述步骤(S6)中，丙烯酸软单体为甲基丙烯酸异辛酯。
一种水性丙烯酸乳液，所述水性丙烯酸乳液采用上述的水性丙烯酸乳液的制备方法制备而成。
一种应用上述的水性丙烯酸乳液制得的水性油墨，所述水性油墨包括如下重量份的原料：
每份所述其他助剂包括3重量份快干剂和0.5重量份抗刮剂。所述快干剂为丙烯酸型氧化锌乳液快干剂；所述抗刮剂为氧化聚乙烯蜡乳液。
每份所述水性色浆包括如下重量份的原料：
所述醇类溶剂为乙醇。所述分散剂为BYK-193，所述润湿剂为BYK-347，所述消泡剂为BYK-085，所述色料为酞青绿。
实施例2
一种水性丙烯酸乳液的制备方法，包括如下步骤：
(S1)、按重量份将5份碱溶性树脂、30份水和2份氨水混合至体系透明，且保证体系pH值在8.5-9.5，得到透明体系；
(S2)、按重量份向步骤(S1)制得的透明体系中加入4份乳化剂-水溶液和1份引发剂-水溶液混合均匀，得到混合液；
(S3)、在86℃温度下，按重量份向步骤(S2)制得的混合液中加入2份A组分单体，然后保温10min，得到种子乳液A；
(S4)、在86℃温度下，按重量份向步骤(S3)制得的种子乳液A中加入1份含羟基的丙烯酸酯类单体，得到种子乳液B；
(S5)、在88℃温度下，按重量份向步骤(S4)制得的种子乳液B中加入10份B组分单体以及0.05份引发剂-水溶液，得到种子乳液C；
(S6)、在88℃温度下，按重量份向步骤(S5)制得的种子乳液C中加入6份C组分单体，然后保温60min，即得水性丙烯酸乳液。
所述步骤(S3)中，A组分单体采用滴加的方式添加到混合液中，滴加时间为20min；所述步骤(S4)中，含羟基的丙烯酸酯类单体采用滴加的方式添加到种子乳液A中，滴加时间为8min；所述步骤(S5)中，B组分单体以及引发剂-水溶液均采用滴加的方式添加到种子乳液B中，滴加时间为20min；所述步骤(S6)中，C组分单体采用滴加的方式添加到种子乳液C中，滴加时间为30min。所述碱溶性树脂为碱溶性丙烯酸树脂。
所述步骤(S1)中，混合至体系透明是在85℃温度下搅拌而得。
所述乳化剂-水溶液是由乳化剂和水以重量比0.5：4复配而成。
所述乳化剂为阴离子乳化剂和非离子乳化剂按重量比3：1复配而成，所述阴离子乳化剂为烷基磺酸盐，所述烷基磺酸盐为石油磺酸钠，所述非离子乳化剂为异构脂肪醇聚氧乙烯醚。所述引发剂为过氧化物引发剂，所述过氧化物引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠按照质量比为1:0.5:1.5复配而成。所述步骤(S2)中，引发剂-水溶液是由引发剂和水以重量比0.08：1复配而成；所述步骤(S5)中，引发剂-水溶液是由引发剂和水以重量比0.08：1复配而成。
所述步骤(S3)中，每份所述A组分单体包括如下重量份的原料：
苯乙烯 1份
丙烯酸软单体 1份
丙烯酸硬单体 0.5份。
所述步骤(S3)中，丙烯酸软单体为甲基丙烯酸异辛酯；丙烯酸硬单体为醋酸乙烯酯。
所述步骤(S4)中，所述含羟基的丙烯酸酯类单体为丙烯酸羟乙酯。
所述步骤(S5)中，每份所述B组分单体包括如下重量份的原料：
所述步骤(S5)中，丙烯酸软单体为甲基丙烯酸月桂醇酯；丙烯酸硬单体为丙烯酸异冰片酯。
所述步骤(S6)中，每份所述C组分单体包括如下重量份的原料：
苯乙烯 1份
丙烯酸软单体 5份
胶粘用特殊附着力单体 0.3份。
所述胶粘用特殊附着力单体为上海摩田化学有限公司的LE-2单体。
所述步骤(S6)中，丙烯酸软单体为丙烯酸丁酯。
一种水性丙烯酸乳液，所述水性丙烯酸乳液采用上述的水性丙烯酸乳液的制备方法制备而成。
一种应用上述的水性丙烯酸乳液制得的水性油墨，所述水性油墨包括如下重量份的原料：
每份所述其他助剂包括1重量份快干剂和0.3重量份抗刮剂。所述快干剂为YJ-WK水性快干剂；所述抗刮剂为聚四氟乙烯蜡浆。
每份所述水性色浆包括如下重量份的原料：
所述醇类溶剂为甲醇。所述分散剂为BYK-155，所述润湿剂为BYK-346，所述消泡剂为BYK-071，所述色料为酞青蓝。
实施例3
一种水性丙烯酸乳液的制备方法，包括如下步骤：
(S1)、按重量份将10份碱溶性树脂、40份水和7份氨水混合至体系透明，且保证体系pH值在8.5-9.5，得到透明体系；
(S2)、按重量份向步骤(S1)制得的透明体系中加入7份乳化剂-水溶液和5份引发剂-水溶液混合均匀，得到混合液；
(S3)、在90℃温度下，按重量份向步骤(S2)制得的混合液中加入15份A组分单体，然后保温20min，得到种子乳液A；
(S4)、在90℃温度下，按重量份向步骤(S3)制得的种子乳液A中加入5份含羟基的丙烯酸酯类单体，得到种子乳液B；
(S5)、在93℃温度下，按重量份向步骤(S4)制得的种子乳液B中加入23份B组分单体以及0.3份引发剂-水溶液，得到种子乳液C；
(S6)、在93℃温度下，按重量份向步骤(S5)制得的种子乳液C中加入12份C组分单体，然后保温90min，即得水性丙烯酸乳液。
所述步骤(S3)中，A组分单体采用滴加的方式添加到混合液中，滴加时间为30min；所述步骤(S4)中，含羟基的丙烯酸酯类单体采用滴加的方式添加到种子乳液A中，滴加时间为15min；所述步骤(S5)中，B组分单体以及引发剂-水溶液均采用滴加的方式添加到种子乳液B中，滴加时间为30min；所述步骤(S6)中，C组分单体采用滴加的方式添加到种子乳液C中，滴加时间为40min。所述碱溶性树脂为氨基甲酸乙酯树脂。
所述步骤(S1)中，混合至体系透明是在90℃温度下搅拌而得。
所述乳化剂-水溶液是由乳化剂和水以重量比1：6复配而成；所述引发剂-水溶液是由引发剂和水以重量比0.6：1复配而成。
所述乳化剂为阴离子乳化剂和非离子乳化剂按重量比6：2复配而成，所述阴离子乳化剂为脂肪醇硫酸盐和烷基磺酸盐以重量比1：1混合而成，所述脂肪醇硫酸盐为脂肪醇硫酸钠，所述烷基磺酸盐为木素磺酸钠，所述非离子乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚。所述引发剂为过氧化物引发剂，所述过氧化物引发剂为过硫酸铵。所述步骤(S2)中，引发剂-水溶液是由引发剂和水以重量比0.6：1复配而成；所述步骤(S5)中，引发剂-水溶液是由引发剂和水以重量比0.15：1复配而成。
所述步骤(S3)中，每份所述A组分单体包括如下重量份的原料：
苯乙烯 5份
丙烯酸软单体 5份
丙烯酸硬单体 3份。
所述步骤(S3)中，丙烯酸软单体为丙烯酸丁酯；丙烯酸硬单体为醋酸乙烯酯。
所述步骤(S4)中，所述含羟基的丙烯酸酯类单体为丙烯酸羟乙酯。
所述步骤(S5)中，每份所述B组分单体包括如下重量份的原料：
所述步骤(S5)中，丙烯酸软单体为丙烯酸月桂酯；丙烯酸硬单体为甲基丙烯酸异冰片酯。
所述步骤(S6)中，每份所述C组分单体包括如下重量份的原料：
苯乙烯 3份
丙烯酸软单体 10份
胶粘用特殊附着力单体 1份。
所述胶粘用特殊附着力单体为上海摩田化学有限公司的LE-2单体。
所述步骤(S6)中，每份所述C组分单体由如下重量份的原料组成：
苯乙烯 3份
丙烯酸软单体 10份
胶粘用特殊附着力单体 1份。
所述步骤(S6)中，丙烯酸软单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯。
一种水性丙烯酸乳液，所述水性丙烯酸乳液采用上述的水性丙烯酸乳液的制备方法制备而成。
一种应用上述的水性丙烯酸乳液制得的水性油墨，所述水性油墨包括如下重量份的原料：
每份所述其他助剂包括5重量份快干剂和0.8重量份抗刮剂。所述快干剂为丙烯酸型氧化锌乳液快干剂；所述抗刮剂为聚四氟乙烯蜡浆。
每份所述水性色浆包括如下重量份的原料：
所述醇类溶剂为正丁醇。所述分散剂为BYK-191，所述润湿剂为BYK-165，所述消泡剂为BYK-024，所述色料为二氧化钛。
实施例4
一种水性丙烯酸乳液的制备方法，包括如下步骤：
(S1)、按重量份将5份碱溶性树脂、40份水和5份氨水混合至体系透明，且保证体系pH值在8.5-9.5，得到透明体系；
(S2)、按重量份向步骤(S1)制得的透明体系中加入5份乳化剂-水溶液和1份引发剂-水溶液混合均匀，得到混合液；
(S3)、在86℃温度下，按重量份向步骤(S2)制得的混合液中加入3份A组分单体，然后保温12min，得到种子乳液A；
(S4)、在87℃温度下，按重量份向步骤(S3)制得的种子乳液A中加入5份含羟基的丙烯酸酯类单体，得到种子乳液B；
(S5)、在88℃温度下，按重量份向步骤(S4)制得的种子乳液B中加入15份B组分单体以及0.1份引发剂-水溶液，得到种子乳液C；
(S6)、在89℃温度下，按重量份向步骤(S5)制得的种子乳液C中加入10份C组分单体，然后保温90min，即得水性丙烯酸乳液。
所述步骤(S3)中，A组分单体采用滴加的方式添加到混合液中，滴加时间为28min；所述步骤(S4)中，含羟基的丙烯酸酯类单体采用滴加的方式添加到种子乳液A中，滴加时间为15min；所述步骤(S5)中，B组分单体以及引发剂-水溶液均采用滴加的方式添加到种子乳液B中，滴加时间为20min；所述步骤(S6)中，C组分单体采用滴加的方式添加到种子乳液C中，滴加时间为31min。所述碱溶性树脂为水性氨基树脂。
所述步骤(S1)中，混合至体系透明是在86℃温度下搅拌而得。
所述乳化剂-水溶液是由乳化剂和水以重量比0.9：4.5复配而成；所述引发剂-水溶液是由引发剂和水以重量比0.3：1复配而成。
所述乳化剂为阴离子乳化剂和非离子乳化剂按重量比5：1.8复配而成，所述阴离子乳化剂为脂肪醇硫酸盐，所述脂肪醇硫酸盐为脂肪醇硫酸钠，所述非离子乳化剂为直链脂肪醇聚氧乙烯醚、异构脂肪醇聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚以重量比1：1：1混合。所述引发剂为过氧化物引发剂，所述过氧化物引发剂为过硫酸钾。
所述步骤(S3)中，每份所述A组分单体由如下重量份的原料组成：
苯乙烯 1份
丙烯酸软单体 3份
丙烯酸硬单体 0.5份。
所述步骤(S3)中，丙烯酸软单体为丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异辛酯和丙烯酸十八酯以重量比3：3：1混合而成；丙烯酸硬单体为丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯和2-丙基庚基丙烯酸酯以重量比1：3：0.5混合而成。
所述步骤(S4)中，所述含羟基的丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟乙酯以重量比5：2混合而成。
所述步骤(S5)中，每份所述B组分单体由如下重量份的原料组成：
所述步骤(S5)中，丙烯酸软单体为甲基丙烯酸月桂醇酯、丙烯酸月桂酯和甲基丙烯酸十八酯以重量比1：1：1混合而成；丙烯酸硬单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异冰片酯和2-丙基庚基丙烯酸酯以重量比2：1：0.5混合而成。
所述步骤(S6)中，每份所述C组分单体由如下重量份的原料组成：
苯乙烯 1-3份
丙烯酸软单体 5-10份
胶粘用特殊附着力单体 0.3-1份。
所述胶粘用特殊附着力单体为上海摩田化学有限公司的LE-2单体。
所述步骤(S6)中，丙烯酸软单体为甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸月桂醇酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯以重量比3：2：1混合而成。
一种水性丙烯酸乳液，所述水性丙烯酸乳液采用上述的水性丙烯酸乳液的制备方法制备而成。
一种应用上述的水性丙烯酸乳液制得的水性油墨，所述水性油墨包括如下重量份的原料：
每份所述其他助剂包括2重量份快干剂和0.4重量份抗刮剂。所述快干剂为丙烯酸型氧化锌乳液快干剂；所述抗刮剂为聚四氟乙烯蜡浆和氧化聚乙烯蜡乳液以重量比5：1混合而成。
每份所述水性色浆包括如下重量份的原料：
所述醇类溶剂为乙醇。所述分散剂为BYK-104s、EFKA–4560和BYK-191以重量比1：2：1混合而成，所述润湿剂为BYK-346、BYK-164和BYK-165以重量比4：2：1混合而成，所述消泡剂为BYK-085、ST2438和BYK-024以重量比1：3：1混合而成，所述色料为永固红。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于：步骤(S4)中，所述含羟基的丙烯酸酯类单体替换成丙烯酸乙酯。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于：步骤(S5)中，所述甲基丙烯酸四氢糠基酯的重量份为0。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于：步骤(S6)中，所述胶粘用特殊附着力单体的重量份为0。
对比例4
本对比例与实施例1的区别在于：所述水性丙烯酸乳液的制备方法由如下步骤制成：
(S1)、按重量份将7份碱溶性树脂、35份水和5份氨水混合至体系透明，且保证体系pH值在8.5-9.5，得到透明体系；
(S2)、按重量份将6份乳化剂-水溶液、6份A组分单体、3份含羟基的丙烯酸酯类单体、16份B组分单体以及0.2份引发剂-水溶液和9份C组分单体混合均均匀，得到预乳化液；
(S3)、在88℃温度下，按重量份向步骤(S1)制得的透明体系中同时滴加3份引发剂-水溶液以及步骤(S2)制得的预乳化液，滴加时间为120min，然后保温90min，即得水性丙烯酸乳液。
实施例5性能测试
取实施例1-4和对比例1-4的水性丙烯酸乳液，观察其外观，再测试其耐醇稀性、pH值、固含量和粘度；另外用实施例1-4和对比例1-4制得的水性油墨进行附着力和稳定性测试。测试方法为：
耐醇稀性测试：向100g水性丙烯酸乳液中加入N份10g乙醇，1≤N≤10，当水性丙烯酸乳液的流动性明显变化时，记录N值。
pH值测试：依照GB/T 8325-1987《聚合物和共聚物水分散体pH值测定方法》对水性丙烯酸乳液进行检测。
固含量测试：依照GB/T 11175-2002《合成树脂乳液试验方法》中不挥发物的试验方法对水性丙烯酸乳液进行检测，单位为％。
粘度测试：依照GB/T13217.4-2008中涂4号杯粘度计法在20℃温度下对水性丙烯酸乳液进行检测，单位为s。
附着力测试：依照GB/T13217.72009《液体油墨附着牢度检验方法》对水性油墨进行检测，单位为％。
稳定性测试：将100g水性油墨以30天作为观察期限，放入50℃的烘箱，观察是否有沉淀析出；A级：不分层，不析出；B级：有增稠，不析出；C级：轻微分层，不析出；D级：粘度降低，有析出。
测试结果如下表1所示：
表1
由上表1可知，实施例1-4及对比例1-3制得的水性丙烯酸乳液均呈微黄半透明状，而对比例4呈乳白不透明状，可能是其乳化过程单体自聚产生凝胶导致；实施例1-4的水性丙烯酸乳液的耐醇稀性效果好，水性丙烯酸乳液与乙醇1：1混合也不出现破乳现象。实施例1-4的水性丙烯酸乳液配制成水性油墨后的附着力达到94-99％，说明其附着力效果好，稳定性高，未出现沉淀析出现象。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水性丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(S1)、按重量份将5-10份碱溶性树脂、30-40份水和2-7份氨水混合至体系透明，且保证体系pH值在8.5-9.5，得到透明体系；
(S2)、按重量份向步骤(S1)制得的透明体系中加入4-7份乳化剂-水溶液和1-5份引发剂-水溶液混合均匀，得到混合液；
(S3)、在86-90℃温度下，按重量份向步骤(S2)制得的混合液中加入2-15份A组分单体，然后保温10-20min，得到种子乳液A；
(S4)、在86-90℃温度下，按重量份向步骤(S3)制得的种子乳液A中加入1-5份含羟基的丙烯酸酯类单体，得到种子乳液B；
(S5)、在88-93℃温度下，按重量份向步骤(S4)制得的种子乳液B中加入10-23份B组分单体以及0.05-0.3份引发剂-水溶液，得到种子乳液C；
(S6)、在88-93℃温度下，按重量份向步骤(S5)制得的种子乳液C中加入6-12份C组分单体，然后保温60-90min，即得水性丙烯酸乳液。
2.根据权利要求1所述的一种水性丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于：所述步骤(S1)中，混合至体系透明是在85-90℃温度下搅拌而得。
3.根据权利要求1所述的一种水性丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于：所述乳化剂-水溶液是由乳化剂和水以重量比0.5-1：4-6复配而成；所述引发剂-水溶液是由引发剂和水以重量比0.08-0.6：1复配而成。
4.根据权利要求1所述的一种水性丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于：所述步骤(S3)中，每份所述A组分单体包括如下重量份的原料：
苯乙烯 1-5份
丙烯酸软单体 1-5份
丙烯酸硬单体 0.5-3份。
5.根据权利要求1所述的一种水性丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于：所述步骤(S4)中，所述含羟基的丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸羟乙酯和/或丙烯酸羟乙酯。
6.根据权利要求1所述的一种水性丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于：所述步骤(S5)中，每份所述B组分单体包括如下重量份的原料：
7.根据权利要求1所述的一种水性丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于：所述步骤(S6)中，每份所述C组分单体包括如下重量份的原料：
苯乙烯 1-3份
丙烯酸软单体 5-10份
胶粘用特殊附着力单体 0.3-1份。
8.一种水性丙烯酸乳液，其特征在于：所述水性丙烯酸乳液采用权利要求1-7任意一项所述的水性丙烯酸乳液的制备方法制备而成。
9.一种应用权利要求8所述的水性丙烯酸乳液制得的水性油墨，其特征在于：所述水性油墨包括如下重量份的原料：
10.根据权利要求9所述的一种水性油墨，其特征在于：每份所述水性色浆包括如下重量份的原料：
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