CN110540615B - 一种苯乙烯丙烯酸酯乳液及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明关于油墨连接料技术领域，尤其涉及一种苯乙烯丙烯酸酯乳液及其制备方法和应用。该苯乙烯丙烯酸酯乳液由以苯乙烯为主的硬单体相和以丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯等软单体聚合物为主的软单体相组成，能够作为连接料用于水性油墨，使油墨层具有硬度、强度、抗回粘性、耐水性和成膜性，使之能够用于涂覆塑料薄膜。

Description

一种苯乙烯丙烯酸酯乳液及其制备方法和应用
技术领域
本发明关于油墨连接料技术领域，尤其涉及一种苯乙烯丙烯酸酯乳液及其制备方法和应用。
背景技术
传统的印刷油墨以有机溶剂为溶剂，虽然具有较好的附着性，但是其在生产和印刷施工过程中会挥发出大量有毒的有机溶剂，污染环境，且在生产、运输和储存过程中存在安全隐患。水性油墨以水作为溶剂，环保无毒，安全性高，逐渐成为油墨行业的发展方向。
丙烯酸酯乳液作为水性油墨的常用连接料，能够使水性油墨具有稳定性高、光泽度高、耐候性好和流变性能好等优势，但是存在成膜性不佳、耐水性和抗回粘性差等缺点，影响了其实际应用。
发明内容
针对现有丙烯酸酯乳液作水性油墨连接料存在成膜性不佳、耐水性和抗回粘性差的问题，本发明提供一种苯乙烯丙烯酸酯乳液。
以及，本发明还提供上述苯乙烯丙烯酸酯乳液的制备方法。
以及，本发明还提供上述苯乙烯丙烯酸酯乳液的应用。
为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：
一种苯乙烯丙烯酸酯乳液，由硬单体乳液和软单体乳液组成，所述硬单体乳液包括以下重量份数的组分：硬单体乳化剂水溶液21.67～35.02份、丙烯酸丁酯1～5份、甲基丙烯酸甲酯3～15份、苯乙烯2.7～12份和硬单体乳液引发剂水溶液3.05～10.20份；所述软单体乳液包括软单体乳化剂水溶液16.8～29.4份、丙烯酸丁酯5～20份、甲基丙烯酸甲酯2～12份、丙烯酸0.2～1份、丙烯酸羟乙酯0.5～2份、甲基丙烯酸缩水甘油酯0.4～2份和软单体乳液引发剂水溶液3.05～12.30份。
本发明所提供的苯乙烯丙烯酸酯乳液能够作为连接料用于水性油墨，其中，硬单体乳液中以苯乙烯为主的硬单体相具有高于室温的玻璃化温度(Tg)，能够使油墨层具有硬度、强度、抗回粘性和耐水性；软单体乳液中以丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯等软单体聚合物构成的软单体相具有远低于室温的玻璃化温度，能够使油墨层具有良好的粘结性、柔韧性和成膜性，使之能够附着并成膜于塑料薄膜等多种基质之上。同时，硬单体乳液中包含的丙烯酸丁酯以及甲基丙烯酸甲酯单体在该苯乙烯丙烯酸酯乳液体系中不仅能够调控玻璃化温度，还可在硬单体相和软单体相之间形成过渡层，增加两相之间结合强度，使整个乳液体系质量稳定。通过以上组分配合而成的苯乙烯丙烯酸酯乳液能够使所得油墨具有良好的耐水性、抗回粘性和成膜性。
优选地，所述硬单体乳化剂水溶液由以下重量份数的组分组成：20～30份蒸馏水、0.05～1.20份碳酸氢钠、0.22～0.42份十二烷基硫酸钠(SDS)和1.40～3.40份聚氧乙烯辛基苯酚醚-10(OP-10)水溶液；所述OP-10水溶液中OP-10的质量百分浓度为18～22％。
优选地，所述硬单体乳化剂水溶液的制备方法为：将所述碳酸氢钠、SDS和OP-10水溶液加入到所述蒸馏水中，800～1200rpm搅拌20～24min。
优选地，所述硬单体乳液引发剂水溶液由重量份数为0.05～0.20份的过硫酸铵和3～10份的蒸馏水组成。
优选地，所述软单体乳化剂水溶液由以下重量份数的组分组成：15～25份蒸馏水、0.05～1.00份碳酸氢钠、0.25～0.40份SDS和1.50～3.00份OP-10水溶液；所述OP-10水溶液中OP-10的质量百分浓度为18～22％。
优选地，所述软单体乳化剂水溶液的制备方法为：将所述碳酸氢钠、SDS和OP-10水溶液加入到所述蒸馏水中，800～1200rpm搅拌20～25min。
优选地，所述软单体乳液引发剂水溶液由重量份数为0.05～0.30份的过硫酸铵和3～12份的蒸馏水组成。
以及，本发明还提供上述苯乙烯丙烯酸酯乳液的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤a、按组分配比称取各组分，将所述硬单体乳液中的所述丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯混合，得到硬单体相混合物；将85～90％配方量的所述硬单体相混合物滴加到80～87％配方量的所述硬单体乳化剂水溶液中，得到硬单体预乳化液；
步骤b、将剩余配方量的所述硬单体相混合物加入到剩余配方量的所述硬单体乳化剂水溶液中，再加入30～35％配方量的所述硬单体乳液引发剂水溶液，反应至出现蓝光后，加入步骤a所得硬单体预乳化液以及剩余配方量的所述硬单体乳液引发剂水溶液进行反应，得到硬单体相乳液；
步骤c、将所述软单体乳液中的所述丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯混合，得到软单体相混合物；将所述软单体乳化剂水溶液加入到步骤b所得硬单体相乳液中，再加入所述软单体相混合物和所述软单体乳液引发剂水溶液进行反应，调节pH至8～9，100目筛过滤。
该制备方法可制备得到具有两面结构的半球形乳胶复合粒子，与其他乳胶粒子相比，本方法制备得到的半球形乳胶复合粒子能够在油墨层有序排列，软单体乳液中以丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸羟乙酯为主的软单体聚合物辅以提高粘合性的单体甲基丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酸，共同组成半球形乳胶复合粒子的一端(或一面)，能够使油墨在成膜过程与基材依靠分子间力结合，从而改善成膜性能，并使油墨层具有柔韧性而能够用于塑料薄膜；同时硬单体乳液中以非极性苯乙烯为主的硬单体共聚物组成半球形乳胶复合粒子的另一端，该端选择性伸向油墨层与空气的界面方向，使整个乳液体系具有更低的表面自由能，不仅可以使油墨层具有硬度和机械强度，还能够有效改善油墨层的抗回粘性和耐水性，有效解决现有丙烯酸酯乳液作为水性油墨连接料存在的抗回粘性差、耐水性差的问题。
优选地，步骤b中将所述剩余配方量的所述硬单体相混合物加入到所述剩余配方量的所述硬单体乳化剂水溶液中的具体操作为：在800～1200rpm的搅拌状态下用20～25min全部加入。
优选地，步骤b中加入所述30～35％配方量的硬单体乳液引发剂水溶液后在80～85℃反应。
优选地，步骤b中加入所述硬单体预乳化液以及剩余配方量的所述硬单体乳液引发剂水溶液后的反应条件为在80～85℃保温1～2h。
优选地，步骤c中用2.5～3h加入所述软单体相混合物和所述软单体乳液引发剂水溶液。
优选地，步骤c中加入所述软单体相混合物和所述软单体乳液引发剂水溶液后的反应条件为在80～85℃保温2～3h，然后降温至35～40℃。
优选地，步骤c中用氨水或氢氧化钠水溶液调节pH。
以及，本发明实施例还提供上述苯乙烯丙烯酸酯乳液作为水性油墨连接料的应用。本发明所提供的苯乙烯丙烯酸酯乳液可以与常规水性油墨色浆混合制备油墨，所得油墨具有良好的抗回粘性、耐水性以及成膜性，能够用于涂覆薄膜。常规水性油墨色浆可由颜料(如钛白粉、联苯胺黄G、永固桃红FB、酞菁蓝、炭黑等)、分散剂、消泡剂和水组成。分散剂和消泡剂可选自制备水性油墨色浆的市售品，如上海添粟贸易有限公司的分散剂TS－W97012，BASF公司的消泡剂FOAMASTER 223S。
附图说明
图1为本发明检验例1中电镜测试照片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明实施例提供了一种苯乙烯丙烯酸酯乳液，由硬单体乳液和软单体乳液组成。
硬单体乳液包括以下重量份数的组分：硬单体乳化剂水溶液21.67g，丙烯酸丁酯1g，甲基丙烯酸甲酯3g，苯乙烯2.7g和硬单体乳液引发剂水溶液3.05g；
软单体乳液包括软单体乳化剂水溶液16.8g，丙烯酸丁酯5g，甲基丙烯酸甲酯2g，丙烯酸0.2g，丙烯酸羟乙酯0.5g，甲基丙烯酸缩水甘油酯0.4g和软单体乳液引发剂水溶液3.05g。
其中，硬单体乳化剂水溶液为0.05g碳酸氢钠、0.22g SDS和1.40g OP-10水溶液(质量百分浓度为18％)加入到20g蒸馏水中800rpm搅拌24min制得；软单体乳化剂水溶液为0.05g碳酸氢钠、0.25g SDS和1.50g OP-10水溶液(质量百分浓度为18％)加入到15g蒸馏水中800rpm搅拌24min制得；硬单体乳液引发剂水溶液为0.05g过硫酸铵溶于3g蒸馏水所得溶液；软单体乳液引发剂水溶液为0.05g过硫酸铵溶于3g蒸馏水所得溶液。
该苯乙烯丙烯酸酯乳液的制备方法为：
步骤a、将硬单体乳液中的丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯混合，得到硬单体相混合物；将85％配方量的硬单体相混合物滴加到80％配方量的硬单体乳化剂水溶液中，得到硬单体预乳化液；
步骤b、将剩余配方量的硬单体相混合物在800rpm的搅拌状态下用25min加入到剩余配方量的硬单体乳化剂水溶液中，再加入30％配方量的硬单体乳液引发剂水溶液，升温至85℃反应，出现蓝光后，加入步骤a所得硬单体预乳化液以及剩余配方量的硬单体乳液引发剂水溶液，在80～85℃保温2h，得到硬单体相乳液；
步骤c、将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯混合，得到软单体相混合物；将软单体乳化剂水溶液加入到步骤b所得硬单体相乳液中，再用3h加入软单体相混合物和软单体乳液引发剂水溶液，在85℃保温2h，降温至35℃，用氨水调节pH至8.5，100目筛过滤，即得。
实施例2
本发明实施例提供了一种苯乙烯丙烯酸酯乳液，由硬单体乳液和软单体乳液组成。
硬单体乳液包括以下重量份数的组分：硬单体乳化剂水溶液24.52g，丙烯酸丁酯2g，甲基丙烯酸甲酯6g，苯乙烯6g和硬单体乳液引发剂水溶液5.08g；
软单体乳液包括软单体乳化剂水溶液19.4g，丙烯酸丁酯12g，甲基丙烯酸甲酯5g，丙烯酸0.4g，丙烯酸羟乙酯1.2g，甲基丙烯酸缩水甘油酯1.2g和软单体乳液引发剂水溶液5.11g。
其中，硬单体乳化剂水溶液为0.35g碳酸氢钠、0.27g SDS和1.90g OP-10水溶液(质量百分浓度为20％)加入到22g蒸馏水中1000rpm搅拌20min制得；软单体乳化剂水溶液为0.25g碳酸氢钠、0.30g SDS和1.85g OP-10水溶液(质量百分浓度为20％)加入到17g蒸馏水中1000rpm搅拌20min制得；硬单体乳液引发剂水溶液为0.08g过硫酸铵溶于5g蒸馏水所得溶液；软单体乳液引发剂水溶液为0.11g过硫酸铵溶于5g蒸馏水所得溶液。
该苯乙烯丙烯酸酯乳液的制备方法为：
步骤a、将硬单体乳液中的丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯混合，得到硬单体相混合物；将86％配方量的硬单体相混合物滴加到82％配方量的硬单体乳化剂水溶液中，得到硬单体预乳化液；
步骤b、将剩余配方量的硬单体相混合物在1000rpm的搅拌状态下用23min加入到剩余配方量的硬单体乳化剂水溶液中，再加入32％配方量的硬单体乳液引发剂水溶液，升温至83℃反应，出现蓝光后，加入步骤a所得硬单体预乳化液以及剩余配方量的硬单体乳液引发剂水溶液，在80～85℃保温1.8h，得到硬单体相乳液；
步骤c、将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯混合，得到软单体相混合物；将软单体乳化剂水溶液加入到步骤b所得硬单体相乳液中，再用2.5h加入软单体相混合物和软单体乳液引发剂水溶液，在82℃保温2.3h，降温至38℃，用氨水调节pH至9.0，100目筛过滤，即得。
实施例3
本发明实施例提供了一种苯乙烯丙烯酸酯乳液，由硬单体乳液和软单体乳液组成。
硬单体乳液包括以下重量份数的组分：硬单体乳化剂水溶液28.32g，丙烯酸丁酯3g，甲基丙烯酸甲酯9g，苯乙烯9g和硬单体乳液引发剂水溶液6.62g；
软单体乳液包括软单体乳化剂水溶液23.1g，丙烯酸丁酯15g，甲基丙烯酸甲酯7g，丙烯酸0.6g，丙烯酸羟乙酯1.5g，甲基丙烯酸缩水甘油酯1.5g和软单体乳液引发剂水溶液7.67g。
其中，硬单体乳化剂水溶液为0.60g碳酸氢钠、0.32g SDS和2.40g OP-10水溶液(质量百分浓度为20％)加入到25g蒸馏水中1000rpm搅拌20min制得；软单体乳化剂水溶液为0.50g碳酸氢钠、0.35g SDS和2.25g OP-10水溶液(质量百分浓度为20％)加入到20g蒸馏水中1000rpm搅拌20min制得；硬单体乳液引发剂水溶液为0.12g过硫酸铵溶于6.5g蒸馏水所得溶液；软单体乳液引发剂水溶液为0.17g过硫酸铵溶于7.5g蒸馏水所得溶液。
该苯乙烯丙烯酸酯乳液的制备方法为：
步骤a、将硬单体乳液中的丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯混合，得到硬单体相混合物；将87％配方量的硬单体相混合物滴加到83％配方量的硬单体乳化剂水溶液中，得到硬单体预乳化液；
步骤b、将剩余配方量的硬单体相混合物在1000rpm的搅拌状态下用20min加入到剩余配方量的硬单体乳化剂水溶液中，再加入33％配方量的硬单体乳液引发剂水溶液，升温至82℃反应，出现蓝光后，加入步骤a所得硬单体预乳化液以及剩余配方量的硬单体乳液引发剂水溶液，在80～85℃保温1.5h，得到硬单体相乳液；
步骤c、将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯混合，得到软单体相混合物；将软单体乳化剂水溶液加入到步骤b所得硬单体相乳液中，再用2.5h加入软单体相混合物和软单体乳液引发剂水溶液，在80℃保温2.5h，降温至37℃，用氨水调节pH至8.0，100目筛过滤，即得。
实施例4
本发明实施例提供了一种苯乙烯丙烯酸酯乳液，由硬单体乳液和软单体乳液组成。
硬单体乳液包括以下重量份数的组分：硬单体乳化剂水溶液32.38g，丙烯酸丁酯4g，甲基丙烯酸甲酯12g，苯乙烯11g和硬单体乳液引发剂水溶液9.17g；
软单体乳液包括软单体乳化剂水溶液26.15g，丙烯酸丁酯18g，甲基丙烯酸甲酯10g，丙烯酸0.8g，丙烯酸羟乙酯1.8g，甲基丙烯酸缩水甘油酯1.8g和软单体乳液引发剂水溶液10.25g。
其中，硬单体乳化剂水溶液为1.00g碳酸氢钠、0.38g SDS和3.00g OP-10水溶液(质量百分浓度为20％)加入到28g蒸馏水中1000rpm搅拌20min制得；软单体乳化剂水溶液为0.08g碳酸氢钠、0.37g SDS和2.70g OP-10水溶液(质量百分浓度为20％)加入到23g蒸馏水中1000rpm搅拌20min制得；硬单体乳液引发剂水溶液为0.17g过硫酸铵溶于9g蒸馏水所得溶液；软单体乳液引发剂水溶液为0.25g过硫酸铵溶于10g蒸馏水所得溶液。
该苯乙烯丙烯酸酯乳液的制备方法为：
步骤a、将硬单体乳液中的丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯混合，得到硬单体相混合物；将88％配方量的硬单体相混合物滴加到85％配方量的硬单体乳化剂水溶液中，得到硬单体预乳化液；
步骤b、将剩余配方量的硬单体相混合物在1000rpm的搅拌状态下用20min加入到剩余配方量的硬单体乳化剂水溶液中，再加入34％配方量的硬单体乳液引发剂水溶液，升温至80℃反应，出现蓝光后，加入步骤a所得硬单体预乳化液以及剩余配方量的硬单体乳液引发剂水溶液，在80～85℃保温1.2h，得到硬单体相乳液；
步骤c、将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯混合，得到软单体相混合物；将软单体乳化剂水溶液加入到步骤b所得硬单体相乳液中，再用2.5h加入软单体相混合物和软单体乳液引发剂水溶液，在82℃保温2.8h，降温至40℃，用0.1M氢氧化钠水溶液调节pH至8.4，100目筛过滤，即得。
实施例5
本发明实施例提供了一种苯乙烯丙烯酸酯乳液，由硬单体乳液和软单体乳液组成。
硬单体乳液包括以下重量份数的组分：硬单体乳化剂水溶液35.02g，丙烯酸丁酯5g，甲基丙烯酸甲酯15g，苯乙烯12g和硬单体乳液引发剂水溶液10.20g；
软单体乳液包括软单体乳化剂水溶液29.4g，丙烯酸丁酯20g，甲基丙烯酸甲酯12g，丙烯酸1g，丙烯酸羟乙酯2g，甲基丙烯酸缩水甘油酯2g和软单体乳液引发剂水溶液12.30g。
其中，硬单体乳化剂水溶液为1.20g碳酸氢钠、0.42g SDS和3.40g OP-10水溶液(质量百分浓度为22％)加入到30g蒸馏水中1200rpm搅拌20min制得；软单体乳化剂水溶液为1.00g碳酸氢钠、0.40g SDS和3.00g OP-10水溶液(质量百分浓度为22％)加入到25g蒸馏水中1200rpm搅拌20min制得；硬单体乳液引发剂水溶液为0.20g过硫酸铵溶于10g蒸馏水所得溶液；软单体乳液引发剂水溶液为0.30g过硫酸铵溶于12g蒸馏水所得溶液。
该苯乙烯丙烯酸酯乳液的制备方法为：
步骤a、将硬单体乳液中的丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯混合，得到硬单体相混合物；将90％配方量的硬单体相混合物滴加到87％配方量的硬单体乳化剂水溶液中，得到硬单体预乳化液；
步骤b、将剩余配方量的硬单体相混合物在1200rpm的搅拌状态下用20min加入到剩余配方量的硬单体乳化剂水溶液中，再加入35％配方量的硬单体乳液引发剂水溶液，升温至80℃反应，出现蓝光后，加入步骤a所得硬单体预乳化液以及剩余配方量的硬单体乳液引发剂水溶液，在80～85℃保温1h，得到硬单体相乳液；
步骤c、将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯混合，得到软单体相混合物；将软单体乳化剂水溶液加入到步骤b所得硬单体相乳液中，再用2.5h加入软单体相混合物和软单体乳液引发剂水溶液，在80℃保温3h，降温至40℃，用氨水调节pH至8.2，100目筛过滤，即得。
检验例1
对实施例1～5制备所得苯乙烯丙烯酸酯乳液进行性能测试：
(1)测定乳液粒子粒径(采用英国Malvern仪器有限公司的马尔文激光粒度仪(2590)测试)及乳液其他性能，结果如表1所示。
表1乳液性能测试结果
Figure BDA0002208965490000101
由表1可见，本发明的苯乙烯丙烯酸酯乳液各方面性能参数良好，且粒径小，能够完全满足制备油墨所需。
(2)电镜测试
对本发明实施例制备得到的丙烯酸酯乳液粒子进行电镜测试，TEM照片如图1所示，可以看到乳液粒子微观呈现两相结构，呈现半球状结构(也称Janus粒子雪人状结构)；其中浅色球状部分为步骤a、b得到的硬单体相部分，深色部分为步骤c得到的软单体相部分。
(3)玻璃化温度测试
采用美国TA Instruments公司的DSCQ20型差示扫描量热仪(DSC)在N2环境下测试，温度范围为-30℃～120℃。制样方法：将乳液涂膜后在真空电热鼓风干燥箱中70℃烘干24h，升温速率为10℃/min。
DSC测试结果显示每个实施例所得产品均呈现两个玻璃化温度，实施例1所得产品的玻璃化温度分别为-16.12℃和52.17℃，实施例2所得产品的玻璃化温度分别为-16.18℃和53.11℃，实施例3所得产品的玻璃化温度分别为-16.21℃和53.32℃，实施例4所得产品的玻璃化温度分别为-16.19℃和52.27℃，实施例5所得产品的玻璃化温度分别为-16.08℃和51.94℃。这个结果也佐证了乳液粒子存在两相微观结构，其中较低的玻璃化温度对应软单体相，较高的玻璃化温度对应硬单体相。
(4)成膜性能测试
用丝棒将实施例1～5所得苯乙烯丙烯酸酯乳液分别涂覆在聚四氟乙烯板表面，自然干燥12小时后，70℃下烘干24h，取出，结果显示每个实施例所得产品的涂膜均透明平整有韧性；采用最低成膜温度仪(英国Rphpoint公司，MFFT BAR)测试最低成膜温度，结果分别是实施例1为6℃，实施例2为7℃，实施例3为7℃，实施例4为6℃，实施例5为5℃。可见实施例1～5所得苯乙烯丙烯酸酯乳液具有良好的成膜性。
实施例6
本发明实施例提供了一种水性油墨，由色浆与实施例1所得苯乙烯丙烯酸酯乳液制成。
色浆的制备方法为：将钛白粉、分散剂、消泡剂、去离子水以质量比65∶15∶0.1∶35在圆底玻璃瓶中混合，在快手摇摆机上研磨，并用刮板细度计测量细度，当细度≤10μm时，停止研磨，即得色浆。其中分散剂选自上海添粟贸易有限公司的分散剂TS－W97012，消泡剂选自BASF公司的消泡剂FOAMASTER 223S。
将实施例1所得苯乙烯丙烯酸酯乳液与色浆按质量比7∶3混合放入瓶中，搅拌均匀，即得水性油墨。
实施例7
本发明实施例提供了一种水性油墨，由色浆与实施例2所得苯乙烯丙烯酸酯乳液制成。
色浆的制备方法为：将联苯胺黄G、分散剂、消泡剂、去离子水以质量比40∶15∶0.1∶45在圆底玻璃瓶中混合，在快手摇摆机上研磨，并用刮板细度计测量细度，当细度≤10μm时，停止研磨，即得色浆。其中分散剂与消泡剂同实施例6。
将实施例2所得苯乙烯丙烯酸酯乳液与色浆按质量比7∶3混合放入瓶中，搅拌均匀，即得水性油墨。
实施例8
本发明实施例提供了一种水性油墨，由色浆与实施例3所得苯乙烯丙烯酸酯乳液制成。
色浆的制备方法为：将永固桃红FB、分散剂、消泡剂、去离子水以质量比40∶15∶0.1∶45在圆底玻璃瓶中混合，在快手摇摆机上研磨，并用刮板细度计测量细度，当细度≤10μm时，停止研磨，即得色浆。其中分散剂与消泡剂同实施例6。
将实施例3所得苯乙烯丙烯酸酯乳液与色浆按质量比7∶3混合放入瓶中，搅拌均匀，即得水性油墨。
实施例9
本发明实施例提供了一种水性油墨，由色浆与实施例4所得苯乙烯丙烯酸酯乳液制成。
色浆的制备方法为：将酞菁蓝(PB 15∶3)、分散剂、消泡剂、去离子水以质量比40∶15∶0.1∶45在圆底玻璃瓶中混合，在快手摇摆机上研磨，并用刮板细度计测量细度，当细度≤10μm时，停止研磨，即得色浆。其中分散剂与消泡剂同实施例6。
将实施例4所得苯乙烯丙烯酸酯乳液与色浆按质量比7∶3混合放入瓶中，搅拌均匀，即得水性油墨。
实施例10
本发明实施例提供了一种水性油墨，由色浆与实施例5所得苯乙烯丙烯酸酯乳液制成。
色浆的制备方法为：将炭黑660R、分散剂、消泡剂、去离子水以质量比40∶15∶0.1∶45在圆底玻璃瓶中混合，在快手摇摆机上研磨，并用刮板细度计测量细度，当细度≤10μm时，停止研磨，即得色浆。其中分散剂与消泡剂同实施例6。
将实施例5所得苯乙烯丙烯酸酯乳液与色浆按质量比7∶3混合放入瓶中，搅拌均匀，即得水性油墨。
检验例2
对实施例6～10所得水性油墨涂覆于PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)塑料薄膜上进行性能检验，结果如表2所示。
表2实施例6～10所得水性油墨的性能
Figure BDA0002208965490000131
由表2可见，实施例6～10所得水性油墨具有良好的耐水性和附着力。
对实施例6～10所得水性油墨进行抗回粘性测试，其方法是用丝棒将实施例6～10所得水性油墨分别涂覆在PET薄膜上，在70℃下干燥24小时后，将此薄膜的涂覆面与另外未涂覆的PET薄膜叠放在一起，置于烘箱中75℃下6小时后冷却，考察两薄膜接触面有无粘连现象。实验结果显示各实施例的两薄膜接触面均无粘连现象，说明实施例6～10所得水性油墨具有良好的抗回粘性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种苯乙烯丙烯酸酯乳液，其特征在于，由硬单体乳液和软单体乳液组成，所述硬单体乳液包括以下重量份数的组分：硬单体乳化剂水溶液21.67～35.02份、丙烯酸丁酯1～5份、甲基丙烯酸甲酯3～15份、苯乙烯2.7～12份和硬单体乳液引发剂水溶液3.05～10.20份；所述软单体乳液包括软单体乳化剂水溶液16.8～29.4份、丙烯酸丁酯5～20份、甲基丙烯酸甲酯2～12份、丙烯酸0.2～1份、丙烯酸羟乙酯0.5～2份、甲基丙烯酸缩水甘油酯0.4～2份和软单体乳液引发剂水溶液3.05～12.30份；
所述苯乙烯丙烯酸酯乳液的制备方法具体包括以下步骤：
步骤a、按组分配比称取各组分，将所述硬单体乳液中的所述丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯混合，得到硬单体相混合物；将85～90％配方量的所述硬单体相混合物滴加到80～87％配方量的所述硬单体乳化剂水溶液中，得到硬单体预乳化液；
步骤b、将剩余配方量的所述硬单体相混合物加入到剩余配方量的所述硬单体乳化剂水溶液中，再加入30～35％配方量的所述硬单体乳液引发剂水溶液，反应至出现蓝光后，加入步骤a所得硬单体预乳化液以及剩余配方量的所述硬单体乳液引发剂水溶液进行反应，得到硬单体相乳液；
步骤c、将所述软单体乳液中的所述丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯混合，得到软单体相混合物；将所述软单体乳化剂水溶液加入到步骤b所得硬单体相乳液中，再用加入所述软单体相混合物和所述软单体乳液引发剂水溶液进行反应，调节pH至8～9，100目筛过滤。
2.根据权利要求1所述的苯乙烯丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述硬单体乳化剂水溶液由以下重量份数的组分组成：20～30份蒸馏水、0.05～1.20份碳酸氢钠、0.22～0.42份十二烷基硫酸钠和1.40～3.40份聚氧乙烯辛基苯酚醚-10水溶液；所述聚氧乙烯辛基苯酚醚-10水溶液中聚氧乙烯辛基苯酚醚-10的质量百分浓度为18～22％。
3.根据权利要求2所述的苯乙烯丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述硬单体乳化剂水溶液的制备方法为：将所述碳酸氢钠、十二烷基硫酸钠和聚氧乙烯辛基苯酚醚-10水溶液加入到所述蒸馏水中，800～1200rpm搅拌20～24min。
4.根据权利要求1所述的苯乙烯丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述硬单体乳液引发剂水溶液由重量份数为0.05～0.20份的过硫酸铵和3～10份的蒸馏水组成。
5.根据权利要求1所述的苯乙烯丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述软单体乳化剂水溶液由以下重量份数的组分组成：15～25份蒸馏水、0.05～1.00份碳酸氢钠、0.25～0.40份十二烷基硫酸钠和1.50～3.00份聚氧乙烯辛基苯酚醚-10水溶液；所述聚氧乙烯辛基苯酚醚-10中聚氧乙烯辛基苯酚醚-10的质量百分浓度为18～22％。
6.根据权利要求5所述的苯乙烯丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述软单体乳化剂水溶液的制备方法为：将所述碳酸氢钠、十二烷基硫酸钠和聚氧乙烯辛基苯酚醚-10水溶液加入到所述蒸馏水中，800～1200rpm搅拌20～24min。
7.根据权利要求1所述的苯乙烯丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述软单体乳液引发剂水溶液由重量份数为0.05～0.30份的过硫酸铵和3～12份的蒸馏水组成。
8.根据权利要求1所述的苯乙烯丙烯酸酯乳液，其特征在于，步骤b中将所述剩余配方量的所述硬单体相混合物加入到所述剩余配方量的所述硬单体乳化剂水溶液中的具体操作为：在800～1200rpm的搅拌状态下用20～25min全部加入；和/或
步骤b中加入所述30～35％配方量的硬单体乳液引发剂水溶液后在80～85℃反应；和/或
步骤b中加入所述硬单体预乳化液以及剩余配方量的所述硬单体乳液引发剂水溶液后的反应条件为在80～85℃保温1～2h；和/或
步骤c中用2.5～3h加入所述软单体相混合物和所述软单体乳液引发剂水溶液；和/或
步骤c中加入所述软单体相混合物和所述软单体乳液引发剂水溶液后的反应条件为在80～85℃保温2～3h，然后降温至35～40℃；和/或
步骤c中用氨水或氢氧化钠水溶液调节pH。
9.一种权利要求1～7任一项所述苯乙烯丙烯酸酯乳液作为水性油墨连接料的应用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115124657B (zh) * 2022-08-08 2023-03-10 湖南聚仁化工新材料科技有限公司 一种核壳结构丙烯酸酯乳液及其制备方法
CN117384526B (zh) * 2023-11-29 2024-04-02 佛山市耐高建材有限公司 一种防水涂料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104910317A (zh) * 2015-05-21 2015-09-16 广东天龙油墨集团股份有限公司 一种用于水性塑料油墨的丙烯酸树脂乳液及其制备方法
JP2017190393A (ja) * 2016-04-13 2017-10-19 Ｄｉｃグラフィックス株式会社 印刷インキ用ワニス、印刷インキ、及び印刷物
CN110128875A (zh) * 2019-05-21 2019-08-16 北京化工大学 一种新型柔版印刷用水性油墨连接料自交联乳液及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104910317A (zh) * 2015-05-21 2015-09-16 广东天龙油墨集团股份有限公司 一种用于水性塑料油墨的丙烯酸树脂乳液及其制备方法
JP2017190393A (ja) * 2016-04-13 2017-10-19 Ｄｉｃグラフィックス株式会社 印刷インキ用ワニス、印刷インキ、及び印刷物
CN110128875A (zh) * 2019-05-21 2019-08-16 北京化工大学 一种新型柔版印刷用水性油墨连接料自交联乳液及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"水性油墨用丙烯酸酯乳液的制备及应用";张松 等;《包装工程》;20140331;第35卷(第5期);第137-141页 *

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