CN111138595A - 一种具有耐热性能的水性上光油乳液及其制备方法和水性上光油 - Google Patents

一种具有耐热性能的水性上光油乳液及其制备方法和水性上光油 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有耐热性能的水性上光油乳液及其制备方法和水性上光油，所述乳液包括以下重量份的成分：丙烯酸烷基酯5～10份，苯乙烯25～40份，甲基丙烯酸甲酯20～35份，亲水性不饱和有机酸2～5份，N‑芳基取代的甲基丙烯酰胺3～6份，烯类化合物交联剂0.3～3份，丙烯酰胺0.2～0.7份，丙烯酸羟乙酯0～4份，水性固体丙烯酸树脂20～40份，乳化剂1.2～7.5份，引发剂1～5份，pH调节剂7～18份和去离子水92～110份；该乳液拥有优异的耐热性能、印刷适应性和重涂性能；所述制备方法操作简单，可控性强。

Description

一种具有耐热性能的水性上光油乳液及其制备方法和水性上 光油
技术领域
本发明涉及水性涂料及其制备技术领域，特别涉及一种具有耐热性能的水性上光油乳液及其制备方法和水性上光油。
背景技术
光油，也称上光涂料，是用于纸品塑料薄膜等印刷品表面，起装饰和保护功能的液体，外观为无色透明或者半透明的液体油墨。水性上光油也称水性上光涂料，是一种水分散性涂料，经过上光涂布、流平、干燥等工艺后在印刷品表面形成一层薄而均匀的透明薄膜，得到的印刷品表面光亮，色彩显示好，并且印刷品的防沾污、防磨损、防水性能都得到提高，大大提高了印刷品的装饰性和实用性。
市面上使用的上光油主要有水性上光油、溶剂上光油和光固化上光油三大类。随着人类社会的进步和国家的持续发展，环保受到越来越多的重视，对比上述三种上光油的优缺点，水性上光油由于绿色环保，大量应用于包装印刷行业中。但是市场上使用的水性上光油的耐热性能存在很大的不足，普遍存在高温条件下容易发生回粘的缺点，破坏印刷品的表面。传统的水性上光油是通过后添加聚合硅助剂提升耐热性能来弥补缺陷，但此方法严重降低了水性上光油的表面张力，影响上光油乳液的印刷适应性和重涂性能，极大限制了水性上光油在市场上的发展。
因此，亟待需要开发一款无需后添加聚合硅助剂、拥有优异的耐热性能且不影响印刷适应性和重涂性能的水性上光油乳液。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供具有耐热性能的水性上光油乳液及其制备方法和水性上光油，旨在解决现有技术中的水性上光油乳液耐热性能不足，印刷适应性和重涂效果不理想的问题。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种具有耐热性能的水性上光油乳液，包括以下重量份的成分：丙烯酸烷基酯5～10份，苯乙烯25～40份，甲基丙烯酸甲酯20～35份，亲水性不饱和有机酸2～5份，N-芳基取代的甲基丙烯酰胺3～6份，烯类化合物交联剂0.3～3份，丙烯酰胺0.2～0.7份，丙烯酸羟乙酯0～4份，水性固体丙烯酸树脂20～40份，乳化剂1.2～7.5份，引发剂1～5份，pH调节剂7～18份和去离子水92～110份。
本实施方式中，所述上光油乳液还包括杀菌剂。
具体的，所述丙烯酸烷基酯包括丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八酯中的一种或多种的混合。
具体的，所述亲水性不饱和有机酸包括丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐和邻苯二甲酸酐的一种或多种的混合。
具体的，所述N-芳基取代的甲基丙烯酰胺包括N-苯基甲基丙烯酰胺、N-对甲苯基甲基丙烯酰胺和N-对氯苯基甲基丙烯酰胺中的一种或多种的混合。
具体的，所述烯类化合物交联剂包括甲基丙烯酸多环降冰片烯酯、甲基丙烯酸环己基酯、甲基丙烯酸双环戊烯酯、甲基丙烯酸苯酯和甲基丙烯酸对氯苯酯中的一种或多种的混合。
具体的，所述水性固体丙烯酸树脂包括以下重量份的成分：苯乙烯25～35份，甲基丙烯酸甲酯18～22份，丙烯酸丁酯9～11份，丙烯酸50～70份，α-甲基苯乙烯75～82份，二特戊基过氧化物12.5～18份，α-甲基苯乙烯的线性二聚体7～10份，乙二醇丁醚285～338份。
更具体的，所述水性固体丙烯酸树脂的制备方法包括：向乳化缸中加入苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、α-甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯的线性二聚体以及二特戊基过氧化物12～17份、乙二醇丁醚260～300份，混合均匀；取20％该混合液至装有温度计、电动搅拌器和回流冷凝器的四口烧瓶中，加热至130～150℃，反应10～20min后滴加乳化缸内剩余的混合液，滴加时间为1～2h，滴加完毕后保温0.5～1h，然后一次性加入乙二醇丁醚25～35份、二特戊基过氧化物0.5～1份，保温0.5～1h，保温过程中将温度降至80～100℃，135～148℃减压蒸馏2～3h，得所述水性固体丙烯酸树脂。
本实施方式中，所述乳化剂由质量比为1∶(1～4)的阴离子乳化剂和非离子乳化剂复配而成。其中，所述阴离子乳化剂包括烷基苯磺酸钠、烷基醇聚醚硫酸铵、烷基醇醚硫酸钠、烷基(芳基)磷酸酯、脂肪醇(烷基酚)聚氧乙烯醚磷酸酯中的至少一种；所述非离子乳化剂包括烷基聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基苯酚乙氧基化物中的至少一种。
具体的，所述引发剂包括过硫酸钠、过硫酸铵和过硫酸钾中的一种或多种；所述pH调节剂包括氨水、氢氧化钠、碳酸氢钠和AMP-95中的一种或多种。
一种具有耐热性能的水性上光油乳液的制备方法，包括以下步骤：
步骤S001.底料液A的制备：向带有搅拌器、冷凝器、恒流泵加料装置和恒流滴加计量装置的聚合釜中加入去离子水48～53份和水性固体丙烯酸树脂，加入pH调节剂调节pH至8～9，升温至釜内温度为60～90℃，搅拌1～2h直至澄清透明为止，然后加入乳化剂0.2～3份，搅拌均匀；
步骤S002.预乳化液B的制备：常温常压下向带有单体计量罐、搅拌器的第一预乳化罐中加入丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸甲酯5～10份，苯乙烯3～8份，丙烯酰胺0～0.3份，丙烯酸羟乙酯0～2份，亲水性不饱和有机酸0～2份，乳化剂0.3～2份和去离子水12～18份，搅拌均匀后再持续搅拌10～50min，备用；
步骤S003.预乳化液C的制备：常温常压下向带有单体计量罐、搅拌器的第二预乳化罐中加入N-芳基取代的甲基丙烯酰胺，烯类化合物交联剂，去离子水20～24份，剩余的苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、亲水性不饱和有机酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯和乳化剂，搅拌均匀后再持续搅拌10～50min，备用；
步骤S004.引发剂溶液D的制备：常温常压下向带有搅拌器、恒流滴加装置的引发剂罐中加入引发剂和剩余的去离子水，搅拌均匀；
步骤S005.将步骤S001中的聚合釜升温至70～90℃，向聚合釜内加入15％～30％引发剂溶液D，然后通过恒流泵加料装置和恒流滴加计量装置同时向聚合釜内滴加预乳化液B和20％～30％引发剂溶液D，滴加时间控制在80～100min；
步骤S006.将反应釜升温至80～90℃，保温0.5～1h；
步骤S007.通过恒流泵加料装置和恒流滴加计量装置同时向聚合釜内滴加预乳化液C和40％～65％引发剂溶液D，滴加时间控制在120～150min；
步骤S008.上述溶液滴加完毕后控制聚合釜温度为80～90℃，保温1～2h；
步骤S009.将聚合釜降温至40～50℃，加入杀菌剂，搅拌0.5～1h，过滤出料，得所述上光油乳液。
一种具有耐热性能的水性上光油，包括如上所述的水性上光油乳液。
有益效果：
本发明提供了一种具有耐热性能的水性上光油乳液及其制备方法和水性上光油，具有以下优点：
1.所述水性上光油乳液具有合适的核壳结构，与市面上的共聚反应相比有独特之处。核部采用丙烯酸烷基酯与甲基丙烯酸甲酯协同作用，通过合适的比例搭配提供了促进聚合物成膜的柔性，外壳裹上一层拥有高键能苯环结构的刚性单体，由于苯基功能团的空间位阻大，可使主链变得僵硬，抑制分子链的自由旋转，降低链段的活动能力，提高链段的刚性。在软核硬壳分子结构下，聚合物能较好成膜，且外壳键能大，能够抵御高温度，化学键不易断裂，提升聚合物的耐热性能。另外，在分子键上加入亲水性不饱和有机酸和N-芳基取代的甲基丙烯酰胺起成链反应，加入具有活泼氢原子的功能单体使高分子链间形成氢键，进一步抵御高温的冲击，提升聚合物的耐热性能。
2.所述水性上光油乳液加入适量大体积基团烯类化合物交联剂，不饱和亲水性有机酸单体作为质子型催化剂，降低了烯类化合物自交联温度并发生交联，在聚合物分子受外界热量时，烯类化合物会发生羟甲基醚化、氨基化等反应，聚合物分子键没有被破坏的同时还促使线性大分子交联成网状高分子结构，从而提高上光油乳液的耐热性和抗蠕变性。此外，该烯类化合物交联剂的交联网状结构不会降低聚合物的表面张力，不影响上光油乳液的印刷适应性和重涂性。
3.所述水性固体丙烯酸树脂根据相似相溶的原理，亲油段不单单吸附在乳胶粒表面，而且交错连接在分子链里。具有该特殊结构的水性固体丙烯酸树脂通过空间位阻效应使乳胶粒稳定，并且所述水性固体丙烯酸树脂与所述水性上光油乳液的具有相似的单体，减少了涂膜的增塑效应，提高了所述水性上光油乳液的耐水性、透明度和耐热性能。此外，所述水性固体丙烯酸树脂采用α-甲基苯乙烯(AMS)改性，甲基的推电子作用和苯环的空间位阻效应共同作用，AMS的空间位阻大，与其它单体共聚后可使聚合物分子链的刚性增强，提高所述水性上光油乳液的耐热性能。
4.上述制备方法采用种子预乳化半连续滴加工艺，聚合体系中的反应能充分、稳定地进行，凝胶率较低；以水浴的方式作为加热媒介，加热来源便捷，可循环利用；所述乳液通过加热和搅拌即可制备，操作简易、安全，加工成本低。
具体实施方式
本发明提供一种具有那热性能的水性上光油乳液及其制备方法和水性上光油，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种具有耐热性能的水性上光油乳液，包括以下重量份的成分：丙烯酸烷基酯7份，苯乙烯25份，甲基丙烯酸甲酯27份，亲水性不饱和有机酸3份，N-芳基取代的甲基丙烯酰胺5份，烯类化合物交联剂1.2份，丙烯酰胺0.4份，丙烯酸羟乙酯1份，水性固体丙烯酸树脂32份，乳化剂3.7份，引发剂3.2份，pH调节剂15份和去离子水95份。
所述上光油乳液还包括杀菌剂。
所述丙烯酸烷基酯包括丙烯酸异辛酯和丙烯酸丁酯。
所述亲水性不饱和有机酸包括丙烯酸、甲基丙烯酸和邻苯二甲酸酐。
所述N-芳基取代的甲基丙烯酰胺包括N-苯基甲基丙烯酰胺、N-对甲苯基甲基丙烯酰胺和N-对氯苯基甲基丙烯酰胺。
所述烯类化合物交联剂包括甲基丙烯酸多环降冰片烯酯和甲基丙烯酸环己基酯。
所述水性固体丙烯酸树脂包括以下重量份的成分：苯乙烯25份，甲基丙烯酸甲酯20份，丙烯酸丁酯9份，丙烯酸62份，α-甲基苯乙烯77份，二特戊基过氧化物15.5份，α-甲基苯乙烯的线性二聚体7.6份，乙二醇丁醚322份。
所述水性固体丙烯酸树脂的制备方法包括：向乳化缸中加入苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、α-甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯的线性二聚体以及二特戊基过氧化物15份、乙二醇丁醚295份，混合均匀；取20％该混合液至装有温度计、电动搅拌器和回流冷凝器的四口烧瓶中，加热至135℃，反应20min后滴加乳化缸内剩余的混合液，滴加时间为1.5h，滴加完毕后保温1h，然后一次性加入乙二醇丁醚27份、二特戊基过氧化物0.5份，保温0.5h，保温过程中将温度降至82℃，140℃减压蒸馏2h，得所述水性固体丙烯酸树脂。
所述乳化剂由质量比为1∶3的阴离子乳化剂和非离子乳化剂复配而成。其中，所述阴离子乳化剂包括烷基苯磺酸钠和烷基醇聚醚硫酸铵；所述非离子乳化剂为烷基聚氧乙烯醚。
所述引发剂为过硫酸钠；所述pH调节剂为碳酸氢钠。
一种具有耐热性能的水性上光油乳液的制备方法，包括以下步骤：
底料液A的制备：向带有搅拌器、冷凝器、恒流泵加料装置和恒流滴加计量装置的聚合釜中加入去离子水49份和水性固体丙烯酸树脂32份，加入pH调节剂15份调节pH至8～9，升温至釜内温度为70℃，搅拌2h直至澄清透明为止，然后加入乳化剂1.2份，搅拌均匀；
预乳化液B的制备：常温常压下向带有单体计量罐、搅拌器的第一预乳化罐中加入丙烯酸烷基酯7份、甲基丙烯酸甲酯5份，苯乙烯3份，丙烯酰胺0.2份，丙烯酸羟乙酯1份，亲水性不饱和有机酸1份，乳化剂1份和去离子水13份，搅拌均匀后再持续搅拌30min，备用；
预乳化液C的制备：常温常压下向带有单体计量罐、搅拌器的第二预乳化罐中加入N-芳基取代的甲基丙烯酰胺5份，烯类化合物交联剂1.2份，去离子水21份，剩余的苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、亲水性不饱和有机酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯和乳化剂，搅拌均匀后再持续搅拌30min，备用；
引发剂溶液D的制备：常温常压下向带有搅拌器、恒流滴加装置的引发剂罐中加入引发剂3.2份和剩余的去离子水，搅拌均匀；
将上述的聚合釜升温至88℃，向聚合釜内加入27％引发剂溶液D，然后通过恒流泵加料装置和恒流滴加计量装置同时向聚合釜内滴加预乳化液B和25％引发剂溶液D，滴加时间控制在90min；
控制反应釜温度为88℃，保温1h；
通过恒流泵加料装置和恒流滴加计量装置同时向聚合釜内滴加预乳化液C和48％引发剂溶液D，滴加时间控制在110min；
上述溶液滴加完毕后控制聚合釜温度为88℃，保温2h；
将聚合釜降温至45℃，加入杀菌剂，搅拌0.5h，过滤出料，得所述上光油乳液。
一种具有耐热性能的水性上光油，包括如上所述的水性上光油乳液。
实施例2
一种具有耐热性能的水性上光油乳液，包括以下重量份的成分：丙烯酸烷基酯8份，苯乙烯32份，甲基丙烯酸甲酯20份，亲水性不饱和有机酸2份，N-芳基取代的甲基丙烯酰胺6份，烯类化合物交联剂0.3份，丙烯酰胺0.5份，水性固体丙烯酸树脂28份，乳化剂1.2份，引发剂2.6份，pH调节剂18份和去离子水110份。
所述上光油乳液还包括杀菌剂。
所述丙烯酸烷基酯包括丙烯酸异辛酯和丙烯酸十八酯。
所述亲水性不饱和有机酸包括丙烯酸和邻苯二甲酸酐的一种或多种的混合。
所述N-芳基取代的甲基丙烯酰胺包括N-苯基甲基丙烯酰胺和N-对甲苯基甲基丙烯酰胺。
所述烯类化合物交联剂包括甲基丙烯酸环己基酯、甲基丙烯酸双环戊烯酯。
所述水性固体丙烯酸树脂包括以下重量份的成分：苯乙烯35份，甲基丙烯酸甲酯18份，丙烯酸丁酯10份，丙烯酸70份，α-甲基苯乙烯80份，二特戊基过氧化物18份，α-甲基苯乙烯的线性二聚体9.6份，乙二醇丁醚286份。
所述水性固体丙烯酸树脂的制备方法包括：向乳化缸中加入苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、α-甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯的线性二聚体以及二特戊基过氧化物17份、乙二醇丁醚262份，混合均匀；取20％该混合液至装有温度计、电动搅拌器和回流冷凝器的四口烧瓶中，加热至140℃，反应15min后滴加乳化缸内剩余的混合液，滴加时间为1.5h，滴加完毕后保温0.5h，然后一次性加入乙二醇丁醚24份、二特戊基过氧化物1份，保温1h，保温过程中将温度降至80℃，135℃减压蒸馏2.5h，得所述水性固体丙烯酸树脂。
所述乳化剂由质量比为1∶4的阴离子乳化剂和非离子乳化剂复配而成。其中，所述阴离子乳化剂包括烷基苯磺酸钠、烷基醇醚硫酸钠、烷基(芳基)磷酸酯；所述非离子乳化剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基苯酚乙氧基化物。
所述引发剂为过硫酸铵；所述pH调节剂包括氨水。
一种具有耐热性能的水性上光油乳液的制备方法，包括以下步骤：
底料液A的制备：向带有搅拌器、冷凝器、恒流泵加料装置和恒流滴加计量装置的聚合釜中加入去离子水53份和水性固体丙烯酸树脂，加入pH调节剂调节pH至8～9，升温至釜内温度为60℃，搅拌2h直至澄清透明为止，然后加入乳化剂0.2份，搅拌均匀；
预乳化液B的制备：常温常压下向带有单体计量罐、搅拌器的第一预乳化罐中加入丙烯酸烷基酯8份、甲基丙烯酸甲酯8份，苯乙烯5份，丙烯酰胺0.2份，乳化剂0.3份和去离子水12份，搅拌均匀后再持续搅拌10min，备用；
预乳化液C的制备：常温常压下向带有单体计量罐、搅拌器的第二预乳化罐中加入N-芳基取代的甲基丙烯酰胺6份，烯类化合物交联剂0.3份，去离子水24份，剩余的苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、亲水性不饱和有机酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯和乳化剂，搅拌均匀后再持续搅拌20min，备用；
引发剂溶液D的制备：常温常压下向带有搅拌器、恒流滴加装置的引发剂罐中加入引发剂2.6份和剩余的去离子水，搅拌均匀；
将上述的聚合釜升温至72℃，向聚合釜内加入18％引发剂溶液D，然后通过恒流泵加料装置和恒流滴加计量装置同时向聚合釜内滴加预乳化液B和30％引发剂溶液D，滴加时间控制在100min；
将反应釜升温至80℃，保温1h；
通过恒流泵加料装置和恒流滴加计量装置同时向聚合釜内滴加预乳化液C和62％引发剂溶液D，滴加时间控制在150min；
上述溶液滴加完毕后控制聚合釜温度为82℃，保温1.5h；
将聚合釜降温至40℃，加入杀菌剂，搅拌1h，过滤出料，得所述上光油乳液。
一种具有耐热性能的水性上光油，包括如上所述的水性上光油乳液。
实施例3
一种具有耐热性能的水性上光油乳液，包括以下重量份的成分：丙烯酸烷基酯5份，苯乙烯40份，甲基丙烯酸甲酯30份，亲水性不饱和有机酸5份，N-芳基取代的甲基丙烯酰胺4份，烯类化合物交联剂2.8份，丙烯酰胺0.2份，丙烯酸羟乙酯4份，水性固体丙烯酸树脂40份，乳化剂7.5份，引发剂5份，pH调节剂7份和去离子水102份。
所述上光油乳液还包括杀菌剂。
所述丙烯酸烷基酯包括丙烯酸月桂酯和丙烯酸十八酯。
所述亲水性不饱和有机酸包括丙烯酸和甲基丙烯酸。
所述N-芳基取代的甲基丙烯酰胺包括N-对甲苯基甲基丙烯酰胺和N-对氯苯基甲基丙烯酰胺。
所述烯类化合物交联剂包括甲基丙烯酸环己基酯、甲基丙烯酸苯酯和甲基丙烯酸对氯苯酯。
所述水性固体丙烯酸树脂包括以下重量份的成分：苯乙烯28份，甲基丙烯酸甲酯18份，丙烯酸丁酯10份，丙烯酸70份，α-甲基苯乙烯82份，二特戊基过氧化物12.5份，α-甲基苯乙烯的线性二聚体7份，乙二醇丁醚335份。
所述水性固体丙烯酸树脂的制备方法包括：向乳化缸中加入苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、α-甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯的线性二聚体以及二特戊基过氧化物12份、乙二醇丁醚300份，混合均匀；取20％该混合液至装有温度计、电动搅拌器和回流冷凝器的四口烧瓶中，加热至150℃，反应10min后滴加乳化缸内剩余的混合液，滴加时间为2h，滴加完毕后保温1h，然后一次性加入乙二醇丁醚35份、二特戊基过氧化物0.5份，保温1h，保温过程中将温度降至100℃，145℃减压蒸馏2h，得所述水性固体丙烯酸树脂。
所述乳化剂由质量比为1∶2的阴离子乳化剂和非离子乳化剂复配而成。其中，所述阴离子乳化剂包括烷基(芳基)磷酸酯、脂肪醇(烷基酚)聚氧乙烯醚磷酸酯；所述非离子乳化剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基苯酚乙氧基化物。
所述引发剂为过硫酸钾；所述pH调节剂为氢氧化钠。
一种具有耐热性能的水性上光油乳液的制备方法，包括以下步骤：
底料液A的制备：向带有搅拌器、冷凝器、恒流泵加料装置和恒流滴加计量装置的聚合釜中加入去离子水52份和水性固体丙烯酸树脂40份，加入pH调节剂调节pH至8～9，升温至釜内温度为90℃，搅拌1.5h直至澄清透明为止，然后加入乳化剂3份，搅拌均匀；
预乳化液B的制备：常温常压下向带有单体计量罐、搅拌器的第一预乳化罐中加入丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸甲酯10份，苯乙烯6份，丙烯酸羟乙酯2份，亲水性不饱和有机酸2份，乳化剂2份和去离子水16份，搅拌均匀后再持续搅拌40min，备用；
预乳化液C的制备：常温常压下向带有单体计量罐、搅拌器的第二预乳化罐中加入N-芳基取代的甲基丙烯酰胺，烯类化合物交联剂，去离子水24份，剩余的苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、亲水性不饱和有机酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯和乳化剂，搅拌均匀后再持续搅拌50min，备用；
引发剂溶液D的制备：常温常压下向带有搅拌器、恒流滴加装置的引发剂罐中加入引发剂5份和剩余的去离子水，搅拌均匀；
将上述的聚合釜升温至90℃，向聚合釜内加入22％引发剂溶液D，然后通过恒流泵加料装置和恒流滴加计量装置同时向聚合釜内滴加预乳化液B和20％引发剂溶液D，滴加时间控制在80min；
将反应釜温度为90℃，保温1h；
通过恒流泵加料装置和恒流滴加计量装置同时向聚合釜内滴加预乳化液C和58％引发剂溶液D，滴加时间控制在135min；
上述溶液滴加完毕后控制聚合釜温度为85℃，保温1.5h；
将聚合釜降温至50℃，加入杀菌剂，搅拌0.5h，过滤出料，得所述上光油乳液。
一种具有耐热性能的水性上光油，包括如上所述的水性上光油乳液。
实施例4
一种具有耐热性能的水性上光油乳液，包括以下重量份的成分：丙烯酸烷基酯10份，苯乙烯36份，甲基丙烯酸甲酯35份，亲水性不饱和有机酸4份，N-芳基取代的甲基丙烯酰胺3份，烯类化合物交联剂2.2份，丙烯酰胺0.7份，丙烯酸羟乙酯2份，水性固体丙烯酸树脂20份，乳化剂5.2份，引发剂1份，pH调节剂12份和去离子水106份。
所述上光油乳液还包括杀菌剂。
所述丙烯酸烷基酯包括丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸月桂酯。
所述亲水性不饱和有机酸包括丙烯酸。
所述N-芳基取代的甲基丙烯酰胺包括N-苯基甲基丙烯酰胺、N-对甲苯基甲基丙烯酰胺和N-对氯苯基甲基丙烯酰胺。
所述烯类化合物交联剂包括甲基丙烯酸环己基酯、甲基丙烯酸双环戊烯酯和甲基丙烯酸对氯苯酯。
所述水性固体丙烯酸树脂包括以下重量份的成分：苯乙烯30份，甲基丙烯酸甲酯22份，丙烯酸丁酯9份，丙烯酸58份，α-甲基苯乙烯77份，二特戊基过氧化物16份，α-甲基苯乙烯的线性二聚体8份，乙二醇丁醚315份。
所述水性固体丙烯酸树脂的制备方法包括：向乳化缸中加入苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、α-甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯的线性二聚体以及二特戊基过氧化物15份、乙二醇丁醚285份，混合均匀；取20％该混合液至装有温度计、电动搅拌器和回流冷凝器的四口烧瓶中，加热至150℃，反应10min后滴加乳化缸内剩余的混合液，滴加时间为2h，滴加完毕后保温1h，然后一次性加入乙二醇丁醚30份、二特戊基过氧化物1份，保温1h，保温过程中将温度降至92℃，142℃减压蒸馏2h，得所述水性固体丙烯酸树脂。
所述乳化剂由质量比为1∶3的阴离子乳化剂和非离子乳化剂复配而成。其中，所述阴离子乳化剂包括烷基苯磺酸钠、烷基醇醚硫酸钠和脂肪醇(烷基酚)聚氧乙烯醚磷酸酯；所述非离子乳化剂包括烷基聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基苯酚乙氧基化物。
所述引发剂为过硫酸钠和过硫酸钾；所述pH调节剂为AMP-95。
一种具有耐热性能的水性上光油乳液的制备方法，包括以下步骤：
底料液A的制备：向带有搅拌器、冷凝器、恒流泵加料装置和恒流滴加计量装置的聚合釜中加入去离子水48份和水性固体丙烯酸树脂，加入pH调节剂调节pH至8～9，升温至釜内温度为78℃，搅拌1h直至澄清透明为止，然后加入乳化剂1.2份，搅拌均匀；
预乳化液B的制备：常温常压下向带有单体计量罐、搅拌器的第一预乳化罐中加入丙烯酸烷基酯10份、甲基丙烯酸甲酯6份，苯乙烯6份，丙烯酰胺0.3份，丙烯酸羟乙酯1份，亲水性不饱和有机酸1份，乳化剂2份和去离子水15份，搅拌均匀后再持续搅拌20min，备用；
预乳化液C的制备：常温常压下向带有单体计量罐、搅拌器的第二预乳化罐中加入N-芳基取代的甲基丙烯酰胺3份，烯类化合物交联剂2.2份，去离子水23份，剩余的苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、亲水性不饱和有机酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯和乳化剂，搅拌均匀后再持续搅拌40min，备用；
引发剂溶液D的制备：常温常压下向带有搅拌器、恒流滴加装置的引发剂罐中加入引发剂1份和剩余的去离子水，搅拌均匀；
将上述的聚合釜升温至82℃，向聚合釜内加入22％引发剂溶液D，然后通过恒流泵加料装置和恒流滴加计量装置同时向聚合釜内滴加预乳化液B和26％引发剂溶液D，滴加时间控制在95min；
将反应釜升温至85℃，保温1h；
通过恒流泵加料装置和恒流滴加计量装置同时向聚合釜内滴加预乳化液C和52％引发剂溶液D，滴加时间控制在125min；
上述溶液滴加完毕后控制聚合釜温度为85℃，保温2h；
将聚合釜降温至40℃，加入杀菌剂，搅拌0.5h，过滤出料，得所述上光油乳液。
一种具有耐热性能的水性上光油，包括如上所述的水性上光油乳液。
分别取实施例1-4中制备的水性上光油乳液，用展色轮涂刮在水星柔版纸箱上，充分吹干，分别用耐磨仪、粘背测定仪、HST-H3热封试验仪进行抗磨、抗粘及耐热测试，结果如表1所示。
表1实施例1-4所制备的水性上光油乳液的性能测试结果
Figure BDA0002336307350000151
由表1可知，本发明所述的水性上光油乳液具有优异的耐热、耐磨和抗粘性能。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有耐热性能的水性上光油乳液，其特征在于，包括以下重量份的成分：丙烯酸烷基酯5～10份，苯乙烯25～40份，甲基丙烯酸甲酯20～35份，亲水性不饱和有机酸2～5份，N-芳基取代的甲基丙烯酰胺3～6份，烯类化合物交联剂0.3～3份，丙烯酰胺0.2～0.7份，丙烯酸羟乙酯0～4份，水性固体丙烯酸树脂20～40份，乳化剂1.2～7.5份，引发剂1～5份，pH调节剂7～18份和去离子水92～110份。
2.根据权利要求1所述的具有耐热性能的水性上光油乳液，其特征在于，所述丙烯酸烷基酯包括丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八酯中的一种或多种的混合。
3.根据权利要求1所述的具有耐热性能的水性上光油乳液，其特征在于，所述亲水性不饱和有机酸包括丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐和邻苯二甲酸酐的一种或多种的混合。
4.根据权利要求1所述的具有耐热性能的水性上光油乳液，其特征在于，所述N-芳基取代的甲基丙烯酰胺包括N-苯基甲基丙烯酰胺、N-对甲苯基甲基丙烯酰胺和N-对氯苯基甲基丙烯酰胺中的一种或多种的混合。
5.根据权利要求1所述的具有耐热性能的水性上光油乳液，其特征在于，所述烯类化合物交联剂包括甲基丙烯酸多环降冰片烯酯、甲基丙烯酸环己基酯、甲基丙烯酸双环戊烯酯、甲基丙烯酸苯酯和甲基丙烯酸对氯苯酯中的一种或多种的混合。
6.根据权利要求1所述的具有耐热性能的水性上光油乳液，其特征在于，所述水性固体丙烯酸树脂包括以下重量份的成分：苯乙烯25～35份，甲基丙烯酸甲酯18～22份，丙烯酸丁酯9～11份，丙烯酸50～70份，α-甲基苯乙烯75～82份，二特戊基过氧化物12.5～18份，α-甲基苯乙烯的线性二聚体7～10份，乙二醇丁醚285～338份。
7.根据权利要求1所述的具有耐热性能的水性上光油乳液，其特征在于，所述乳化剂由质量比为1∶(1～4)的阴离子乳化剂和非离子乳化剂复配而成。
8.根据权利要求1所述的具有耐热性能的水性上光油乳液，其特征在于，所述引发剂包括过硫酸钠、过硫酸铵和过硫酸钾中的一种或多种；所述pH调节剂包括氨水、氢氧化钠、碳酸氢钠和AMP-95中的一种或多种。
9.一种如权利要求1～8任一项所述的具有耐热性能的水性上光油乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S001.底料液A的制备：向聚合釜中加入去离子水48～53份和水性固体丙烯酸树脂，加入pH调节剂调节pH至8～9，升温至釜内温度为60～90℃，搅拌1～2h直至澄清透明为止，然后加入乳化剂0.2～3份；
步骤S002.预乳化液B的制备：常温常压下向第一预乳化罐中加入丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸甲酯5～10份，苯乙烯3～8份，丙烯酰胺0～0.3份，丙烯酸羟乙酯0～2份，亲水性不饱和有机酸0～2份，乳化剂0.3～2份和去离子水12～18份，搅拌均匀后再持续搅拌10～50min，备用；
步骤S003.预乳化液C的制备：常温常压下向第二预乳化罐中加入N-芳基取代的甲基丙烯酰胺，烯类化合物交联剂，去离子水20～24份，剩余的苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、亲水性不饱和有机酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯和乳化剂，搅拌均匀后再持续搅拌10～50min，备用；
步骤S004.引发剂溶液D的制备：常温常压下向引发剂罐中加入引发剂和剩余的去离子水，搅拌均匀；
步骤S005.将步骤S001中的聚合釜升温至70～90℃，加入15％～30％引发剂溶液D，然后同时滴加预乳化液B和20％～30％引发剂溶液D，滴加时间为80～100min；
步骤S006.将反应釜升温至80～90℃，保温0.5～1h；
步骤S007.同时向聚合釜中滴加预乳化液C和40％～65％引发剂溶液D，滴加时间为120～150min；
步骤S008.控制聚合釜温度为80～90℃，保温1～2h；
步骤S009.将聚合釜降温至40～50℃，搅拌0.5～1h，过滤出料。
10.一种具有耐热性能的水性上光油，其特征在于，包括权利要求1～8任一项所述的水性上光油乳液。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20200512

Assignee: Guangdong Yaoda Financial Leasing Co.,Ltd.

Assignor: GUANGDONG YINYANG ENVIRONMENT-FRIENDLY NEW MATERIALS Co.,Ltd.

Contract record no.: X2023980042001

Denomination of invention: Water based varnish lotion with heat resistance, its preparation method and water based varnish

Granted publication date: 20221115

License type: Exclusive License

Record date: 20230919

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: Water based varnish lotion with heat resistance, its preparation method and water based varnish

Effective date of registration: 20230925

Granted publication date: 20221115

Pledgee: Guangdong Yaoda Financial Leasing Co.,Ltd.

Pledgor: GUANGDONG YINYANG ENVIRONMENT-FRIENDLY NEW MATERIALS Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980058547

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right