CN112626912A - 一种高疏水水性上光油及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及印刷涂料技术领域，具体公开了一种高疏水水性上光油及其制法。本发明的水性上光油由如下重量份的组分组成（按1000份所述水性上光油计）：改性低Tg丙烯酸树脂乳液500‑800份，全氟烷基乙基丙烯酸酯10‑50份，水性蜡乳液50‑100份，二氧化硅粉1‑20份，分散剂5‑20份，成膜助剂10‑50份，消泡剂0.5‑5份，去离子水余量。本发明的水性上光油可常温自然干燥固化，涂膜具有高疏水性，水滴于涂膜表面即具有荷叶效果，不含有机溶剂，防水膜具有高疏水性、光泽好、耐摩擦性能好等优点，在纸张印刷领域具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及印刷涂料技术领域，具体为一种高疏水水性上光油及其制备方法。
背景技术
水性上光油是纸张印刷行业重要的涂料产品，在印刷纸张表面涂布一层上光油，形成一层保护膜，对纸张及其色彩起到防水、抗刮等保护性能。水性上光油在近年来逐步替代溶剂型上光油，成为印刷行业的主流产品。
一般印刷纸张对防潮、防水性能具有较高的要求。普通的水性上光油主体材料一般为丙烯酸树脂、氨基树脂等常规水性树脂，因纸张的高密孔隙和树脂的亲水性，上光后上光油在纸张表面较难达到致密的涂膜，氧气、水汽透过率高，较难达到较好的防潮、防水、防渗效果。
CN110484049A公开了一种高平滑度防水涂层，通过提高水性乳液对基材的附着力，辅以防水蜡浆和水性荷花疏水剂，达到良好的疏水效果。该发明制备的防水涂层附着力强，平滑度高。但该发明使用大量的水、酒精来调节流平，涂料粘度较小，较难应用于纸张印刷领域，同时无法满足部分印刷产品高疏水要求。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高疏水水性上光油及其制备方法，本发明制备所得水性上光油涂布后涂膜具有优异的防水效果。
本发明所采用的技术方案如下：
一种高疏水水性上光油，该水性上光油由以下组分组成：(按重量份数计，总份数1000)
所述改性低Tg丙烯酸树脂乳液为TG<-20℃的丙烯酸胶体乳液，固含量为40-50％，例如可以是巴斯夫生产的
7124和/或
DFC 3030；
所述水性蜡乳液为水性石蜡防水乳液，固含量40-50％，例如是德国明陵生产的
445/w；
所述二氧化硅粉，粒径为0.1-10μm，例如是格雷斯生产的C803；
所述分散剂为高分子量分散剂，例如是YCK-2490和/或YCK-2500；
所述成膜助剂为乙二醇乙醚和/或乙二醇苯醚；
所述消泡剂为疏水性硅氧烷类消泡剂和/或含疏水粒子的有机硅消泡剂，例如可以是YCK-700和/或YCK-801。
一种高疏水水性上光油的制备方法，其制备工艺为：
在搅拌条件下向容器中依次添加组分改性低Tg丙烯酸树脂乳液、全氟烷基乙基丙烯酸酯、水性蜡乳液、二氧化硅粉、分散剂、成膜助剂、消泡剂和去离子水，每加入一种组分后机械搅拌混匀后加入下一组分，直至加料完毕，继续搅拌混匀后，即得高疏水水性上光油。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果为：
利用改性低Tg丙烯酸树脂乳液，在成膜助剂作用下，常温状态下可在纸张表面形成致密的涂膜。利用功能性防水基团(氟、硅基团)的低表面能的特性，使少量的全氟烷基乙基丙烯酸酯、分散的二氧化硅粉赋予涂膜一定的高疏水性能。密度较小的水性石蜡防水乳液迁移至涂膜表面，使涂膜表层具有明显拒水性，进一步增强涂膜的疏水性能。上光后的印刷纸张具有荷叶效果，水滴接触角达150°以上，纸张滚动角10°以下，较大程度地增加了光油的防水保护性能。
附图说明
图1是实施例1～3及对比例1～3制备的上光油涂布于纸张(未印刷)上的防水性能展示图。
图2是实施例1～3及对比例1～3制备的上光油涂布于纸张(已印刷水墨)上的防水性能展示图。
具体实施方式
下面，申请人将结合具体实施例对本发明的技术方案和技术效果予以详细说明。应理解，以下实施例仅为示例，本发明不限于这些实施例。
实施例1：
一种高疏水水性上光油，该水性上光油由以下重量份的组分组成：
本实施例的水性上光油的制备方法为：取改性低Tg丙烯酸树脂乳液，依次向其中添加全氟烷基乙基丙烯酸酯、水性蜡乳液、二氧化硅粉、分散剂、成膜助剂、消泡剂和去离子水，每加入一种组分后机械搅拌5min后加入下一组分，直至加料完毕搅拌5min后，即得高疏水水性上光油。
效果评价：
防水性能检测：
涂布170g涂布纸张(未印刷)，在温度25℃湿度60％条件下，用300线展色轮涂布上光。静置5min后，滴水检测其防水性能，展示图见图1。
取170g涂布纸张(已印刷红色水墨)，在温度25℃湿度60％条件下，用300线展色轮涂布上光。静置5min后，滴水检测其防水性能，展示图见图2。
光泽、耐磨、接触角、纸张滚动角性能检测：
取170g涂布纸张(已印刷红色水墨)，在温度25℃湿度60％条件下，用300线展色轮涂布上光。静置5min后，对其进行光泽、耐磨、接触角、纸张滚动角性能检测，结果详见表1。
光泽度：60度光泽度仪于上光纸面上中下范围检测三组数据；
耐磨检测：HD-A507印刷油墨脱色耐磨试验机检测。检测条件：频率85次每分钟，A4检测用纸，400次；
接触角：SDP300便携式接触角测量仪，座滴法测量静态接触角；
纸张滚动角：水滴可从上光纸样表面滚落的纸张倾斜角度。
实施例2：
一种高疏水水性上光油，该水性上光油由以下重量份的组分组成：
本实施例的水性上光油的制备方法同实施例1。
相关性能检测同实施例1。
实施例3：
一种高疏水水性上光油，该水性上光油由以下重量份的组分组成：
本实施例的水性上光油的制备方法同实施例1。
相关性能检测同实施例1。
对比例1：
一种水性上光油，该水性上光油由以下重量份的组分组成：
本对比例的水性上光油的制备方法为：取常规胶体乳液，依次向其中添加水性蜡乳液、二氧化硅粉、分散剂、成膜助剂、消泡剂和去离子水，每加入一种组分后机械搅拌5min后加入下一组分，直至加料完毕搅拌5min后，即得。
相关性能检测同实施例1。
对比例2：
一种水性上光油，该水性上光油由以下重量份的组分组成：
本对比例的水性上光油的制备方法为：取改性低Tg丙烯酸树脂乳液，依次向其中添加水性PE蜡乳液、二氧化硅粉、分散剂、成膜助剂、消泡剂和去离子水，每加入一种组分后机械搅拌5min后加入下一组分，直至加料完毕搅拌5min后，即得。
相关性能检测同实施例1。
对比例3：
一种水性上光油，该水性上光油由以下重量份的组分组成：
本对比例的水性上光油的制备方法为：取常规胶体乳液，依次向其中添加全氟烷基乙基丙烯酸酯、水性蜡乳液、二氧化硅粉、分散剂、成膜助剂、消泡剂和去离子水，每加入一种组分后机械搅拌5min后加入下一组分，直至加料完毕搅拌5min后，即得。
相关性能检测同实施例1。
实施例1～3及对比例1～3所得上光油水墨涂布纸张性能检测结果如表1所示：
表1 实施例1～3及对比例1～3所得光油水墨涂布纸张性能检测结果
| 光泽 | 耐磨 | 接触角 | 滚动角 | |
| 实施例1 | 30-35 | 不掉色 | 152° | 6° |
| 实施例2 | 45-50 | 不掉色 | 163° | 3° |
| 实施例3 | 45-50 | 不掉色 | 158° | 4° |
| 对比例1 | 30-35 | 掉色 | 45° | 无滚动 |
| 对比例2 | 28-30 | 不掉色 | 72° | 无滚动 |
| 对比例3 | 30-32 | 掉色 | 52° | 无滚动 |
由上表结果可见，本发明水性上光油在具有良好的光泽、耐磨性能前提下，其防水性能优异。水滴具有较大的接触角，同时具有明显的荷叶效果。
Claims (8)
1.一种高疏水水性上光油，其特征在于，每1000重量份所述高疏水水性上光油由以下重量份数的组分组成：
组分 份数
改性低Tg丙烯酸树脂乳液 500-800
全氟烷基乙基丙烯酸酯 10-50
水性蜡乳液 50-100
二氧化硅粉 1-20
分散剂 5-20
成膜助剂 10-50
消泡剂 0.5-5
去离子水 余量。
所述改性低Tg丙烯酸树脂乳液为TG<-20℃的丙烯酸胶体乳液；
所述水性蜡乳液为水性石蜡防水乳液。
2.根据权利要求1所述的水性上光油，其特征在于，所述二氧化硅粉的粒径为0.1-10μm。
3.根据权利要求1所述的水性上光油，其特征在于，所述分散剂为高分子量分散剂；
所述成膜助剂为乙二醇乙醚和/或乙二醇苯醚；
所述消泡剂为疏水性硅氧烷类消泡剂和/或含疏水粒子的有机硅消泡剂。
4.根据权利要求1所述的水性上光油，其特征在于，所述改性低Tg丙烯酸树脂乳液选自巴斯夫生产的Joncryl® 7124和/或Joncryl® DFC 3030。
5.根据权利要求1所述的水性上光油，其特征在于，所述水性蜡乳液为德国明陵生产的LUBA-print®445/w。
6.根据权利要求2所述的水性上光油，其特征在于，所述二氧化硅粉为格雷斯生产的C803。
7.根据权利要求3所述的水性上光油，其特征在于，所述分散剂为YCK-2490和/或YCK-2500；所述消泡剂为YCK-700和/或YCK-801。
8.根据权利要求1~7任一所述的水性上光油，其特征在于，所述水性上光油的制备方法为：在搅拌条件下向容器中依次添加组分改性低Tg丙烯酸树脂乳液、全氟烷基乙基丙烯酸酯、水性蜡乳液、二氧化硅粉、分散剂、成膜助剂、消泡剂和去离子水，每加入一种组分后机械搅拌混匀后加入下一组分，直至加料完毕，继续搅拌混匀后，即得。
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