CN113896828A - 一种水性丙烯酸研磨接着树脂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种水性丙烯酸研磨接着树脂及其制备方法，所述水性丙烯酸研磨接着树脂由以下质量份数的原料制备而成：硬单体：200～300份；软单体：30～100份；功能单体：10～50份；乳化剂：10～20份；聚合调节剂：1～10份；缓冲剂：0.5～4份；引发剂：2～5份；中和剂：5～15份以及水：200～300份。所述水性丙烯酸研磨接着树脂的制备方法简单，且具有成膜性好、光泽度佳、颜料的润湿性和展色性较好、干燥速度快的优点。

Description

一种水性丙烯酸研磨接着树脂及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种水性丙烯酸研磨接着树脂及其制备方法。
背景技术
丙烯酸树脂是指由丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类和其他烯类单体共聚制成的树脂，通过选择不同的配方、树脂结构、生产工艺和溶剂组成，可以合成不同种类、性能和不同应用场所的丙烯酸树脂。以丙烯酸树脂为成膜基料的涂料称之为丙烯酸酯涂料，常用的普通丙烯酸乳液存在成膜性差、光泽低的缺点，同时，颜料的润湿性和展色性较差，使得颜料不易在树脂中均匀分散。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种水性丙烯酸研磨接着树脂及其制备方法，所述水性丙烯酸研磨接着树脂的制备方法简单，且具有成膜性好、光泽度佳、颜料的润湿性和展色性较好、干燥速度快的优点。
为达到上述技术效果，本发明采用了以下技术方案：
第一方面，本发明提供的一种水性丙烯酸研磨接着树脂，是由以下质量份数的原料制备而成的：
硬单体：200～300份；
软单体：30～100份；
功能单体：10～50份；
乳化剂：10～20份；
聚合调节剂：1～10份；
缓冲剂：0.5～4份；
引发剂：2～5份；
中和剂：5～15份；
水：200～300份。
进一步地，所述硬单体是醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯腈、苯乙烯中的至少一种。
进一步地，所述软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸异辛酯中的至少一种。
进一步地，所述功能单体为甲基丙烯酸羟乙酯、烯酰胺、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸羟丙酯的至少一种。
进一步地，所述乳化剂是辛基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵盐中的一种或两种以上的混合物。
进一步地，所述聚合调节剂为正十二硫醇。
进一步地，所述缓冲剂为碳酸氢钠、磷酸氢二钠的一种或两种的混合物。
进一步地，所述引发剂为过硫酸钠，过硫酸钾、过硫酸铵中的至少一种。
进一步地，所述中和剂为氨水、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺的一种或两种以上的混合物。
进一步地，本发明提供的一种水性丙烯酸研磨接着树脂，是由以下质量份数的原料制备而成的：
硬单体：205份；
软单体：19份；
功能单体：8份；
乳化剂：10.2份；
聚合调节剂：2.7份；
缓冲剂：0.6份；
引发剂：2.5份；
中和剂：3.6份；
水：203份；
其中，所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯中的任意一种；软单体为丙烯酸异辛酯；功能单体为丙烯酸；乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵盐；聚合调节剂为正十二硫醇；缓冲剂为碳酸氢钠；引发剂为过硫酸钠；中和剂为氨水。
第二方面，本发明还提供一种水性丙烯酸研磨接着树脂的制备方法，包括以下步骤：
S1：将缓冲剂和乳化剂溶解到水中，得到缓冲剂乳液；
S2：将乳化剂和水混合均匀，再加入硬单体、软单体以及功能单体，并加入聚合调节剂混合均匀，得到预乳化单体A；
S3：将乳化剂和水混合均匀，再加入硬单体、和聚合调节剂混合均匀，得到预乳化单体B；
S4：将引发剂溶解到水中，得到引发剂水溶液。
S5：将缓冲剂乳液升温至70～80℃，向其中加入步骤S4制备得到的引发剂水溶液，调节温度至80～85℃，再向其中缓慢滴加预乳化单体A，滴加完成后恒温反应10min，再向其中同时缓慢滴加步骤S3制备得到的预乳化单体B和步骤S4制备得到的引发剂水溶液，滴加完成后再恒温反应3小时，降温，加入中和剂调节pH值至7～8，最后200目滤网过滤，即得所述水性丙烯酸研磨接着树脂。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
第一方面，与传统的溶剂型涂料相比，本发明提供的一种水性丙烯酸研磨接着树脂具有使用安全、生产成本较低的优点，可有效地节省资源和能源，减少环境污染和公害。
第二方面，本发明提供的一种水性丙烯酸研磨接着树脂具有优良的颜料润湿性和展色性，用作研磨树脂容易制成高含量颜料色浆，其具有优良的成膜性，可单独用作水墨或溶剂墨的连结料。在光洁的表面具有优良的附着力、印刷适应性好、干燥速度快，适合中高速印刷。同时，该水性丙烯酸研磨接着树脂与其他水性树脂和丙烯酸乳液有良好的混溶性，漆膜表面硬度高，抗刮耐磨性好，使用寿命更长。
具体实施方式
以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。如果无特殊说明，本发明的实施例中所采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。
实施例1
本实施例提供一种水性丙烯酸研磨接着树脂，该水性丙烯酸研磨接着树脂的制备方法如下：
S1：将0.6g的碳酸氢钠和0.2g乳化剂溶解于103g的水，得到碳酸氢钠缓冲剂乳液；
S2：将20g水与1g壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵盐混合，500rpm搅拌2min；然后加入硬单体甲基丙烯酸甲酯19g、软单体丙烯酸异辛酯20g、功能单体丙烯酸8g以及聚合调节剂正十二硫醇混合0.9g，800rpm搅拌15min得到预乳化单体A；
S3：将80g水、9g壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵盐混合，500rpm搅拌2min，然后加入93g甲基丙烯酸甲酯、93g苯乙烯以及1.8g正十二硫醇混合，800rpm搅拌15min得到预乳化单体B；
S4：将1.9g过硫酸钠溶解到51g水中，得到过硫酸钠水溶液；
S5：将碳酸氢钠缓冲剂乳液升温至70℃，再加入20.6g过硫酸钠水溶液，调节温度至85℃，用蠕动泵开始滴加预乳化单体A(滴加速率为1.1g/min)，滴加完后恒温反应10min，再用蠕动泵同时滴加预乳化单体B(滴加速率为2.3g/min)和32.3g过硫酸钠溶液(滴加速率为0.26g/min)，滴加完后恒温反应2h，反应结束后降至室温，加入1.6g氨水调节体系的pH值至7～8，最后200目滤网过滤，得到水性丙烯酸研磨接着树脂样品1。
实施例2
本实施例提供一种水性丙烯酸研磨接着树脂，该水性丙烯酸研磨接着树脂的制备方法如下：
S1：将0.6g的碳酸氢钠和0.2g壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵盐解于110g的水，得到碳酸氢钠缓冲剂乳液；
S2：将20g水与1g壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵盐混合，500rpm搅拌2min，然后加入14g甲基丙烯酸甲酯，8g丙烯酸，15g丙烯酸异辛酯，0.9g正十二硫醇混合，800rpm搅拌15min得到预乳化单体A；
S3：将80g水与9g壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵盐混合，500rpm搅拌2min，然后加入98g甲基丙烯酸甲酯，98g苯乙烯，1.8g正十二硫醇混合，800rpm搅拌15min得到预乳化单体B；
S4：将1.9g过硫酸钠溶解到51g水中，得到过硫酸钠水溶液；
S5：将碳酸氢钠缓冲剂乳液升温至70℃，再加入20.6g过硫酸钠水溶液，调节温度至85℃，用蠕动泵开始滴加预乳化单体A(滴加速率为1.1g/min)，滴加完后恒温反应10min，再用蠕动泵同时滴加预乳化单体B(滴加速率为2.3g/min)和32.3g过硫酸钠溶液(滴加速率为0.26g/min)，滴加完后恒温反应2h，反应结束后降至室温，加入1.6g氨水调节pH值至7～8，200目滤网过滤，得到水性丙烯酸研磨接着树脂样品2。
实施例3
S1：将0.6g的碳酸氢钠和0.2g乳化剂溶解于103g的水，得到碳酸氢钠缓冲剂乳液；
S2：将20g水与1g壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵盐混合，500rpm搅拌2min，然后加入24g甲基丙烯酸甲酯，8g丙烯酸，25g丙烯酸异辛酯以及0.9g正十二硫醇混合，800rpm搅拌15min得到预乳化单体A；
S3：将80g水与9g壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵盐混合，500rpm搅拌2min，然后加入88g甲基丙烯酸甲酯、88g苯乙烯以及1.8g正十二硫醇混合，800rpm搅拌15min得到预乳化单体B；
S4：将1.9g过硫酸钠溶解到51g水中，得到过硫酸钠水溶液；
S5：将碳酸氢钠缓冲剂乳液升温至70℃，再加入20.6g过硫酸铵溶液，调节温度至85℃，用蠕动泵开始滴加预乳化单体A(滴加速率为1.1g/min)，滴加完后恒温反应10min，再用蠕动泵同时滴加预乳化单体B(滴加速率为2.3g/min)和32.3g过硫酸钠溶液(滴加速率为0.26g/min)，滴加完后恒温反应2h，反应结束后降至室温，加入1.6g氨水调节pH值至7～8，200目滤网过滤，得到水性丙烯酸研磨接着树脂样品3。
对比例1
采用市售产品ACR-D6975进行对比。
实施例4
按照以下步骤方法使用上述实施例1～3中制备得到水性丙烯酸研磨接着树脂进行性能检测，包括：
1)外观检测(目测法)：乳液样品倒入比色管中，在充足的自然光条件下，通过目测观察乳液的颜色、形状等。
2)粘度检测：用NDJ-1旋转粘度计测试粘度。
3)固含量检测(烘箱烘烤法)：将锡纸杯子称量其质量M1；烘箱温度升至130℃，称取的试样的质量M于锡纸小杯子中，小心放入恒温烘箱；烘烤到1小时后，取出试样放入干燥器中，冷却到室温后称其质量M2。
固含量按以下公式计算：X＝(M2－M1)/M×100％。
4)PH值检测：按照GB/T 23769-2009水溶液中pH值测定通用方法对样品1-样品3进行检测。
5)漆膜光泽度、透明性检测(目测法)：在PET镀铝膜的镀铝面用1#RK丝棒刮样，在130℃烘箱烘烤30s，干燥后取出，冷却到室温，在充足的自然光条件下，通过目测对比观察样品漆膜的透明性和光泽度。
6)与水性染料(颜料)相容性及刮样情况检测(目测法)：在低速搅拌下分别加入相同比例的水性染料色墨和水性颜料色墨，观察有无絮凝、析出、分层等不相容情况；在PET镀铝膜镀铝面上用2#RK丝棒刮样，烘箱烘烤30s后取出，冷却后观察涂层表面情况。
测试结果如表1所示：
表1实施例1-3与对比例1的产品性能测试结果
Figure BDA0003339921200000071
Figure BDA0003339921200000081
如表1所示，实施例1的物料选择最优，可得到优良结果，实施例2和实施例3的性能测试结果也优于对比例。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (10)

1.一种水性丙烯酸研磨接着树脂，其特征在于，由以下质量份数的原料制备而成：
硬单体：200～300份；
软单体：30～100份；
功能单体：10～50份；
乳化剂：10～20份；
聚合调节剂：1～10份；
缓冲剂：0.5～4份；
引发剂：2～5份；
中和剂：5～15份；
水：200～300份。
2.如权利要求1所述的一种水性丙烯酸研磨接着树脂，其特征在于：所述硬单体是醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯腈、苯乙烯中的至少一种。
3.如权利要求1所述的一种水性丙烯酸研磨接着树脂，其特征在于：所述软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸异辛酯中的至少一种。
4.如权利要求1所述的一种水性丙烯酸研磨接着树脂，其特征在于：所述功能单体为甲基丙烯酸羟乙酯、烯酰胺、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸羟丙酯的至少一种。
5.如权利要求1所述的一种水性丙烯酸研磨接着树脂，其特征在于：所述乳化剂是辛基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵盐中的一种或两种以上的混合物。
6.如权利要求1所述的一种水性丙烯酸研磨接着树脂，其特征在于：所述聚合调节剂为正十二硫醇。
7.如权利要求1所述的一种水性丙烯酸研磨接着树脂，其特征在于：所述缓冲剂为碳酸氢钠、磷酸氢二钠的一种或两种的混合物。
8.如权利要求1所述的一种水性丙烯酸研磨接着树脂，其特征在于：所述引发剂为过硫酸钠，过硫酸钾、过硫酸铵中的至少一种。
9.如权利要求1所述的一种水性丙烯酸研磨接着树脂，其特征在于：所述中和剂为氨水、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺的一种或两种以上的混合物。
10.如权利要求1所述的一种水性丙烯酸研磨接着树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将缓冲剂和乳化剂溶解到水中，得到缓冲剂乳液；
S2：将乳化剂和水混合均匀，再加入硬单体、软单体以及功能单体，并加入聚合调节剂混合均匀，得到预乳化单体A；
S3：将乳化剂和水混合均匀，再加入硬单体、和聚合调节剂混合均匀，得到预乳化单体B；
S4：将引发剂溶解到水中，得到引发剂水溶液。
S5：将缓冲剂乳液升温至70～80℃，向其中加入步骤S4制备得到的引发剂水溶液，调节温度至80～85℃，再向其中缓慢滴加预乳化单体A，滴加完成后恒温反应10min，再向其中同时缓慢滴加步骤S3制备得到的预乳化单体B和步骤S4制备得到的引发剂水溶液，滴加完成后再恒温反应3小时，降温，加入中和剂调节pH值至7～8，最后200目滤网过滤，即得所述水性丙烯酸研磨接着树脂。
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