CN1198857C - 印刷用水性聚丙烯酸酯乳液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
印刷用水性聚丙烯酸酯乳液及其制备方法，涉及印刷用的高固含量水性聚丙烯酸酯乳液的设计及其制造方法。本发明解决了印刷用罩光油和油墨多为溶剂型，有毒害人体健康和污染环境的严重缺点。本发明的内容是在反应器中，加入计量的水介质、乳化剂、引发剂、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和(甲基)丙烯酸酯的混合物，在70℃-85℃进行聚合反应5-8小时。所得水性乳液固含量高、乳胶粒径小、粘度低和稳定性高，无毒和无溶剂对环境的任何污染。其综合性能优异，采用本发明的乳液配制成的印刷用水性罩光油和水性油墨具有高光泽、高耐磨、抗粘连等性能，具有广阔的应用市场。该制备方法步骤简单、易于操作、便于推广，既有经济效益，又有社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及印刷用的水性聚丙烯酸酯乳液的设计及其制造方法。
技术背景
目前印刷行业所用的罩光油和油墨多为溶剂型，有毒害人体健康和污染环境的严重缺点。随着人们对环境的日益重视，印刷行业发展无毒、无污染的水性乳液，已成为必然趋势，以进一步用这样的乳液配制成印刷用水性罩光油和水性油墨产品。为此，研制开发出成本较低的、综合性能优异的换代乳液产品，是当务之急。
发明内容
要解决的问题：
针对上述问题，本发明为印刷行业提供了一种无毒、无污染的高固含量聚丙烯酸酯水性乳液及其制备方法。
本发明的技术方案：
本发明是在装有搅拌器、冷凝管、氮气保护及加料装置的三口瓶中，加入计量的水介质、乳化剂、引发剂、甲基丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸酯的混合物，在70℃-85℃反应5-8小时即可。印刷用水性聚丙烯酸酯乳液，它的组成及质量份数配比如下：
成分 质量比
水 70-100
乳化剂 1.0-3.0
甲基丙烯酸甲酯 30-80
(甲基)丙烯酸酯 30-70
(甲基)丙烯酸 2.0-5.0
引发剂 0.5-1.0
需要指出的是，(甲基)丙烯酸酯是由丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯中的1-2种单体组成，并以丙烯酸丁酯为主体；(甲基)丙烯酸是丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种：乳化剂是十二烷基磺酸钠和丁二酸磺酸盐类中的一种或两者并用；引发剂是过硫酸钾和过硫酸铵中的一种；(甲基)丙烯酸酯的优选单体为丙烯酸丁酯。
印刷用水性聚丙烯酸酯乳液的制备方法是：以水为介质，由甲基丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、乳化剂和引发剂进行的聚合反应。它包括以下步骤：在反应器中加入计量的水、乳化剂和引发剂，再加入计量十分之一的甲基丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸的单体混合物，在70℃聚合反应0.5-1小时，然后再加入剩余的单体混合物，聚合反应3.5-5小时，最后升温至85℃，反应1-2小时，冷却至室温。
有益效果：
本发明乳液的主要性能如下：
固含量 45-60％
乳胶粒粒径 0.08-0.2μm
pH值 7.8-8.5
粘度 50-200mPa·S
冻融稳定性 合格
储存稳定性 ＞半年
剥离强度 380-420N/m
本发明提供的水性聚丙烯酸酯乳液具有固含量高、乳胶粒径小、粘度低和稳定性好、无毒、价格较低等优点，并且其综合性能优异，与其它树脂液、乳液、添加剂等兼容性好。采用本发明的乳液配制成的印刷用水性罩光油和水性油墨具有高光泽、高耐磨、抗粘连等性能。在印刷行业中，这种水性罩光油和水性油墨具有广阔的应用市场。同时，本发明提供的制备方法步骤简单、易于操作、便于推广、而且无任何溶剂对环境造成污染，既有经济效益，又有社会效益。
具体实施方式
实施例1：
在500ml装有搅拌器、冷凝管、氮气保护及加料装置的三口烧瓶中，加入去离子水70ml及乳化剂十二烷基磺酸钠(SDS)3g，水浴加热到70℃。加入引发剂过硫酸钾(KPS)0.5克，然后加入甲基丙烯酸甲酯(MMA)67g、丙烯酸丁酯(BA)30g、丙烯酸(AA)3g的混合单体的1/10，在70℃反应0.5小时后，再滴加剩余的单体混合物，聚合反应3.5小时。然后升温至85℃反应2小时，冷却至室温。所得水性乳液的固含量60％，乳胶粒径0.1μm，粘度50mPa·S，剥离强度410N/m，贮存稳定性＞半年。
实施例2：
在500ml装有搅拌器、冷凝管、氮气保护及加料装置的三口烧瓶中，加入去离子水70ml及乳化剂十二烷基磺酸钠(SDS)1g、丁二酸磺酸盐类(BDS)1g，水浴加热到70℃。加入引发剂过硫酸钾(KPS)0.5克，然后加入甲基丙烯酸甲酯(MMA)30g、甲基丙烯酸乙酯(EMA)20g、丙烯酸丁酯(BA)46g、丙烯酸(AA)4g的混合单体的1/10，在70℃反应0.5小时后，再滴加剩余的单体混合物，聚合反应3.5小时。然后升温至85℃反应2小时，冷却至室温。所得水性乳液的固含量60％，乳胶粒径0.1μm，粘度55mPa·S，剥离强度410N/m，贮存稳定性＞半年。
实施例3：
在500ml装有搅拌器、冷凝管、氮气保护及加料装置的三口烧瓶中，加入去离子水70ml及乳化剂十二烷基磺酸钠(SDS)2g，水浴加热到70℃。加入引发剂过硫酸钾(KPS)0.7克，然后加入甲基丙烯酸甲酯(MMA)30g、甲基丙烯酸丁酯(BMA)5g、丙烯酸丁酯(BA)63g、丙烯酸(AA)2g的混合单体的1/10，在70℃反应0.5小时后，再滴加剩余的单体混合物，聚合反应3.5小时。然后升温至85℃反应2小时，冷却至室温。所得水性乳液的固含量60％，乳胶粒径0.15μm，粘度50mPa·S，剥离强度390N/m，贮存稳定性＞半年。
实施例4：
在500ml装有搅拌器、冷凝管、氮气保护及加料装置的三口烧瓶中，加入去离子水70ml及乳化剂丁二酸磺酸盐类(BDS)2.0g，水浴加热到70℃。加入引发剂过硫酸铵(APS)1.0克，然后加入甲基丙烯酸甲酯(MMA)32g、甲基丙烯酸异丁酯(IBMA)20g、指丙烯酸丁酯(BA)43g、丙烯酸(AA)5g的混合单体的1/10，在70℃反应0.5小时后，再滴加剩余的单体混合物，聚合反应3.5小时。然后升温至85℃反应2小时，冷却至室温。所得水性乳液的固含量60％，乳胶粒径0.09μm，粘度100mPa·S，剥离强度410N/m，贮存稳定性＞半年。
实施例5：
在500ml装有搅拌器、冷凝管、氮气保护及加料装置的三口烧瓶中，加入去离子水70ml及乳化剂丁二酸磺酸盐类(BDS)2g，水浴加热到70℃。加入引发剂过硫酸钾(KPS)0.5克，然后加入甲基丙烯酸甲酯(MMA)46g、指丙烯酸丁酯(BA)51g、(甲基)丙烯酸(MA)3g的混合单体的1/10，在70℃反应0.5小时后，再滴加剩余的单体混合物，聚合反应3.5小时。然后升温至85℃反应2小时，冷却至室温。所得水性乳液的固含量60％，乳胶粒径0.1μm，粘度50mPa·S，剥离强度400N/m，贮存稳定性＞半年。
Claims (6)
1.印刷用水性聚丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于是以水为介质，由甲基丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、乳化剂和引发剂进行的聚合反应；其中(甲基)丙烯酸酯是由丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯中的1-2种单体组成，并以丙烯酸丁酯为主体，上述各组成的质量份数配比如下：
水 70-100
乳化剂 1.0-3.0
甲基丙烯酸甲酯 30-80
(甲基)丙烯酸酯 30-70
(甲基)丙烯酸 2.0-5.0
引发剂 0.5-1.0
它包括下述步骤：在反应器中按比例加入计量的水、乳化剂和引发剂，再加入计量十分之一的甲基丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸的单体混合物，在70℃聚合反应0.5-1小时，然后再加入剩余的单体混合物，聚合反应3.5-5小时，最后升温至85℃，反应1-2小时，冷却至室温。
2.按照权利要求1所述的印刷用水性聚丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于所述的(甲基)丙烯酸是丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种。
3.按照权利要求1所述的印刷用水性聚丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于所述的乳化剂是十二烷基磺酸钠和丁二酸磺酸盐类中的一种或两者并用。
4.按照权利要求1所述的印刷用水性聚丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于所述的引发剂是过硫酸钾和过硫酸铵中的一种。
5.按照权利要求1所述的印刷用水性聚丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于所述的(甲基)丙烯酸酯的单体为丙烯酸丁酯。
6.由权利要求1-5中任一项所述方法制得的印刷用水性聚丙烯酸酯乳液。
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