專利名稱：一種水性油墨用環保型乳液的制備方法
技術領域：
本發明屬于水性粘合劑技術領域，具體涉及一種水性油墨用環保型乳液的制備方法。
背景技術：
隨著現代包裝業的不斷發展，作為“綠色印刷”材料在軟包裝和食品包裝印刷行業迅速發展。溶劑型油墨存在重金屬、可溶性重金屬及有機揮發物(VOC)(如苯、醇、烴、酯等)、溶劑殘留量等安全隱患的因素，嚴重地污染和破壞了環境，在歐洲及發達國家已經禁止使用。具有低/無有機揮發物(VOC)的高性能的水性油墨特別適用于食品、飲料、藥品等包裝印刷品，是世界公認的環保型印刷材料，環保型水性油墨目前最主要的應用領域是柔性版印刷與凹版印刷，以美國為例，美國95%的柔性版印刷品和80%的凹版印刷品采用水墨。柔性版印刷在我國尚處于起步階段，在國外絕大部分都采用水性油墨印刷。環保型水性油墨的開發和應用是目前研究的熱點。水性油墨簡稱為水基墨，由水溶性或乳液型樹脂為連結料、高級顏料、水和相關助劑組成。連結料在水性油墨中起著至關重要的作用，是油墨制造中研磨色粉的基料、主要的流動相和油墨干燥后的成膜物質，直接決定著油墨的使用性能和印刷效果。油墨的粘度、光澤度、抗水性、干燥性、流動性、轉移性和固著性等性能主要由連結料決定，油墨的耐酸性， 耐堿性和耐溶劑等性能也與連結料有一定的關系，因而水墨的開發重點在于連結料的研發。由于與溶劑型油墨相比，以水溶性樹脂為連接料時所制備的水性油墨在光澤度、耐水性和干燥速度方面有著先天缺陷，難以提高。而以普通乳液為連接料時所制備的水性油墨在流平性、醇稀釋性、抗鹽性方面性能略差。本發明為印刷行業提供了一種以先制備的水溶性樹脂為保護膠體制備乳液的制備方法，產品流平性好、粘度低、光澤高、干燥快、高附著力、抗污染、抗粘性、抗鹽性、耐水性、耐堿性、耐醇稀釋性、耐磨性好。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足而提供一種水性油墨用環保型乳液的制備方法。一種水性油墨用環保型乳液的制備方法，它是先制備水溶性樹脂，然后以其為保護膠體制備丙烯酸乳液。該產品的具體制備步驟如下步驟1，制備水溶性樹脂在反應釜中加入水、陰離子乳化劑和小蘇打，開動攪拌，升溫至76_84°C，加入引發劑溶液，然后滴加丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、叔十二烷基硫醇混合單體，0. 5-2h內滴完，攪拌速度控制在60-150轉/分，溫度控制在75-85°C之間。滴加完畢，加入氨水直至完全透明， 步驟2，制備水性油墨用環保型乳液
在上述水溶性樹脂中加入非離子乳化劑，攪拌至溶解，在75-85°C下加入初加聚合單體和初加引發劑，制備種子乳液，然后滴加單體和剩余引發劑溶液，2-3h內滴完，攪拌速度控制在60-150轉/分，溫度控制在80-84°C之間。滴加完畢，升溫至84°C，保溫反應lh。 降溫至40°C，加入氨水調pH至8. 0左右，并加入防腐劑和消泡劑，加料完畢，攪拌，出料，包裝。進一步，所述的一種水性油墨用環保型乳液的制備方法，還具有如下技術特征在步驟1中所述的陰離子乳化劑為烷基硫酸鈉、烷基苯磺酸鈉或烷基磺酸鈉，非離子乳化劑可以是天然脂肪醇聚氧乙烯醚(FAEO)，支鏈的脂肪醇聚氧乙烯醚(ΑΕ0系列)， 烷基多糖苷(APG)，司盤(span)系列至少其一。在步驟2中所述的聚合單體包括苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸縮水甘油酯、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷或甲基丙烯酰氨基乙基亞乙基脲至少其
ο在步驟1制備水溶性樹脂的過程中，加入過氨水后的PH值為7. 5-8. 5。所述的非離子型乳化劑不含ΑΡΕ0，屬于環保型乳化劑系列。所述的引發劑為過硫酸鹽引發劑，具體可為過硫酸鉀、過硫酸鈉或過硫酸銨水溶液。所述的一種水性油墨用環保型乳液其中聚合物樹脂含量40% -60%，乳化劑含量 1% _5%，總固含量 41% -65%。本發明與現有技術相比，具有以下優點本發明制備得到的乳液的主要特點是綜合了水溶性樹脂和丙烯酸乳液的各自優點。產品具有環保性本產品采用環保乳化劑，制得的產品對環境沒有污染。產品具有很高的粘結強度本產品采用先進的高分子聚合工藝技術，在膠粘劑浸入基材時，能與基材產生交聯，形成網狀結構，從而大大增強了粘結強度。產品具有較好的伸縮性在配方設計中， 合理的調節軟、硬單體的比例，使產品既有較高的粘結強度又有很好的彈性及柔韌性。產品具有較高的耐水性選擇合適的疏水性單體及交聯單體，在成膜過程中使活性基團之間進行交聯，提高成膜物質的耐水性。產品具有較強的耐侯性選擇國內先進的乳液聚合工藝路線，通過調整工藝配方，可以降低玻璃化溫度，使最低成膜溫度降至-8°C -20°C之間，以適應寒冷地區的氣候特點。利用本發明的產品作水性油墨的連接料具有產品流平性好、粘度低、光澤高、干燥快、高附著力、抗污染、抗粘性、抗鹽性、耐水性、耐堿性、耐醇稀釋性、耐磨性等優點。本發明水性油墨用環保型乳液可以通過調節單體的比例、滴加的速度、引發劑的濃度、反應的溫度等來控制分子量的大小和乳液粒子的大小。
具體實施例方式實施例一(1).制備水溶性樹脂在反應釜中加入水133g、AES 48E 0. Ilg和小蘇打0. 12g，開動攪拌，升溫至78°C， 加入用5. Og水稀釋的0. 90g過硫酸銨溶液，然后滴加丙烯酸乙酯29. 0g、甲基丙烯酸7. 4g、 叔十二烷基硫醇2. 2g混合單體，45min內滴完，攪拌速度控制在100-150轉/分，溫度控制在76-78°C之間。滴加完畢，加入氨水調pH到8. 0-8. 5，備用。(2).制備水性油墨用環保型乳液在上述水溶性樹脂中加入AE0355. 0g，攪拌至溶解，在78°C下加入10%聚合單體 (苯乙烯126. 0g、丙烯酸丁酯16. Og)，加入初加引發劑(水13. 0g，過硫酸銨1. 45g)，然后滴加剩余單體，2-3h內滴完，攪拌速度控制在60-150轉/分，溫度控制在80-84°C之間。滴加完畢，升溫至84°C，保溫反應lh。降溫至40°C，加入氨水調pH至8. 0左右，并加入防腐劑和消泡劑，加料完畢，攪拌，出料，包裝。用該乳液制備的水性油墨具有光澤高、耐磨性好和性價比高等優點。實施例二聚合單體為苯乙烯67g、丙烯酸丁酯50g、異辛酯130g，其它配方與工藝與實施例一相同。用該乳液制備的水性油墨較柔軟、耐低溫、附著力特別好。實施例三聚合單體為苯乙烯134g、丙烯酸丁酯8g，其它配方與工藝與實施例一相同。用該乳液和實施例二制備的乳液混合制備水性油墨可以大幅度降低成本和提高硬度和光澤度。實施例四聚合單體為甲基丙烯酸甲酯92g、丙烯酸丁酯20g、丙烯酸異辛酯30g，其它配方與工藝與實施例一相同。用該乳液制備的水性油墨具有硬度好、光澤高、耐磨性好和耐黃變等優點。以上是對本發明的描述而非限定，基于本發明思想的其它實施方式，均在本發明的保護范圍之中。
權利要求
1.一種水性油墨用環保型乳液的制備方法，其特征在于，先制備水溶性樹脂，然后以其為保護膠體制備丙烯酸乳液。該產品的具體制備步驟如下步驟1，制備水溶性樹脂在反應釜中加入水、陰離子乳化劑和小蘇打，開動攪拌，升溫至76-84°C，加入引發劑溶液，然后滴加丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、叔十二烷基硫醇混合單體，0. 5-2h內滴完，攪拌速度控制在60-150轉/分，溫度控制在75-85°C之間。滴加完畢，加入氨水直至完全透明，備用；步驟2，制備水性油墨用環保型乳液在上述水溶性樹脂中加入非離子乳化劑，攪拌至溶解，在75-85°C下加入初加聚合單體和初加引發劑，制備種子乳液，然后滴加單體和剩余引發劑溶液，2-3h內滴完，攪拌速度控制在60-150轉/分，溫度控制在80-84°C之間。滴加完畢，升溫至84°C，保溫反應lh。降溫至40°C，加入氨水調pH至8. 0左右，并加入防腐劑和消泡劑，加料完畢，攪拌，出料，包裝。
2.根據權利要求1所述的一種水性油墨用環保型乳液的制備方法，其特征在于，在步驟1中所述的陰離子乳化劑為烷基硫酸鈉、烷基苯磺酸鈉或烷基磺酸鈉，非離子乳化劑可以是天然脂肪醇聚氧乙烯醚(FAEO)，支鏈的脂肪醇聚氧乙烯醚(ΑΕ0系列)，烷基多糖苷 (APG)，司盤(span)系列至少其一。
3.根據權利要求1所述的一種水性油墨用環保型乳液的制備方法，其特征在于，在步驟2中所述的聚合單體包括苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸縮水甘油酯、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、 3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷或甲基丙烯酰氨基乙基亞乙基脲至少其一。
4.根據權利要求1所述的一種水性油墨用環保型乳液的制備方法，其特征在于，在步驟1制備水溶性樹脂的過程中，加入過氨水后的PH值為7. 5-8. 5。
5.根據權利要求1所述的一種水性油墨用環保型乳液的制備方法，其特征在于，所述的非離子型乳化劑不含ΑΡΕ0，屬于環保型乳化劑系列。
6.根據權利要求1所述的一種水性油墨用環保型乳液的制備方法，其特征在于，所述的引發劑為過硫酸鹽引發劑，具體可為過硫酸鉀、過硫酸鈉或過硫酸銨水溶液。
7.根據權利要求1所述的一種水性油墨用環保型乳液的制備方法，其特征在于，所述的一種水性油墨用環保型乳液其中聚合物樹脂含量40% -60%,乳化劑含量1 % -5%，總固含量 41% -65%。
全文摘要
本發明涉及一種水性油墨用環保型乳液及其制備方法。本發明的乳液由下述方法得到以丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸為共聚單體，過硫酸鹽為引發劑，叔十二烷基硫醇為鏈轉移劑，水相聚合獲得水溶性樹脂；然后選用苯乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸、丙烯酸及功能性單體為共聚單體，以前一步水溶性樹脂為保護膠體，加入少量的乳化劑，過硫酸鹽為引發劑，采用乳液聚合制備工藝。本方法制備得到的乳液的主要特點是綜合了水溶性樹脂和丙烯酸乳液的各自優點。利用本發明的產品作水性油墨的連接料具有流平性好、粘度低、光澤高、干燥快、高附著力、抗污染、抗粘性、抗鹽性、耐水性、耐堿性、耐醇稀釋性、耐磨性好。
文檔編號C08F220/18GK102234345SQ201010164128
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月29日 優先權日2010年4月29日
發明者徐智中, 朱昌華, 毛愛芳 申請人:上海拜道化學有限公司