專利名稱：一種水性丙烯酸乳液及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種丙烯酸乳液，尤其是涉及一種用于水性油墨或用于水性印刷罩光 油主體基料的水性丙烯酸乳液及其制造方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，水性類產(chǎn)品也越來越受到人們的歡迎，使用面也越來 越廣。水性印刷油墨及水性罩光油由于其優(yōu)異的安全環(huán)保性能也日漸受到人們的青睞，但 目前國內(nèi)生產(chǎn)的水性丙烯酸乳液因產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定，在顏料色漿研磨過程中，容易破乳、 結(jié)渣，且具有色漿潤濕分散性差等缺點(diǎn)；而其作為水性印刷罩光油的主體基料會導(dǎo)致水性 印刷罩光油的光澤度不好，印刷后上光的紙張易粘花等，所以現(xiàn)在多數(shù)水性印刷油墨及水 性罩光油生產(chǎn)廠家還是依賴進(jìn)口水性丙烯酸乳液。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為了克服上述不足，所要解決的技術(shù)問題是提供一種產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的 水性丙烯酸乳液。本發(fā)明還要解決的技術(shù)問題是提供上述水性丙烯酸乳液的制造方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下一種水性丙烯酸乳液，它的配方包括如下重量份數(shù)的組分(1)單體組分甲基丙烯酸甲酯10 25份；苯乙烯25 40份；丙烯酸異辛酯8 20份；甲基丙烯酸縮水甘油酯2 10份；(2)成膜物質(zhì)水溶性固體丙烯酸樹脂5 15份；(3)乳化劑陰離子乳化劑0. 5 5份；(4)引發(fā)劑過硫酸氨0· 2 1.2份；(5)助劑成膜助劑0. 5 5份；消泡劑:0· 1 1份;(6) 28%氨水4 14 份;(7)去離子水40 70份；其中(1)單體組分中的甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸縮 水甘油酯，通過聚合形成高分子物質(zhì)，構(gòu)成水性丙烯酸乳液的主體。
所述的陰離子乳化劑優(yōu)選用磺基琥珀酸鹽類陰離子乳化劑，進(jìn)一步優(yōu)選用磺基琥 珀酸單酯鈉鹽，如上海忠誠精細(xì)化工有限公司生產(chǎn)的UCAN-51。所述的成膜助劑優(yōu)選用醇酯十二。所述的消泡劑優(yōu)選用含炔酮類消泡劑，如上海忠誠精細(xì)化工有限公司生產(chǎn)的 WDF-68。制備上述水性丙烯酸乳液的方法其包括如下步驟(1)分散溶解按配方量將10 20份去離子水，水溶性固體丙烯酸樹脂加入分散 缸內(nèi)，邊攪拌邊加入2 6份氨水，完畢后分散2 3小時，至水溶性固體丙烯酸樹脂完全 溶解備用；(2)備料將25 35份去離子水、陰離子乳化劑、2 8份氨水、聚丙烯酸鈉按順 序加入反應(yīng)容器內(nèi)，攪拌均勻備用；將甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯抽入高位槽A， 并混合均勻備用；將過硫酸氨完全溶解于5 15份去離子水后抽入高位槽B ；(3)單體反應(yīng)將步驟(2)中的反應(yīng)容器升溫，當(dāng)溫度達(dá)到78 82°C時加入5%的 高位槽A中備用的單體混合物，5 10分鐘后加入20%的高位槽B中備用的過硫酸氨溶液， 保持溫度78 82°C反應(yīng)20 30分鐘，在3 4小時內(nèi)加入剩余高位槽A中的單體混合物 及60%的高位槽B中的過硫酸氨溶液，加入完畢后，控制反應(yīng)容器的溫度為82 86°C ；(4)去除殘留的單體將剩余的20%的高位槽B中的過硫酸氨溶液，每20 40分 鐘補(bǔ)加一次加入到反應(yīng)容器中，分三次補(bǔ)加完畢后，繼續(xù)保溫1 2小時；(5)降溫加助劑將反應(yīng)容器中的溫度降至45°C或以下，加入步驟⑴中溶解的水 溶性固體丙烯酸樹脂溶液、成膜助劑、消泡劑，攪拌30 60分鐘；(6)檢驗(yàn)取樣測粘度25°C涂4#杯為120 200秒，粘度可采用水調(diào)整；再測含固 量，稱樣1 2克120°C烘1. 5小時，稱干膜重量，計(jì)算含固量，含固量應(yīng)在(46士2) %之間 為合格品；(7)過濾包裝將檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品用120或200目過濾袋過濾包裝即可。其中，步驟(6)中含固量的計(jì)算方法為(干膜重量/樣品原重)X 100%。上述水性丙烯酸乳液作為主體基料在水性油墨中的應(yīng)用。上述水性丙烯酸乳液作為主體基料在水性印刷罩光油中的應(yīng)用。有益效果本發(fā)明所述的水性丙烯酸乳液外觀透明、細(xì)膩、粒徑細(xì)、潤濕分散性好； 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，在高速剪切分散機(jī)攪拌分散24小時不破乳、在水性色漿研磨中不破乳，不 起顆粒，且對鈣鎂離子不敏感，光澤度高，同國外相類似的產(chǎn)品相當(dāng)；因體系中乳化劑的用 量很少，所以干膜耐水性優(yōu)，且應(yīng)用產(chǎn)品機(jī)械穩(wěn)定性能好，耐磨性、附著力、抗粘性優(yōu)異，印 后上光的紙張具有不易粘花等特點(diǎn)；本產(chǎn)品價格低廉、易于實(shí)現(xiàn)、可大規(guī)模生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 一種水性丙烯酸乳液，它的配方包括如下重量份數(shù)的組分(1)單體組分
甲基丙烯酸甲酯IOg;苯乙烯32g；丙烯酸異辛酯4g ；甲基丙烯酸縮水甘油酯6g ；(2)成膜物質(zhì)水溶性固體丙烯酸樹脂5g ；(3)乳化劑UCAN-51 0. 5g ；(4)引發(fā)劑過硫酸氨1.2g;(5)助劑醇酯十二3g ；WDF-68 0. Ig ；(6)28%氨水48;(7)去離子水42g ；其中所述甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、 UCAN-51、過硫酸氨、氨水、去離子水，通過自由基聚合后形成高分子物質(zhì)，構(gòu)成水性丙烯酸 乳液的主體。制備上述水性丙烯酸乳液的方法，其包括如下步驟(1)分散溶解將IOg去離子水，5g水溶性固體丙烯酸樹脂加入分散缸內(nèi)，邊攪拌 邊加入2g 28%氨水，完畢后分散2小時，至水溶性固體丙烯酸樹脂完全溶解備用；(2)備料將25g去離子水、0. 5g UCAN_51、2g 28%氨水按順序加入反應(yīng)容器內(nèi)， 攪拌均勻備用；將IOg甲基丙烯酸甲酯、32g苯乙烯、4g丙烯酸異辛酯、6g甲基丙烯酸縮水甘油酯 抽入高位槽A，并混合均勻備用；將0. 2g過硫酸氨完全溶解于7g去離子水后抽入高位槽B ；(3)單體反應(yīng)將步驟(2)中的反應(yīng)容器升溫，當(dāng)溫度達(dá)到80°C時加入5%的高位 槽A中備用的單體混合物，10分鐘后加入20%的高位槽B中備用的過硫酸氨溶液，保持溫 度80°C反應(yīng)20分鐘，在3. 5小時內(nèi)加入剩余高位槽A中的單體混合物及60%的高位槽B 中的過硫酸氨溶液，加入完畢后，控制反應(yīng)容器的溫度為86°C ；(4)去除殘留的單體將剩余的20%的高位槽B中的過硫酸氨溶液，每30分鐘補(bǔ) 加一次加入到反應(yīng)容器中，分三次補(bǔ)加完畢后，繼續(xù)保溫1小時；(5)降溫加助劑將反應(yīng)容器中的溫度降至10°C，加入步驟⑴中溶解的水溶性固 體丙烯酸樹脂溶液、3g醇酯十二、0. Ig WDF-68，攪拌45分鐘。(6)檢驗(yàn)取樣測粘度25°C涂4#杯135秒，測含固量，稱樣1克120°C烘1. 5小時， 稱干膜重量為0. 475g，計(jì)算含固量為47.5% ；(7)過濾包裝將檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品用120目過濾袋過濾包裝即可。本實(shí)施例所生產(chǎn)的水性丙烯酸乳液產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)如下外觀微黃半透明乳液；
玻璃化溫度TG:85 °C含固量47.5%;PH 7. 8 ；保質(zhì)期12個月實(shí)施例2 一種水性丙烯酸乳液，它的配方包括如下重量份數(shù)的組分(1)單體組分甲基丙烯酸甲酯18g;苯乙烯35g；丙烯酸異辛酯17g;甲基丙烯酸縮水甘油酯2g ；(2)成膜物質(zhì)水溶性固體丙烯酸樹脂10g ；(3)乳化劑UCAN-51 :5g ；(4)引發(fā)劑過硫酸氨0· 2g ；(5)助劑醇酯十二0· 5g ；WDF-68 0. 5g ；(6)28%氨水98;(7)去離子水70g ；其中所述甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、 UCAN-51、過硫酸氨、氨水、去離子水，通過自由基聚合后形成高分子物質(zhì)，構(gòu)成水性丙烯酸 乳液的主體。制備上述水性丙烯酸乳液的方法，其包括如下步驟(1)分散溶解將20g去離子水，IOg水溶性固體丙烯酸樹脂加入分散缸內(nèi)，邊攪拌 邊加入4g氨水，完畢后分散2. 5小時，至水溶性固體丙烯酸樹脂完全溶解備用；(2)備料將35g去離子水、5g UCAN_51、5g28%氨水按順序加入反應(yīng)容器內(nèi)，攪拌 均勻備用；將18g甲基丙烯酸甲酯、35g苯乙烯、17g丙烯酸異辛酯、2g甲基丙烯酸縮水甘油酯 抽入高位槽A，并混合均勻備用；將1. 2g過硫酸氨完全溶解于15g去離子水后抽入高位槽B ；(3)單體反應(yīng)將步驟(2)中的反應(yīng)容器升溫，當(dāng)溫度達(dá)到78°C時加入5%的高位 槽A中備用的單體混合物，5分鐘后加入20%的高位槽B中備用的過硫酸氨溶液，保持溫度 780C反應(yīng)25分鐘，在3小時內(nèi)加入剩余高位槽A中的單體混合物及60%的高位槽B中的過 硫酸氨溶液，加入完畢后，控制反應(yīng)容器的溫度為82°C ；(4)去除殘留的單體將剩余的20%的高位槽B中的過硫酸氨溶液，每20分鐘補(bǔ) 加一次加入到反應(yīng)容器中，分三次補(bǔ)加完畢后，繼續(xù)保溫1. 5小時；
(5)降溫加助劑將反應(yīng)容器中的溫度降至30°C，加入步驟⑴中溶解的水溶性固 體丙烯酸樹脂溶液、0. 5g醇酯十二、0. 5g WDF-68，攪拌30分鐘。(6)檢驗(yàn)取樣測粘度25°C涂4#杯，用Ig水調(diào)整后為156秒，測含固量，稱樣2克 120°C烘1. 5小時，稱干膜重量為0. 924g，含固量為46.2% ；(7)過濾包裝將檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品用200目過濾袋過濾包裝即可。本實(shí)施例所生產(chǎn)的水性丙烯酸乳液產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)如下外觀微黃半透明乳液；玻璃化溫度TG :20°C ；含固量46。2%;PH 8. 0 ；保質(zhì)期12個月。實(shí)施例3:一種水性丙烯酸乳液，它的配方包括如下重量份數(shù)的組分(1)單體組分:苯乙烯30g;丙烯酸異辛酯25g;甲基丙烯酸縮水甘油酯6g ；(2)成膜物質(zhì)水溶性固體丙烯酸樹脂15g ；(3)乳化劑UCAN-51 :2g ；(4)引發(fā)劑過硫酸氨0. 9g;(5)助劑醇酯十二2g;WDF-68 0. 3g ；(6)28% 氨水14g ；(7)去離子水58g;其中所述甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、 UCAN-51、過硫酸氨、氨水、去離子水，通過自由基聚合后形成高分子物質(zhì)，構(gòu)成水性丙烯酸 乳液的主體。制備上述水性丙烯酸乳液的方法其特征在于其包括如下步驟(1)分散溶解將15g去離子水，15g水溶性固體丙烯酸樹脂加入分散缸內(nèi)，邊攪拌 邊加入6g氨水，完畢后分散3小時，至水溶性固體丙烯酸樹脂完全溶解備用；(2)備料將33g去離子水、3g UCAN-51 U5g 28%氨水按順序加入反應(yīng)容器內(nèi)，攪 拌均勻備用；將30g苯乙烯、25g丙烯酸異辛酯、6g甲基丙烯酸縮水甘油酯抽入高位槽A，并混合 均勻備用；將0. 9g過硫酸氨完全溶解于IOg去離子水后抽入高位槽B ；
8
(3)單體反應(yīng)將步驟(2)中的反應(yīng)容器升溫，當(dāng)溫度達(dá)到82°C時加入5%的高位 槽A中備用的單體混合物，8分鐘后加入20%的高位槽B中備用的過硫酸氨溶液，保持溫度 820C反應(yīng)30分鐘，在4小時內(nèi)加入剩余高位槽A中的單體混合物及60%的高位槽B中的過 硫酸氨溶液，加入完畢后，控制反應(yīng)容器的溫度為84°C ；(4)去除殘留的單體將剩余的20%的高位槽B中的過硫酸氨溶液，每40分鐘補(bǔ) 加一次加入到反應(yīng)容器中，分三次補(bǔ)加完畢后，繼續(xù)保溫2小時；(5)降溫加助劑將反應(yīng)容器中的溫度降至45°C，加入步驟⑴中溶解的水溶性固 體丙烯酸樹脂溶液、2g醇酯十二、0. 3g WDF-68，攪拌60分鐘；(6)檢驗(yàn)取樣測粘度25°C涂4#杯，用1.5g水調(diào)整粘度后為130秒，測含固量，稱 樣1. 5克120°C烘1. 5小時，稱干膜重量為0. 702，計(jì)算含固量為46. 8% ；(7)過濾包裝將檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品用200目過濾袋過濾包裝即可。本實(shí)施例所生產(chǎn)的水性丙烯酸乳液產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)如下外觀微黃半透明乳液；玻璃化溫度TG:0°C;含固量46.8%PH 7. 6 ；保質(zhì)期12個月實(shí)施例4 將實(shí)施例1獲得的水性丙烯酸乳液產(chǎn)品制備成水性色漿，配方為水性 丙烯酸乳100g、潤濕分散劑0. 5g、黑色水性色漿20g、水性消泡劑0. 6g，將其依次加入快速 分散缸內(nèi)，高速分散2小時，取樣于拉白卡紙，無顆粒，無破乳現(xiàn)象產(chǎn)生，顏色分布均勻細(xì) 膩，用200目過濾袋過濾無顆粒。實(shí)施例5 將實(shí)施例2獲得的水性丙烯酸乳液產(chǎn)品制備成水性色漿，配方為水性 丙烯酸乳100g、潤濕分散劑1. 0g、黑色水性色漿30g、水性消泡劑1. 0g，將其依次加入快速 分散缸內(nèi)，高速分散3小時，取樣于拉白卡紙，無顆粒，無破乳現(xiàn)象產(chǎn)生，顏色分布均勻細(xì) 膩，用120目過濾袋過濾無顆粒。實(shí)施例6 將實(shí)施例3獲得的水性丙烯酸乳液產(chǎn)品制備成水性色漿，配方為水性 丙烯酸乳100g、潤濕分散劑0. Sg、黑色水性色漿40g、水性消泡劑1. 2g，將其依次加入快速 分散缸內(nèi)，高速分散4小時，取樣于拉白卡紙，無顆粒，無破乳現(xiàn)象產(chǎn)生，顏色分布均勻細(xì) 膩，用200目過濾袋過濾無顆粒。實(shí)施例7 將實(shí)施例1 3制得的水性丙烯酸乳液產(chǎn)品配制成水性印刷罩光油， 另選取兩種成熟的水性丙烯酸乳液對比產(chǎn)品，某公司生產(chǎn)的989型水性丙烯酸乳液(TG = 900C )和某公司生產(chǎn)的937型水性丙烯酸乳液(TG = 200C )分別配制成水性印刷罩光油，
其配方如下
權(quán)利要求
一種水性丙烯酸乳液，其特征在于它的配方包括如下重量份數(shù)的組分(1)單體組分甲基丙烯酸甲酯10～25份；苯乙烯25～40份；丙烯酸異辛酯8～20份；甲基丙烯酸縮水甘油酯2～10份；(2)成膜物質(zhì)水溶性固體丙烯酸樹脂5～15份；(3)乳化劑陰離子乳化劑0.5～5份；(4)引發(fā)劑過硫酸氨0.2～1.2份；(5)助劑成膜助劑0.5～5份；消泡劑0.1～1份；(6)28％氨水4～14份；(7)去離子水40～70份；其中(1)單體組分、(3)乳化劑、(4)引發(fā)劑、(6)氨水、(7)去離子水，進(jìn)行自由基聚合后形成高分子物質(zhì)，構(gòu)成水性丙烯酸乳液的主體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水性丙烯酸乳液，其特征在于所述的陰離子乳化劑為 磺基琥珀酸鹽類陰離子乳化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水性丙烯酸乳液，其特征在于所述的磺基琥珀酸 鹽類陰離子乳化劑為磺基琥珀酸單酯鈉鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水性丙烯酸乳液，其特征在于所述的成膜助劑為 醇酯十二。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水性丙烯酸乳液，其特征在于所述的消泡劑為含 炔酮類消泡劑。
6.制備如權(quán)利要求1所述的一種水性丙烯酸乳液的方法其特征在于其包括如下步驟(1)分散溶解按配方量將10 20份去離子水，水溶性固體丙烯酸樹脂加入分散缸 內(nèi)，邊攪拌邊加入2 6份氨水，完畢后分散2 3小時，至水溶性固體丙烯酸樹脂完全溶 解備用；(2)備料將25 35份去離子水、陰離子乳化劑、2 8份氨水、聚丙烯酸鈉按順序加 入反應(yīng)容器內(nèi)，攪拌均勻備用；將甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯抽入高位槽A，并混 合均勻備用；將過硫酸氨完全溶解于5 15份去離子水后抽入高位槽B ；(3)單體反應(yīng)將步驟(2)中的反應(yīng)容器升溫，當(dāng)溫度達(dá)到78 82°C時加入5%的高 位槽A中備用的單體混合物，5 10分鐘后加入20%的高位槽B中備用的過硫酸氨溶液，保持溫度78 82°C反應(yīng)20 30分鐘，在3 4小時內(nèi)加入剩余高位槽A中的單體混合物 及60%的高位槽B中的過硫酸氨溶液，加入完畢后，控制反應(yīng)容器的溫度為82 86°C ；(4)去除殘留的單體將剩余的20%的高位槽B中的過硫酸氨溶液，每20 40分鐘補(bǔ) 加一次加入到反應(yīng)容器中，分三次補(bǔ)加完畢后，繼續(xù)保溫1 2小時；(5)降溫加助劑將反應(yīng)容器中的溫度降至45°C或以下，加入步驟(1)中溶解的水溶性 固體丙烯酸樹脂溶液、成膜助劑、消泡劑，攪拌30 60分鐘；(6)檢驗(yàn)取樣測粘度25°C涂4#杯為120 200秒，粘度可采用水調(diào)整；再測含固量， 稱樣1 2克120°C烘1. 5小時，稱干膜重量，計(jì)算含固量，含固量在(46士2) %之間為合格品 ；(7)過濾包裝將檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品用120或200目過濾袋過濾包裝即可。
7.權(quán)利要求1所述的一種水性丙烯酸乳液作為主體基料在水性油墨中的應(yīng)用。
8.權(quán)利要求1所述的一種水性丙烯酸乳液作為主體基料在水性印刷罩光油中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水性丙烯酸乳液及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的水性丙烯酸乳液由甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、氨水、乳化劑、引發(fā)劑、去離子水，通過自由基聚合后形成高分子物質(zhì)，構(gòu)成水性丙烯酸乳液的主體，配以成膜物質(zhì)、助劑、消泡劑而成。本發(fā)明所述的水性丙烯酸乳液外觀透明、細(xì)膩、粒徑細(xì)、潤濕分散性好；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，在高速剪切分散機(jī)攪拌分散24小時不破乳、在水性色漿研磨中不破乳，不起顆粒，且對鈣鎂離子不敏感，光澤度高，同國外相類似的產(chǎn)品相當(dāng)；因體系中乳化劑的用量很少，所以干膜耐水性優(yōu)，且應(yīng)用產(chǎn)品機(jī)械穩(wěn)定性能好，耐磨性、附著力、抗粘性優(yōu)異，印后上光的紙張具有不易粘花等特點(diǎn)。
文檔編號D21H21/14GK101974184SQ201010501
公開日2011年2月16日 申請日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者黃伊君 申請人:蘇州凱康化工科技有限公司