專利名稱：一種水性涂料及其制備方法
專利說明本發(fā)明涉及涂料組合物，具體地說，涉及一種水性涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
在包裝印刷行業(yè)，在白卡紙上涂布一層涂料后，可形成高光亮度的高光紙。隨著人 們對包裝材料裝飾效果的要求的日益提高，要求高光紙不僅具有高光亮度，而且適合后續(xù) 進(jìn)行快速高效的燙金加工。而且，隨著人們對環(huán)境保護(hù)的日益重視，還要求涂料在使用過程 中揮發(fā)出的有害物質(zhì)少，甚至沒有揮發(fā)出有害物質(zhì)，符合環(huán)保要求。目前，包裝印刷行業(yè)使用的涂料包括油性涂料和水性涂料。有些油性涂料涂布后形成的涂層雖然能夠滿足高光亮度及后續(xù)快速燙金加工的 要求，但使用過程中會揮發(fā)出較多的有害物質(zhì)，環(huán)境污染大，無法達(dá)到環(huán)保要求(特別是煙 包行業(yè)的有機揮發(fā)物限量要求)，而且成本較高。水性涂料雖然環(huán)境污染小，但目前市場上的水性涂料涂布后形成的涂層不能同時 滿足高光亮度及后續(xù)快速燙金加工的要求。有些水性涂料涂布后形成的涂層雖然光亮度 高，但不適用于燙金加工或燙金效率低下，燙金圖案殘缺；有些水性涂料涂布后形成的涂層 雖然適用于后續(xù)快速燙金加工，但光亮度極低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種涂布后能夠形成既具有高光亮度又適合 后續(xù)進(jìn)行快速燙金加工的涂層的環(huán)保型水性涂料，以及這種水性涂料的制備方法。采用的 技術(shù)方案如下—種水性涂料，其特征在于由下述重量百分比的原料制成水52 55%，十二烷 基磺酸鈉0. 5 0. 7%，甲基丙烯酸甲酯20 25%，丙烯酸丁酯3 4. 5%，丙烯酸異辛酯 0 2%，丙烯酸1 1. 5%，甲基丙烯酸丁酯10 15%，馬來酸二正丁酯1 2%，丙烯酸 羥乙酯0. 6 1 %，衣康酸0. 4 1 %，氨水0. 8 1 %，消泡劑0. 1 0. 2 %，乙酸鈉0. 05 0. 1%，防腐劑0. 1 0.2%，過硫酸鉀0. 1 0.2%。優(yōu)選上述水為去離子水。上述十二烷基磺酸鈉作為乳化劑。上述過硫酸鉀作為催化劑，可降低活化能，促進(jìn)聚合反應(yīng)。上述乙酸鈉作為緩沖劑，能夠調(diào)整乳液的酸堿度，保證引發(fā)過程的平穩(wěn)度。上述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸、甲基丙烯酸丁酯、馬來 酸二正丁酯、丙烯酸羥乙酯和衣康酸在十二烷基磺酸鈉的乳化作用下，并在催化劑過硫酸 鉀和緩沖劑乙酸鈉的共同作用下，聚合形成共聚物。水性涂料中的固物成份就是上述的共 聚物。上述甲基丙烯酸甲酯可增強涂料涂布后形成的涂層的強度，并且增強涂層的耐高溫 性能，防止涂層受熱龜裂；丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、馬來酸二正丁酯能增強涂層的韌性 和亮度；丙烯酸、丙烯酸羥乙酯、衣康酸能增加共聚物的自交聯(lián)，從而增加共聚物的強度、耐溫性及耐溶劑性，并改善涂料的涂布性能；甲基丙烯酸丁酯可增強涂層的韌性 上述氨水起中和及調(diào)整粘度的作用。優(yōu)選上述氨水的重量百分比濃度為20-25%， 更優(yōu)選上述氨水的重量百分比濃度為22%。上述消泡劑起消除涂料中的泡沫的作用，保證涂布效果。上述消泡劑可以是礦物 油消泡劑和改性有機硅消泡劑(例如德國生產(chǎn)的品牌為TEGO迪高、型號為TEGOFoamex 825 的消泡劑，其化學(xué)組成為聚硅氧烷_聚醚共聚物乳液)中的一種或者兩者的混和物。上述防腐劑能夠抑制涂料中的霉菌生長，使涂料保持質(zhì)量穩(wěn)定。上述防腐劑可 以是異噻唑啉酮(異噻唑啉酮俗稱卡松，其有效成分是2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮和 5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮的混合物)。另一方面，本發(fā)明還提供上述水性涂料的一種制備方法，其特征在于依次包括下 述步驟(1)按上述比例配備水、十二烷基磺酸鈉、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異 辛酯、丙烯酸、甲基丙烯酸丁酯、馬來酸二正丁酯、丙烯酸羥乙酯、衣康酸、氨水、消泡劑、乙 酸鈉、防腐劑和過硫酸鉀；所配備的水分成三部分，第一部分水用于步驟(2)，第二部分水 用于步驟(3)，第三部分水用于步驟(4)，第一部分水占所配備的水的45-50%，第二部分水 占所配備的水的1.5-5%，第三部分水占所配備的水的45-50% ；(2)將第一部分水加入預(yù)乳化釜中，并將步驟(1)所配備的甲基丙烯酸甲酯、甲基 丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸、馬來酸二正丁酯、丙烯酸羥乙酯、衣康酸 和十二烷基磺酸鈉加入預(yù)乳化釜中，然后進(jìn)行預(yù)乳化，得到預(yù)乳液；(3)將第二部分水加入溶解罐中，并將步驟(1)所配備的過硫酸鉀加入溶解罐中， 然后進(jìn)行攪拌，使過硫酸鉀溶解，得到過硫酸鉀溶液；(4)將第三部分水投入反應(yīng)釜中，并將步驟(1)所配備的乙酸鈉投入反應(yīng)釜中，然 后進(jìn)行攪拌并加熱至80°C ；(5)取預(yù)乳液的1/10并投入反應(yīng)釜中，再攪拌10分鐘；然后取步驟(3)得到的過 硫酸鉀溶液的一半投入反應(yīng)釜中，進(jìn)行引發(fā)反應(yīng)(引發(fā)反應(yīng)進(jìn)行過程中，反應(yīng)釜中的物料 的將會自動升至88-92°C )；等反應(yīng)釜中的物料的溫度回落至85°C時，向反應(yīng)釜中滴加余下 的預(yù)乳液(即預(yù)乳液的9/10)和余下的過硫酸鉀溶液(另一半過硫酸鉀溶液)，滴加溫度控 制在85 90°C ；滴加完畢后使反應(yīng)釜中的物料保溫3小時，然后使反應(yīng)釜中的物料降溫；(6)當(dāng)反應(yīng)釜中的物料的溫度降至40°C時，加入步驟⑴所配備的消泡劑、氨水和 防腐劑，并攪拌均勻，得到水性涂料。水性涂料的PH值控制在7. 2左右。優(yōu)選步驟(5)中將余下的預(yù)乳液和余下的過硫酸鉀溶液同步、勻速滴加到反應(yīng)釜 中；更優(yōu)選在150 180分鐘的時間內(nèi)將余下的預(yù)乳液和余下的過硫酸鉀溶液同步、勻速滴 加到反應(yīng)釜中。本發(fā)明的水性涂料無毒無害，對環(huán)境污染小，符合環(huán)保要求；涂布后形成的涂層不 僅光亮度高、堅韌、抗爆裂性能優(yōu)秀，而且印刷適應(yīng)性廣，后續(xù)加工性能極佳，能快速高效地 進(jìn)行燙金加工，燙金效果好，產(chǎn)品質(zhì)量好；涂布時，可根據(jù)需要隨時調(diào)整涂料的粘度，使用方 便，涂布速度快，生產(chǎn)效率高，且單位面積涂布量少，能耗低，大幅降低成本。
具體實施例方式實施例1
依次按下述步驟制備水性涂料(1)按制備5000kg水性涂料計，配備水2620kg(占原料總重的52. 4% )、十二烷 基磺酸鈉25kg(占原料總重的0. 5% )、甲基丙烯酸甲酯1050kg(占原料總重的21% )、丙 烯酸丁酯200kg(占原料總重的4% )、丙烯酸異辛酯100kg(占原料總重的2% )、丙烯酸 50kg (占原料總重的)、甲基丙烯酸丁酯750kg (占原料總重的15% )、馬來酸二正丁酯 50kg(占原料總重的)、丙烯酸羥乙酯30kg(占原料總重的0. 6% )、衣康酸50kg(占原 料總重的)、氨水50kg(占原料總重的1%，其濃度為20% )、消泡劑5kg(占原料總重 的0. ；本實施例中，消泡劑采用德國生產(chǎn)的品牌為TEGO迪高、型號為TEGOFoamex 825 的消泡劑)、乙酸鈉5kg (占原料總重的0. 1% )、防腐劑5kg (均為異噻唑啉酮，占原料總重 的0. )、過硫酸鉀10kg(占原料總重的0. 2% )；所配備的水分成三部分，第一部分水用 于步驟(2)，第二部分水用于步驟(3)，第三部分水用于步驟(4)，第一部分水1179kg(占所 配備的水的45% )，第二部分水131kg(占所配備的水的5% )，第三部分水1310kg(占所配 備的水的50% )；(2)將第一部分水加入預(yù)乳化釜中，并將步驟(1)所配備的甲基丙烯酸甲酯、甲基 丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸、馬來酸二正丁酯、丙烯酸羥乙酯、衣康酸 和十二烷基磺酸鈉加入預(yù)乳化釜中，然后進(jìn)行預(yù)乳化，得到3484kg預(yù)乳液；(3)將第二部分水加入溶解罐中，并將步驟(1)所配備的過硫酸鉀加入溶解罐中， 然后進(jìn)行攪拌，使過硫酸鉀溶解，得到141kg過硫酸鉀溶液；(4)將第三部分水投入反應(yīng)釜中，并將步驟(1)所配備的乙酸鈉投入反應(yīng)釜中，然 后進(jìn)行攪拌并加熱至80°C ；(5)取348. 4kg預(yù)乳液(占預(yù)乳液總量的1/10)并投入反應(yīng)釜中，再攪拌10分鐘； 然后取步驟(3)得到的過硫酸鉀溶液的一半(即70. 5kg過硫酸鉀溶液)投入反應(yīng)釜中，進(jìn) 行引發(fā)反應(yīng)(引發(fā)反應(yīng)進(jìn)行過程中，反應(yīng)釜中的物料的將會自動升至88-92°C)；等反應(yīng)釜 中的物料的溫度回落至85°C時，向反應(yīng)釜中同步、勻速滴加余下的3135. 6kg預(yù)乳液(占預(yù) 乳液總量的9/10)和余下的過硫酸鉀溶液(即另外的70. 5kg過硫酸鉀溶液)，滴加溫度控 制在85 90°C，在150 180分鐘的時間內(nèi)滴加完畢；滴加完畢后使反應(yīng)釜中的物料保溫 3小時，然后使反應(yīng)釜中的物料降溫；(6)當(dāng)反應(yīng)釜中的物料的溫度降至40°C時，加入步驟⑴所配備的消泡劑、氨水和 防腐劑，并攪拌均勻，得到5000kg水性涂料。實施例2依次按下述步驟制備水性涂料(1)按制備5000kg水性涂料計，配備水2655. 5kg (占原料總重的53. 11% )、十二 烷基磺酸鈉30kg(占原料總重的0. 6% )、甲基丙烯酸甲酯1150kg(占原料總重的23% )、 丙烯酸丁酯150kg(占原料總重的3% )、丙烯酸異辛酯50kg(占原料總重的)、丙烯酸 65kg(占原料總重的1. 3% )、甲基丙烯酸丁酯650kg(占原料總重的13% )、馬來酸二正丁 酯IOOkg (占原料總重的2% )、丙烯酸羥乙酯50kg (占原料總重的)、衣康酸35kg (占原 料總重的0. 7% )、氨水40kg(占原料總重的0. 8%，其濃度為24% )、消泡劑7. 5kg(占原料總重的0. 15%，本實施例中，消泡劑采用德國生產(chǎn)的品牌為TEGO迪高、型號為TEGOFoamex 825的消泡劑)、乙酸鈉2. 5kg(占原料總重的0. 05% )、防腐劑7. 5kg(均為異噻唑啉酮， 占原料總重的0. 15% )、過硫酸鉀7kg(占原料總重的0. 14% )；所配備的水分成三部分， 第一部分水用于步驟(2)，第二部分水用于步驟(3)，第三部分水用于步驟(4)，第一部分水 1275kg (約占所配備的水的48 % )，第二部分水80kg (約占所配備的水的3 % )，第三部分水 1300. 5 (約占所配備的水的49% )；(2)將第一部分水加入預(yù)乳化釜中，并將步驟(1)所配備的甲基丙烯酸甲酯、甲基 丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸、馬來酸二正丁酯、丙烯酸羥乙酯、衣康酸 和十二烷基磺酸鈉加入預(yù)乳化釜中，然后進(jìn)行預(yù)乳化，得到3555kg預(yù)乳液；(3)將第二部分水加入溶解罐中，并將步驟(1)所配備的過硫酸鉀加入溶解罐中， 然后進(jìn)行攪拌，使過硫酸鉀溶解，得到87kg過硫酸鉀溶液；(4)將第三部分水投入反應(yīng)釜中，并將步驟(1)所配備的乙酸鈉投入反應(yīng)釜中，然 后進(jìn)行攪拌并加熱至80°C ；(5)取355. 5kg預(yù)乳液(占預(yù)乳液總量的1/10)并投入反應(yīng)釜中，再攪拌10分鐘； 然后取步驟(3)得到的過硫酸鉀溶液的一半(即43. 5kg過硫酸鉀溶液)投入反應(yīng)釜中， 進(jìn)行引發(fā)反應(yīng)(引發(fā)反應(yīng)進(jìn)行過程中，反應(yīng)釜中的物料的將會自動升至88-92°C)；等反應(yīng) 釜中的物料的溫度回落至85°C時，向反應(yīng)釜中同步、勻速滴加余下的3199. 5kg預(yù)乳液(占 預(yù)乳液總量的9/10)和余下的過硫酸鉀溶液(另43. 5kg過硫酸鉀溶液)，滴加溫度控制在 85 90°C，在150 180分鐘的時間內(nèi)滴加完畢；滴加完畢后使反應(yīng)釜中的物料保溫3小 時，然后使反應(yīng)釜中的物料降溫；(6)當(dāng)反應(yīng)釜中的物料的溫度降至40°C時，加入步驟(1)所配備的消泡劑、氨水和 防腐劑，并攪拌均勻，得到5000kg水性涂料。實施例3依次按下述步驟制備水性涂料(1)按制備5000kg水性涂料計，配備水2711kg(占原料總重的54. 22% )、十二烷 基磺酸鈉35kg(占原料總重的0. 7% )、甲基丙烯酸甲酯1250kg(占原料總重的25% )、丙 烯酸丁酯220kg(占原料總重的4.4% )、丙烯酸75kg(1.5% )、甲基丙烯酸丁酯500kg(占 原料總重的10% )、馬來酸二正丁酯75kg(占原料總重的1. 5% )、丙烯酸羥乙酯40kg(占 原料總重的0. 8% )、衣康酸20kg(占原料總重的0. 4% )、氨水45kg(占原料總重的0. 9%， 其濃度為22% )、消泡劑10kg(占原料總重的0. 2%，本實施例中，消泡劑采用礦物油消泡 劑)、乙酸鈉4kg(占原料總重的0. 08% )、防腐劑IOkg(均為異噻唑啉酮，占原料總重的 0. 2% )、過硫酸鉀5kg(占原料總重的0. )；所配備的水分成三部分，第一部分水用于步 驟(2)，第二部分水用于步驟(3)，第三部分水用于步驟(4)，第一部分水1350kg (約占所配 備的水的49. 8% )，第二部分水50kg(約占所配備的水的1. 84% )，第三部分水131 Ikg(約 占所配備的水的48. 36% )；(2)將第一部分水加入預(yù)乳化釜中，并將步驟(1)所配備的甲基丙烯酸甲酯、甲基 丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、馬來酸二正丁酯、丙烯酸羥乙酯、衣康酸和十二烷基磺酸 鈉加入預(yù)乳化釜中，然后進(jìn)行預(yù)乳化，得到3565kg預(yù)乳液；(3)將第二部分水加入溶解罐中，并將步驟(1)所配備的過硫酸鉀加入溶解罐中，然后進(jìn)行攪拌，使過硫酸鉀溶解，得到55kg過硫酸鉀溶液；(4)將第三部分水投入反應(yīng)釜中，并將步驟(1)所配備的乙酸鈉投入反應(yīng)釜中，然 后進(jìn)行攪拌并加熱至80°C ；(5)取356. 5kg預(yù)乳液(占預(yù)乳液總量的1/10)并投入反應(yīng)釜中，再攪拌10分鐘； 然后取步驟(3)得到的過硫酸鉀溶液的一半(即27. 5kg過硫酸鉀溶液)投入反應(yīng)釜中， 進(jìn)行引發(fā)反應(yīng)(引發(fā)反應(yīng)進(jìn)行過程中，反應(yīng)釜中的物料的將會自動升至88-92°C)；等反應(yīng) 釜中的物料的溫度回落至85°C時，向反應(yīng)釜中同步、勻速滴加余下的3208. 5預(yù)乳液kg(占 預(yù)乳液總量的9/10)和余下的過硫酸鉀溶液(另27. 5kg過硫酸鉀溶液)，滴加溫度控制在 85 90°C，在150 180分鐘的時間內(nèi)滴加完畢；滴加完畢后使反應(yīng)釜中的物料保溫3小 時，然后使反應(yīng)釜中的物料降溫；(6)當(dāng)反應(yīng)釜中的物料的溫度降至40°C時，加入步驟(1)所配備的消泡劑、氨水和 防腐劑，并攪拌均勻，得到5000kg水性涂料。
權(quán)利要求
一種水性涂料，其特征在于由下述重量百分比的原料制成水52～55％，十二烷基磺酸鈉0.5～0.7％，甲基丙烯酸甲酯20～25％，丙烯酸丁酯3～4.5％，丙烯酸異辛酯0～2％，丙烯酸1～1.5％，甲基丙烯酸丁酯10～15％，馬來酸二正丁酯1～2％，丙烯酸羥乙酯0.6～1％，衣康酸0.4～1％，氨水0.8～1％，消泡劑0.1～0.2％，乙酸鈉0.05～0.1％，防腐劑0.1～0.2％，過硫酸鉀0.1～0.2％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性涂料，其特征是所述氨水的重量百分比濃度為 20-25%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水性涂料，其特征是所述氨水的重量百分比濃度為22%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性涂料，其特征是所述消泡劑是礦物油消泡劑和改性有 機硅消泡劑中的一種或者兩者的混和物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性涂料，其特征是所述防腐劑是異噻唑啉酮。
6.權(quán)利要求1所述的水性涂料的制備方法，其特征在于依次包括下述步驟(1)按上述比例配備水、十二烷基磺酸鈉、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛 酯、丙烯酸、甲基丙烯酸丁酯、馬來酸二正丁酯、丙烯酸羥乙酯、衣康酸、氨水、消泡劑、乙酸 鈉、防腐劑和過硫酸鉀；所配備的水分成三部分，第一部分水用于步驟(2)，第二部分水用 于步驟(3)，第三部分水用于步驟(4)，第一部分水占所配備的水的45-50%，第二部分水占 所配備的水的1. 5-5%，第三部分水占所配備的水的45-50% ；(2)將第一部分水加入預(yù)乳化釜中，并將步驟(1)所配備的甲基丙烯酸甲酯、甲基丙 烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸、馬來酸二正丁酯、丙烯酸羥乙酯、衣康酸和 十二烷基磺酸鈉加入預(yù)乳化釜中，然后進(jìn)行預(yù)乳化，得到預(yù)乳液；(3)將第二部分水加入溶解罐中，并將步驟(1)所配備的過硫酸鉀加入溶解罐中，然后 進(jìn)行攪拌，使過硫酸鉀溶解，得到過硫酸鉀溶液；(4)將第三部分水投入反應(yīng)釜中，并將步驟(1)所配備的乙酸鈉投入反應(yīng)釜中，然后進(jìn) 行攪拌并加熱至80°C ；(5)取預(yù)乳液的1/10并投入反應(yīng)釜中，再攪拌10分鐘；然后取步驟(3)得到的過硫酸 鉀溶液的一半投入反應(yīng)釜中，進(jìn)行引發(fā)反應(yīng)；等反應(yīng)釜中的物料的溫度回落至85°C時，向 反應(yīng)釜中滴加余下的預(yù)乳液和余下的過硫酸鉀溶液，滴加溫度控制在85 90°C ；滴加完畢 后使反應(yīng)釜中的物料保溫3小時，然后使反應(yīng)釜中的物料降溫；(6)當(dāng)反應(yīng)釜中的物料的溫度降至40°C時，加入步驟(1)所配備的消泡劑、氨水和防腐 齊U，并攪拌均勻，得到水性涂料。
全文摘要
一種水性涂料，由下述重量百分比的原料制成水52～55％，十二烷基磺酸鈉0.5～0.7％，甲基丙烯酸甲酯20～25％，丙烯酸丁酯3～4.5％，丙烯酸異辛酯0～2％，丙烯酸1～1.5％，甲基丙烯酸丁酯10～15％，馬來酸二正丁酯1～2％，丙烯酸羥乙酯0.6～1％，衣康酸0.4～1％，氨水0.8～1％，消泡劑0.1～0.2％，乙酸鈉0.05～0.1％，防腐劑0.1～0.2％，過硫酸鉀0.1～0.2％。本發(fā)明還提供上述水性涂料的一種制備方法。本發(fā)明的水性涂料無毒無害，對環(huán)境污染??；涂布后形成的涂層不僅光亮度高、堅韌、抗爆裂性能優(yōu)秀，而且后續(xù)加工性能極佳，能快速高效地進(jìn)行燙金加工，燙金效果好。
文檔編號C09D133/12GK101942256SQ201010284309
公開日2011年1月12日 申請日期2010年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月11日
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