CN103044602A - 纸涂布水性乳液及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纸涂布水性乳液及其制备方法和应用，针对现有纸涂布乳液阻隔性不好等问题，本发明提供了一种纸涂布水性乳液，其以一定量的偏二氯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸为混合单体，选用特定的种子乳化剂和混合乳化剂，采用种子乳液聚合得到纸涂布水性乳液，其稳定性好，环保，阻隔性能好，并且在乳液聚合后期采用真空脱吸的后处理方法，使得得到的水性乳液单体残留量低，制得的涂布纸无异味，不会污染食品或药品，更有利于在食品、药品等包装领域的应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种水性乳液，具体涉及一种用于纸涂布的水性乳液及其制备方法和应用。
背景技术
目前塑料薄膜作为包装材料在包装领域广泛使用，塑料薄膜具有透明、成本低、适用性好、强度高等优点，但是塑料薄膜不易回收，不可降解，印刷性差，大量使用会造成石油资源的浪费，因此需要使用其他包装材料来代替。涂布纸作为一种可降解材料，具有不透明、光泽性及印刷性能好等优点，可以用于包装，特别是食品、药品包装等。CN200410011366的专利申请公开了一种完全生物降解聚乳酸涂层材料，其由纸层和纸层上的增塑聚乳酸组合物组成，可以用于制作纸杯、餐盒、一次性包装物等；但是这种涂层材料阻隔性不好，不能用于食品类的包装。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种纸涂布水性乳液，其具有良好的稳定性，且阻隔性能好，环保。本发明的第二个目的是提供纸涂布水性乳液的制备方法。本发明的第三个目的是提供纸涂布水性乳液的应用。
本发明的纸涂布水性乳液，其按重量份计由以下原料组分制成：(1)混合单体45-60份，由重量百分比占混合单体总量92.5~93.5%的偏二氯乙烯、重量百分比占混合单体总量5~6%的丙烯腈、重量百分比占混合单体总量0.9~1.3%的甲基丙烯酸酯和重量百分比占混合单体总量0.1~0.2%的甲基丙烯酸组成；(2)引发剂：叔丁基过氧化氢0.08~0.2份和甲醛合次硫酸氢钠0.075~0.175份；(3)种子乳化剂：十二烷基苯磺酸钠0.05~0.08份和MA-800.14~0.16份；(4)混合乳化剂：烷基磺酸钠类化合物0.8~1份、2A-1乳化剂0.35~0.4份、和COPS-1或磺酸钠类化合物0.4~1.5份；(5)助剂：醋酸铵0.013~0.017份。其中，烷基磺酸钠类化合物选自十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或两种以上；磺酸钠类化合物选自乙烯磺酸钠、丙烯磺酸钠、烯丙基磺酸钠、丙烯酰胺磺酸钠中的一种或两种以上。甲基丙烯酸酯选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或两种以上，优选为甲基丙烯酸甲酯。MA-80为磺基琥珀酸甲基异丁基甲酯盐，2A-1乳化剂为烷基二苯醚二磺酸盐，COPS-1为2-烯丙基醚-3-羟基丙烷-1-磺酸钠。
本发明的纸涂布水性乳液的制备方法，包括：
1.原料的配制：
1)混合单体配制：将偏二氯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸按配方量混合得到混合单体；
2)引发剂配制：将叔丁基过氧化氢溶于水中得到叔丁基过氧化氢水溶液、将甲醛合次硫酸氢钠溶于水中得到甲醛合次硫酸氢钠水溶液；
3)混合乳化剂配制：将烷基磺酸钠类化合物、2A-1乳化剂、和COPS-1或磺酸钠类化合物混合加入水制得混合乳化剂；
2.种子聚合：
向反应釜中加入水，加入十二烷基苯磺酸钠、MA-80和醋酸铵，封釜，气体置换3次，抽真空，吸入配方量3%的混合单体，冷分散0.5h，升温至47℃，泵入配制好的叔丁基过氧化氢水溶液和甲醛合次硫酸氢钠水溶液，加入速率为8kg/48小时，控制温度55℃，当压力降至0.01-0.03MPa时，种子聚合结束，得到种子胶乳；
3.乳液聚合：
向种子乳胶中同时泵入配制好的混合乳化剂、剩余的混合单体，引发剂加入速度不变，当压力降至0~-0.01MPa时，反应结束；加入微晶石蜡，抽真空，底阀不打开脱吸1h，温度升至70℃1h，底阀微开，脱吸2h后加入0.1MPa的水蒸汽，加入氢氧化钾或三乙胺调节pH值2~3，过滤得到共聚乳液。其中，共聚乳液的固含量45-60%。
本发明还提供水性乳液用于纸涂布的应用。
本发明还提供一种涂布纸，其利用本发明的水性乳液涂布得到。
本发明以一定量的偏二氯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸为混合单体，选用特定的种子乳化剂和混合乳化剂，采用种子乳液聚合得到纸涂布水性乳液，其稳定性好，环保，阻隔性能好，可用于纸涂布，制得的涂布纸无异味，不会污染食品或药品，更有利于在食品、药品等包装领域的应用。
本发明在乳液聚合完成后，采用真空脱吸的后处理方法，使得到的水性乳液单体残留量低，且抽真空之前加入了微晶石蜡，其能起到消泡的作用，改善真空脱吸效果，降低了单体残留量；且微晶石蜡加入后通过过滤可以回收利用。
附图说明
图1为本发明种子乳液聚合工艺流程图。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1：
1.原料配制：
1)混合单体配制：将偏二氯乙烯92.5kg、丙烯腈6kg、甲基丙烯酸甲酯1.3kg，甲基丙烯酸0.2kg混合得到混合单体；
2)引发剂配制：将叔丁基过氧化氢160g溶于8kg水中得到叔丁基过氧化氢水溶液、将甲醛合次硫酸氢钠160g溶于8kg水中得到甲醛合次硫酸氢钠水溶液；
3)混合乳化剂配制：将十二烷基磺酸钠1.6kg、2A-1乳化剂780g和COPS-11.4kg混合加入水至20kg制得混合乳化剂；
2.种子聚合：
向反应釜中加入水50kg，加入十二烷基苯磺酸钠100g、MA-80280g、醋酸铵30g，封釜，气体置换3次，抽真空，吸入配方量3%的混合单体，冷分散0.5h，升温至47℃，泵入配制好的叔丁基过氧化氢水溶液和甲醛合次硫酸氢钠水溶液，加入速率为8kg/48小时，控制温度55℃；当压力降至0.01-0.03MPa时，种子聚合结束，得到种子胶乳；
3.乳液聚合：
向种子乳胶中同时泵入配制好的混合乳化剂、剩余的混合单体，引发剂加入速度不变，当压力降至0~-0.01MPa时，反应结束；加入100g微晶石蜡，抽真空，底阀不打开脱吸1h，温度升至70℃1h，底阀微开，脱吸2h后加入0.1MPa的水蒸汽，加入氢氧化钾调节pH值2.5，过滤得到固含量50%的共聚乳液。
获得的纸涂布水性乳液的物理指标为：
实施例2：
1.原料配制：
1)混合单体配制：将偏二氯乙烯111kg、丙烯腈7.2kg、甲基丙烯酸甲酯1.56kg，甲基丙烯酸0.24kg混合得到混合单体；
2)引发剂配制：将叔丁基过氧化氢240g溶于8kg水中得到叔丁基过氧化氢水溶液、将甲醛合次硫酸氢钠240g溶于8kg水中得到甲醛合次硫酸氢钠水溶液；
3)混合乳化剂配制：将十二烷基磺酸钠1.8kg、2A-1乳化剂780g和COPS-12kg混合加入水至20Kg制得混合乳化剂；
2.种子聚合：
向反应釜中加入水30kg，加入十二烷基苯磺酸钠130g、MA-80300g、醋酸铵30g，封釜，气体置换3次，抽真空，吸入配方量3%的混合单体，冷分散0.5h，升温至47℃，泵入配制好的叔丁基过氧化氢水溶液和甲醛合次硫酸氢钠水溶液，加入速率为8kg/48小时，控制温度55℃；当压力降至0.01-0.03MPa时，种子聚合结束，得到种子胶乳；
3.乳液聚合：
向种子乳胶中同时泵入配制好的混合乳化剂、剩余的混合单体，引发剂加入速度不变，当压力降至0~-0.01MPa时，反应结束；加入100g微晶石蜡，抽真空，底阀不打开脱吸1h，温度升至70℃1h，底阀微开，脱吸2h后加入0.1MPa的水蒸汽，加入氢氧化钾调节pH值2，过滤得到固含量60%的共聚乳液。
实施例3：
1.原料配制：
1)混合单体配制：将偏二氯乙烯92.5kg、丙烯腈6kg、甲基丙烯酸乙酯1.3kg，甲基丙烯酸0.2kg混合得到混合单体；
2)引发剂配制：将叔丁基过氧化氢160g溶于8kg水中得到叔丁基过氧化氢水溶液、将甲醛合次硫酸氢钠160g溶于8kg水中得到甲醛合次硫酸氢钠水溶液；
3)混合乳化剂配制：将十二烷基苯磺酸钠1.6kg、2A-1乳化剂780g和乙烯磺酸钠1.4kg混合加入水至20kg制得混合乳化剂；
2.种子聚合：
向反应釜中加入水50kg，加入十二烷基苯磺酸钠100g、MA-80280g、醋酸铵30g，封釜，气体置换3次，抽真空，吸入配方量3%的混合单体，冷分散0.5h，升温至47℃，泵入配制好的叔丁基过氧化氢水溶液和甲醛合次硫酸氢钠水溶液，加入速率为8kg/48小时，控制温度55℃；当压力降至0.01-0.03MPa时，种子聚合结束，得到种子胶乳；
3.乳液聚合：
向种子乳胶中同时泵入配制好的混合乳化剂、剩余的混合单体，引发剂加入速度不变，当压力降至0~-0.01MPa时，反应结束；加入100g微晶石蜡，抽真空，底阀不打开脱吸1h，温度升至70℃1h，底阀微开，脱吸2h后加入0.1MPa的水蒸汽，加入三乙胺调节pH值2.5，过滤得到固含量50%的共聚乳液。
Claims (7)
1.一种纸涂布水性乳液，其特征在于，按重量份计由以下原料组分制成：(1)混合单体45-60份，由重量百分比占混合单体总量92.5~93.5%的偏二氯乙烯、重量百分比占混合单体总量5~6%的丙烯腈、重量百分比占混合单体总量0.9~1.3%的甲基丙烯酸酯和重量百分比占混合单体总量0.1~0.2%的甲基丙烯酸组成；(2)引发剂：叔丁基过氧化氢0.08~0.2份和甲醛合次硫酸氢钠0.075~0.175份；(3)种子乳化剂：十二烷基苯磺酸钠0.05~0.08份和MA-800.14~0.16份；(4)混合乳化剂：烷基磺酸钠类化合物0.8~1份、2A-1乳化剂0.35~0.4份、和COPS-1或磺酸钠类化合物0.4~1.5份；(5)助剂：醋酸铵0.013~0.017份。
2.根据权利要求1所述的纸涂布水性乳液，其特征在于，所述烷基磺酸钠类化合物选自十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸、十二烷基硫酸钠中的一种或两种以上。
3.根据权利要求1所述的纸涂布水性乳液，其特征在于，所述磺酸钠类化合物选自乙烯磺酸钠、丙烯磺酸钠、烯丙基磺酸钠、丙烯酰胺磺酸钠中的一种或两种以上。
4.根据权利要求1所述的纸涂布水性乳液，其特征在于，所述的甲基丙烯酸酯选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或两种以上。
5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的纸涂布水性乳液的制备方法，其特征在于，包括：(1)原料的配制：
1)混合单体配制：将偏二氯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸按配方量混合得到混合单体；
2)引发剂配制：将叔丁基过氧化氢溶于水中得到叔丁基过氧化氢水溶液、将甲醛合次硫酸氢钠溶于水中得到甲醛合次硫酸氢钠水溶液；
3)混合乳化剂配制：将烷基磺酸钠类化合物、2A-1乳化剂、和COPS-1或磺酸钠类化合物混合加入水制得混合乳化剂；
(2)种子聚合：
向反应釜中加入水，加入十二烷基苯磺酸钠、MA-80和醋酸铵，封釜，气体置换3次，抽真空，吸入配方量3%的混合单体，冷分散0.5h，升温至47℃，泵入配制好的叔丁基过氧化氢水溶液和甲醛合次硫酸氢钠水溶液，加入速率为8kg/48小时，控制温度55℃，当压力降至0.01-0.03MPa时，种子聚合结束，得到种子胶乳；
(3)乳液聚合：
向种子乳胶中同时泵入配制好的混合乳化剂、剩余的混合单体，引发剂加入速度不变，当压力降至0~-0.01MPa时，反应结束；加入微晶石蜡，抽真空，底阀不打开脱吸1h，温度升至70℃1h，底阀微开，脱吸2h后加入0.1MPa的水蒸汽，加入氢氧化钾或三乙胺调节pH值2~3，过滤得到共聚乳液。
6.根据权利要求1至4任一权利要求所述的纸涂布水性乳液的应用，其特征在于，用于纸涂布。
7.一种涂布纸，其特征在于，使用权利要求1至4任一权利要求所述的纸涂布水性乳液涂布得到。
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