发明内容
为了克服现有技术的水性上光油防水性能不足的缺点,本发明提供一种防水水性上光油,该防水水性上光油在纸品印刷品上直接上光就能保证优异的防水性能。
本发明的另一目的是提供一种防水水性上光油的制备方法,该制备方法与常规乳液聚合工艺相当,一步聚合即可制备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下:
本发明的防水水性上光油由室温交联型丙烯酸乳液、苯乙烯-丙烯酸酯树脂液、防水蜡乳液、助剂和水组成,组成该防水水性上光油的各组分及质量百分含量如下:室温交联型聚丙烯酸酯乳液60~70%,苯乙烯-丙烯酸酯树脂液5~12%,防水蜡乳液10~15%,助剂6~8%,水6~10%,所述助剂由消泡剂、滑爽剂和成膜助剂组成。
作为优选,所述室温交联型聚丙烯酸酯乳液是一种以双丙酮丙烯酰
胺(DAAM)作为功能单体,己二酰肼(ADH)作为交联剂制成的室温自交联型丙烯酸酯乳液。
作为优选,所述苯乙烯-丙烯酸酯树脂液是碱溶性苯乙烯-丙烯酸树脂液。
作为优选,所述防水蜡乳液是固含量为40-50%的防水蜡乳液。此为关键原料之一,可直接添加,无化学反应过程,操作方便。
作为优选,所述消泡剂为破泡聚硅氧烷、憎水颗粒和聚乙二醇的混合物,所述混合物的固含量为95~100%。,此类消泡剂用量少,对流平和表面效果影响很小,消泡效果优异。
作为优选,所述滑爽剂为超高分子量聚二甲基硅氧烷的水分散体。该原料可直接添加,对光油表面手感改善明显,调配容易。
作为优选,所述成膜助剂为十二碳醇酯或丙二醇甲醚,该类成膜助剂挥发速度适中,气味低。
一种防水水性上光油的制备方法,所述制备方法具体如下:常温下,先加入室温交联型丙烯酸酯乳液,然后在800~900转/分钟的转速下边搅拌边缓慢地依次加入消泡剂、苯乙烯-丙烯酸酯树脂液、防水蜡乳液、滑爽剂、成膜助剂和水,30~45分钟后调低转速至400~500转/分钟,再分散30~45分钟,使体系的各种原料分散均匀,即得一种防水水性上光油。
本发明中的室温交联型丙烯酸乳液的制备:首先通过乳液聚合的方法,合成含有双丙酮丙烯酰胺(DAAM)功能单体的乳液,再添加己二酰肼(ADH),制成玉色半透明的单组分室温可固化聚丙烯酸酯乳液
室温交联型丙烯酸乳液配方
室温交联型丙烯酸乳液的合成工艺如下:
(1)预乳化
在装有电动搅拌器、温度计、冷凝管及滴液漏斗的500ml四颈烧瓶中加入第一段用碱溶性树脂、单体、乳化剂及去离子水,在54±2℃搅拌约10min,得到预乳化液。
(2)种子乳液制备
取1/4预乳化液在四颈瓶中,升温至74±2℃,然后滴加1/4APS溶液,反应30min,制得种子乳液。
(3)乳液聚合
核乳液制备:将剩余的APS溶液分成四份,保持反应温度不变,加一份APS溶液与反应瓶中,并滴加剩余3/4预乳化液,1h滴完,其中每隔30min补加一份APS溶液;
壳乳液制备:
方法一:第二段单体不预乳化。将第二段单体溶于去离子水,并一次性加入反应瓶中,补加一份APS溶液,然后滴加第二段单体的混合溶液,1h内滴加完,保温反应2h,其中每隔30min补加一份APS液;
方法二;第二段单体预乳化。将第二段单体、乳化剂、去离子水预乳化,方法同种子用预乳化法,然后慢慢滴加进核乳液中,1h内滴加完,保温反应2h,其中每隔30min补加一份APS液;
升温至80±1℃,反应2h,降至室温,并缓慢加入10%ADH溶液,用氨水中和至中性。过滤,出料,得到一种呈蓝光的乳白色乳液,即为本发明中的室温交联型丙烯酸乳液。
碱溶性苯丙树脂的合成,采用半连续聚合工艺。
碱溶性苯丙树脂的合成配方
具体合成工艺如下:
首先将适量溶剂、分子量调节剂、部分单体溶液(约占总单体溶液的30%)、部分引发剂溶液(占总引发剂溶液的90%)加入反应器,并将剩余的单体溶液加入到恒压分液漏斗中,然后加热到130℃,缓慢搅拌,预热30min后滴加单体溶液,2h滴完,再补加引发剂溶液后保温2h,降温得到聚合物溶液;将聚合物溶液逐渐倾倒入含去离子水的托盘,不断搅拌,直至固体物全部析出成较小颗粒,然后减压抽滤,得到的固体聚合物干燥即为碱溶性苯乙烯-丙烯酸树脂固体粉末。
固体树脂碱化,将一定量的固体树脂和去离子水加入反映器中,升温到70℃,缓慢搅拌,然后缓慢滴加氨水,直至固体树脂完全溶解,调节pH值至8-9。即得碱溶性苯乙烯-丙烯酸树脂液。
本发明的有益效果是:
(1)本发明的防水水性上光油提高了水性上光油的防水性能,不需要再添加其他交联剂就能达到很好的防水效果;
(2)本发明的防水水性上光油的制备方法操作简单,制得的防水水性上光油质量可靠。
具体实施方式
以下结合实例对本发明做进一步具体描述,具体配比可根据实际应用工况进行调节,在制备方法一致的前提下,在给出的配比区间内作变化调整对本发明的产品性质无实质性影响
实例1
常温下,取60g丙烯酸乳液(也即室温交联型聚丙烯酸酯乳液),在800rpm的搅拌条件下依次加入0.1g消泡剂,11g碱溶性苯丙树脂液,13g固含量35.0%的防水蜡乳液,0.40g滑爽剂,5.5g十二碳醇酯,10.0g水,30分钟后调低转速至400rpm,再分散45分钟,使体系的各种原料分散均匀,即得一种防水水性上光油。
实例2
常温下,取60g丙烯酸乳液,在900rpm的搅拌条件下依次加入0.1g消泡剂,12g碱溶性苯丙树脂液,15g固含量30.0%的防水蜡乳液,0.4g滑爽剂,5.5g十二碳醇酯,7.0g水,40分钟后调低转速至500rpm,再分散30分钟,使体系的各种原料分散均匀,即得一种防水水性上光油。
实例3
常温下,取70.0g丙烯酸乳液,在900rpm的搅拌条件下依次加入0.1g消泡剂,5.0g碱溶性苯丙树脂液,11g固含量32.5%的防水蜡乳液,0.40g滑爽剂,7.5g十二碳醇酯,6.0g水,搅拌均匀得到水性上光油,30分钟后调低转速至400rpm,再分散45分钟,使体系的各种原料分散均匀,即得一种防水水性上光油。
实例4
常温下,取70.0g丙烯酸乳液,在800rpm的搅拌条件下依次加入0.1g消泡剂,5.0g碱溶性苯丙树脂液,10.0g固含量为40%的防水蜡乳液,0.4g滑爽剂,5.5g丙二醇甲醚,9.0g水,40分钟后调低转速至500rpm,再分散30分钟,使体系的各种原料分散均匀,即得一种防水水性上光油。
在实例1~4中列举的防水水性上光油中,所用的消泡剂为破泡聚硅氧烷、憎水颗粒和聚乙二醇的混合物,其固含量为95~100%,滑爽剂为超高分子量聚二甲基硅氧烷的水分散体。
分别用实例1~4配制的水性上光油,在印有油墨的纸张上用4μm线棒拉涂,烘干,按下述方法进行光膜性能检验和评定。
测试评定方法:
1外观:目测。
2光泽:按GB/T9754的规定进行测定,入射角为60°。
3耐磨性:使用磨擦机测试,在4磅的负载下,将样版剪切成宽50mm×长220mm并用压纸装置固定在摩擦台上,将80克A4复印纸剪切成宽50mm×长220mm并用偏心压轮固定在摩擦体上,80克A4复印纸光面对样版涂膜面,以涂膜磨损露出油墨时的次数来表示。
4防水性:在纸张上光面滴水2~3滴,然后面对面压紧,放入60℃烘箱,放置24h,观察粘花现象,评定结果分1~5级,5最好,1最差。
防水水性上光油干膜性能对比
测试项目 |
实例1 |
实例2 |
实例3 |
实例4 |
外观 |
光亮平滑 |
光亮平滑 |
光亮平滑 |
光亮平滑 |
光泽,GU |
64 |
64 |
60 |
60 |
耐磨性,次 |
400 |
380 |
390 |
400 |
防水性 |
4 |
4 |
5 |
5 |
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案,并非对本发明作任何形式上的限制,在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。