CN104558381B - 一种水性耐水擦洗丙烯酸乳液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水性耐水擦洗丙烯酸乳液及其制备方法；所述乳液包括按重量份数计的如下组分：去离子水40～60份、丙烯酸硬单体10～40份、丙烯酸软单体10～40份、丙烯酸功能单体1～10份、长链丙烯酸单体1～20份、乳化剂0.1～10份、引发剂0.01～1份。制备时，将乳化剂、丙烯酸硬单体、丙烯酸软单体、长链丙烯酸单体、丙烯酸功能单体和部分去离子水混合搅拌，得预乳液；将剩余去离子水预热至78～82℃，加入部分引发剂和部分预乳液，待体系变蓝后，保温20～40min，滴加剩余的预乳液和引发剂，控制在2～5小时内滴加完毕，滴加完毕后保温0.3～0.7小时；将体系降温至45℃，用中和剂调节体系的pH值为7～8后出料。本发明具有以下优点：耐水擦洗性好；安全环保。

Description

一种水性耐水擦洗丙烯酸乳液及其制备方法
技术领域
本发明属于水性涂料技术领域，具体涉及一种水性耐水擦洗丙烯酸乳液及其制备方法。
背景技术
纸张、薄膜材料在表面印刷后需要在涂布一层保护性材料，用于防水、保护等功能，目前行业内用的较多的还是油性涂料为主，油性涂料含有甲苯、丁酮等有毒溶剂，生产不安全，环保卫生较差。本发明采用水性丙烯酸涂料替代油性涂料用于表面涂层，但由于水性涂料采用水为分散介质，普通的丙烯酸乳液对水比较敏感，遇到潮湿天，在运输、生产等阶段涂层容易被擦坏，影响外观。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水性耐水擦洗丙烯酸乳液及其制备方法，以解决现有技术中所存在的上述问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一方面，本发明提供了一种水性耐水擦洗丙烯酸乳液，其包括按重量份数计的如下组分：
其中，所述丙烯酸功能单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的至少一种。
作为优选方案，所述长链丙烯酸单体包括丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸十二酯、丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸十六酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯中的至少一种，长链丙烯酸单体的加入可有效提高耐水擦洗性。
作为优选方案，所述丙烯酸硬单体包括丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯。
作为优选方案，所述丙烯酸软单体包括丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯。
作为优选方案，所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵。
另一方面，本发明还提供了一种制备上述的丙烯酸乳液的方法，其包括如下步骤：
将乳化剂、丙烯酸硬单体、丙烯酸软单体、长链丙烯酸单体、丙烯酸功能单体和部分去离子水混合，搅拌均匀，得到预乳液；
将剩余去离子水预热至78～82℃，加入部分引发剂和部分预乳液，待体系变蓝后，保温20～40min，滴加剩余的预乳液和引发剂，控制在2～5小时内滴加完毕，滴加完毕后保温0.3～0.7小时；
保温结束后，将体系降温至45℃，调节体系的pH值为7～8后出料。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、加入长链丙烯酸单体，提高耐水擦洗性；
2、采用丙烯酸酯单体，乳液VOC低，安全环保，可以用于食品包装材料；
3、替代目前溶剂型涂料，减少溶剂污染；
4、工艺简单，成本较低。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例涉及的一种水性耐水擦洗丙烯酸乳液的制备方法，包括如下步骤：
一、将15份去离子水、2份乳化剂、1份甲基丙烯酸、17份丙烯酸丁酯、15份甲基丙烯酸甲酯、10份丙烯酸十八酯、2份丙烯酸羟乙酯，加入到混合釜中，搅拌30分钟以上，得到预乳液，备用；
二、将31份去离子水加入到反应釜中，升温，温度控制在78～82℃；加入0.1份过硫酸钾和制备好的预乳液5份，待乳液变蓝后，保温30分钟，同时滴加余下的预乳液和由0.9份过硫酸钾和5份去离子水制备的引发剂溶液，控制预乳液和引发剂溶液在2～5小时内滴加完毕，滴加完毕后，保温0.5小时；
三、保温结束后，降温45℃加入氨水调节乳液pH值到7～8之间后出料。
实施例2
本实施例涉及的一种水性耐水擦洗丙烯酸乳液的制备方法，包括如下步骤：
一、将15份去离子水、0.1份乳化剂、9份甲基丙烯酸、10份丙烯酸乙酯、10份甲基丙烯酸甲酯、20份甲基丙烯酸十八酯，1份丙烯酸羟乙酯，加入到混合釜中搅拌30分钟以上制备预乳液，备用；
二、将24份去离子水加入到反应釜中，升温，温度控制在78～82℃。加入0.001份过硫酸铵和制备好的预乳液6份，待乳液变蓝后，保温30分钟，同时滴加余下的预乳液和由0.009份过硫酸钾和5份去离子水制备的引发剂溶液，控制预乳液和引发剂溶液在2～5小时内滴加完毕，滴加完毕后，保温0.5小时；
三、保温结束后，降温45℃加入氨水调节乳液pH值到7～8之间后出料。
实施例3
本实施例涉及的一种水性耐水擦洗丙烯酸乳液的制备方法，包括如下步骤：
一、将30份去离子水、10份乳化剂、0.5份甲基丙烯酸、40份丙烯酸异辛酯、10份甲基丙烯酸甲酯、1份甲基丙烯酸十二酯，0.5份丙烯酸羟丙酯，加入到混合釜中搅拌30分钟以上制备预乳液，备用；
二、将20份去离子水加入到反应釜中，升温，温度控制在78～82℃；加入0.02份过硫酸钾和制备好的5份预乳液，待乳液变蓝后，保温30分钟，同时滴加余下的预乳液和由0.08份过硫酸钾和10份去离子水制备的引发剂溶液，控制预乳液和引发剂溶液在2～5小时内滴加完毕，滴加完毕后，保温0.5小时；
三、保温结束后，降温45℃加入氨水调节乳液pH值到7～8之间后出料。
实施例4
本实施例涉及的一种水性耐水擦洗丙烯酸乳液的制备方法，包括如下步骤：
一、将15份去离子水、5份乳化剂、5份甲基丙烯酸、10份丙烯酸丁酯、15份丙烯酸甲酯、10份甲基丙烯酸十八酯，5份甲基丙烯酸羟乙酯，加入到混合釜中搅拌30分钟以上制备预乳液，备用；
二、将30份去离子水加入到反应釜中，升温，温度控制在78～82℃；加入0.2份过硫酸铵和制备好的5份预乳液，待乳液变蓝后，保温30分钟，同时滴加余下的预乳液和由0.3份过硫酸钾和15份去离子水制备的引发剂溶液，时间2～5小时，控制预乳液和引发剂溶液在2～5小时内滴加完毕，滴加完毕后，保温0.5小时；
三、保温结束后，降温至45℃，加入氨水调节乳液pH值到7～8之间后出料。
实施例5
本实施例涉及的一种水性耐水擦洗丙烯酸乳液的制备方法，包括如下步骤：
一、将15份去离子水、0.5份乳化剂、2份甲基丙烯酸、10份丙烯酸丁酯、40份甲基丙烯酸甲酯、5份甲基丙烯酸十二酯，1份甲基丙烯酸羟丙酯，加入到混合釜中搅拌30分钟以上制备预乳液，备用；
二、将31份去离子水加入到反应釜中，升温，温度控制在78～82℃；加入0.5份过硫酸钾和制备好的份预乳液，待乳液变蓝后，保温30分钟，同时滴加余下的预乳液和由0.5份过硫酸钾和5份水制备的引发剂溶液，时间2～5小时，滴加完毕后，保温0.5小时；
三、保温结束后，降温45℃加入氨水调节乳液pH值到7～8之间后出料。
对比例1
一、将15份去离子水，2份乳化剂、1份甲基丙烯酸、27份丙烯酸丁酯、15份甲基丙烯酸甲酯、2份丙烯酸羟乙酯，加入到混合釜中搅拌30分钟以上制备预乳液，备用。
二、将31份去离子水加入到反应釜中，升温，温度控制在78～82℃。加入0.1份过硫酸钾和制备好的5份预乳液，待乳液变蓝后，保温30分，同时滴加余下的预乳液和由0.9份过硫酸钾和5份水制备的引发剂溶液，时间2～5小时，滴加完毕后，保温0.5小时；
三、保温结束后，降温45℃加入氨水调节乳液pH值到7～8之间后出料。
本发明中实施例的使用效果与对比例的使用效果对比如表1所示：
表1 乳液性能对比
乳液外观 耐水擦洗/次
实施例1 乳白浅蓝 >100
实施例2 乳白浅蓝 >100
实施例3 乳白浅蓝 >100
实施例4 乳白浅蓝 >100
实施例5 乳白浅蓝 >100
对比例1 乳白浅蓝 <20
耐水擦洗测试方法：
将乳液涂布在铝箔或PP、PET薄膜上，涂布克重控制在1.2g/m2。采用棉签蘸水擦拭，往返计为1次。
检测结果如表1所示，实施例1～5样品的耐水擦洗次数均超过100次，而对比例1样品的耐水擦洗次数不到20次。
综上，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、加入长链丙烯酸单体，提高耐水擦洗性；
2、采用丙烯酸酯单体，乳液VOC低，安全环保，可以用于食品包装材料；
3、替代目前溶剂型涂料，减少溶剂污染；
4、工艺简单，成本较低。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (6)

1.一种水性耐水擦洗丙烯酸乳液，其特征在于，包括按重量份数计的如下组分：
其中，所述丙烯酸功能单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的至少一种。
2.如权利要求1所述的丙烯酸乳液，其特征在于，所述长链丙烯酸单体包括丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸十二酯、丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸十六酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯中的至少一种。
3.如权利要求1所述的丙烯酸乳液，其特征在于，所述丙烯酸硬单体包括丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯。
4.如权利要求1所述的丙烯酸乳液，其特征在于，所述丙烯酸软单体包括丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯。
5.如权利要求1所述的丙烯酸乳液，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵。
6.一种如权利要求1～5中任意一项所述的水性耐水擦洗丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，所述合成方法包括如下步骤：
将乳化剂、丙烯酸硬单体、丙烯酸软单体、长链丙烯酸单体、丙烯酸功能单体和部分去离子水混合，搅拌均匀，得到预乳液；
将剩余去离子水预热至78～82℃，加入部分引发剂和部分预乳液，待体系变蓝后，保温20～40min，滴加剩余的预乳液和引发剂，控制在2～5小时内滴加完毕，滴加完毕后保温0.3～0.7小时；
保温结束后，将体系降温至45℃，用中和剂调节体系的pH值为7～8后出料。
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