CN106432579A - 一种高光耐磨水性上光油及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高光耐磨水性上光油及其制备方法，按重量百分比该水性上光油由以下组分组成：合成A乳液20％～30％，合成B乳液15％～25％，碱溶树脂10％～20％，成膜助剂5％‑8％，蜡乳液10％～15％，消泡剂0.5％～2.5％，耐磨剂0％～0.5％，水5％～10％。本发明的上光油在包装印刷上的溶剂气味小，溶剂残留量少，附着牢度好，透明度高，光泽度好，耐磨性强，印刷性好，高温下不会粘接。

Description

一种高光耐磨水性上光油及其制备方法
技术领域
本发明属于精细化学品及其制备技术领域，特别涉及一种高光耐磨水性上光油及其制备方法。
背景技术
随着科技的进步和社会的发展，人类赖以生存的环境问题日起严重，环境保护已经成为全球共同关心的议题。
医药外包装、饮料食品外包装、烟酒外包装等等领域都要用到纸张包装材料。在这些外包装材料上，通常需要套印多种图文、商标等标识信息，为了保护这些标识信息在搬运过程中不被磨损，需要在印刷这些图文、商标等标识信息上面再覆盖一层透明薄膜或者涂覆一层透光性良好的涂层，以便保护图文表面。薄膜由于降解性差，不利于废旧物资回收再利用，慢慢将会被淘汰。目前大量使用的外包装上光油主要还是溶剂型产品。由于溶剂型产品含有大量溶剂，而且浪费资源，同时还影响作业工人的身体健康和污染大气环境。
近年来随着环保法规的日趋严格及人民环保意识的增强，对VOC的排放要求也越来越高，国家产业政策也鼓励溶剂型上光涂料产业向水溶性上光涂料方向发展。水性上光油是用水替代有机溶剂作为分散介质的一种新型的上光油，具有无污染，安全可靠，机械性能优良，相容性好易于改性等优点，是一种新型的对环境友好的材料，但是目前市场上的水性上光油在产品性能方面与溶剂型产品还存在着一定的差距，例如水性产品的附着力、涂层硬度、光泽度、耐化学品性、耐热性等方面尚不能达到溶剂性上光油产品的性能，这些差距还需要我们对水性上光油产品不断去改进，以便满足市场的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高光耐磨水性上光油及其制备方法。以解决现有技术中存在的上述问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高光耐磨水性上光油，按重量百分比该水性上光油由以下组分组成：合成A乳液20％～30％，合成B乳液15％～25％，碱溶树脂10％～20％，成膜助剂5％-8％，蜡乳液10％～15％，消泡剂0.5％～2.5％，耐磨剂0％～0.5％，水5％～10％。
所述A乳液合成工艺为：
(1)预乳化：预乳化：在装有电动搅拌器、温度计、冷凝管及滴液漏斗的1000mL四颈烧瓶中加入复合乳化剂及去离子水，在40-45℃下搅拌5-10分钟，再加入混合单体C，搅拌15-30分钟，得到乳化液；所述的复合乳化剂为SDS(十二烷基硫酸钠)和(OP-10)烷基酚聚氧乙烯醚按照重量比1:2的比例复配，所述的混合单体C为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯两种或两种以上单体按照相同重量比例复配的混合物；
(2)种子乳液聚合：滴加引发剂溶液，升温到75-80℃，40-60分钟滴加完毕，保温30-50分钟，制得种子乳液；所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种；
(3)乳液聚合：将混合单体D和引发剂分别通过滴加方式加入上述四颈烧瓶中，保持反应温度不变，3-4小时滴加完毕，补加引发剂，在相同条件下进行反应30分钟，再补加一份引发剂溶液，反应30分钟，过滤，出料，得到一种呈蓝光的乳白色A乳液；所述的混合单体D为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯和丙烯酸羟丁酯两种或两种以上单体按照相同重量比例复配的混合物，所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种；
所述B乳液合成工艺为：
(1)预乳化：在装有电动搅拌器、温度计、冷凝管及滴液漏斗的1000mL四颈烧瓶中加入复合乳化剂及去离子水，在40-45℃下搅拌5-10分钟，再加入混合单体E，搅拌15-30分钟，得到乳化液；所述的复合乳化剂为聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯(T-20、T-40、T-60和T-80)和聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯(分子量为200-2000)按照重量比1:2的比例复配，所述的混合单体E为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙二醇酯、甲基苯乙烯和苯乙烯两种或两种以上单体按照相同重量比例复配的混合物；
(2)种子乳液聚合：滴加引发剂溶液，升温到80-85℃，40-60分钟滴加完毕，保温40-60分钟，制得种子乳液；所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种；
(3)乳液聚合：将混合单体F和引发剂分别通过滴加方式加入上述四颈烧瓶中，保持反应温度不变，4-5小时滴加完毕，补加引发剂，在相同条件下进行反应30分钟，再补加一份引发剂溶液，反应30分钟，过滤，出料，得到一种呈蓝光的乳白色B乳液，所述的混合单体F为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯、丙烯酸羟丁酯、醋酸乙烯、甲基苯乙烯和苯乙烯两种或两种以上单体按照相同重量比例复配的混合物，所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种。
进一步的，所述的碱溶树脂为苯乙烯-丙烯酸共聚物，酸值为160-200，共聚物玻璃花稳定为80℃-105℃；所述的成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯；所述的蜡乳液为氧化高密度聚乙烯蜡的非离子型乳液、阴离子型乙烯-醋酸乙烯共聚乳液、改性石蜡的阴离子型乳液、改性聚乙烯的非离子型蜡乳液、非离子型棕榈蜡乳液、改性聚丙烯蜡的非离子型乳液中的一种或两种。
进一步的，所述的消泡剂为特殊聚醚类非离子型消泡剂。
进一步的，所述的耐磨剂为纳米氧化铝分散体、表面处理的纳米氧化硅分散浆、纳米氧化锌分散体中一种或两种。
进一步的，所述一种高光耐磨水性上光油，制备方法如下：依次将合成A乳液20％～30％，合成B乳液15％～25％，碱溶树脂10％～20％，去离子水5％～10％加到带有高速搅拌器的不锈钢容器内，在40℃水浴温度下，开启搅拌，搅拌速度为800-1000转/分钟，保持1-1.5小时；然后依次加入耐磨剂0％～0.5％，成膜助剂5％-8％，蜡乳液10％～15％，消泡剂0.5％～2.5％，将搅拌速度提高到1200-1500转/分钟，搅拌30-60分钟后，用氨水或碳酸氢钠调节乳液的PH值，使之PH＝8.5，过滤，制得耐磨高光泽水性上光油。
本发明的有益效果：本发明的上光油在包装印刷上的溶剂气味小，溶剂残留量少，附着牢度好，透明度高，光泽度好，耐磨性强，印刷性好，高温下不会粘接。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。
一种高光耐磨水性上光油，按重量百分比该水性上光油由以下组分组成：合成A乳液20％～30％，合成B乳液15％～25％，碱溶树脂10％～20％，成膜助剂5％-8％，蜡乳液10％～15％，消泡剂0.5％～2.5％，耐磨剂0％～0.5％，水5％～10％。
其中，所述的碱溶树脂为苯乙烯-丙烯酸共聚物，酸值为160-200，共聚物玻璃花稳定为80℃-105℃；所述的成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯；所述的蜡乳液为氧化高密度聚乙烯蜡的非离子型乳液、阴离子型乙烯-醋酸乙烯共聚乳液、改性石蜡的阴离子型乳液、改性聚乙烯的非离子型蜡乳液、非离子型棕榈蜡乳液、改性聚丙烯蜡的非离子型乳液中的一种或两种。
所述的消泡剂为特殊聚醚类非离子型消泡剂。
所述的耐磨剂为纳米氧化铝分散体、表面处理的纳米氧化硅分散浆、纳米氧化锌分散体中一种或两种。
本发明实施例提供的高光耐磨水性上光油制备方法，其具体处理流程如下：
步骤101，A乳液合成工艺：
(1)预乳化：预乳化：在装有电动搅拌器、温度计、冷凝管及滴液漏斗的1000mL四颈烧瓶中加入复合乳化剂及去离子水，在40-45℃下搅拌5-10分钟，再加入混合单体C，搅拌15-30分钟，得到乳化液；所述的复合乳化剂为SDS(十二烷基硫酸钠)和(OP-10)烷基酚聚氧乙烯醚按照重量比1:2的比例复配，所述的混合单体C为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯两种或两种以上单体按照相同重量比例复配的混合物；
(2)种子乳液聚合：滴加引发剂溶液，升温到75-80℃，40-60分钟滴加完毕，保温30-50分钟，制得种子乳液；所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种；
(3)乳液聚合：将混合单体D和引发剂分别通过滴加方式加入上述四颈烧瓶中，保持反应温度不变，3-4小时滴加完毕，补加引发剂，在相同条件下进行反应30分钟，再补加一份引发剂溶液，反应30分钟，过滤，出料，得到一种呈蓝光的乳白色A乳液；所述的混合单体D为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯和丙烯酸羟丁酯两种或两种以上单体按照相同重量比例复配的混合物，所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种；
步骤102，B乳液合成工艺：
(1)预乳化：在装有电动搅拌器、温度计、冷凝管及滴液漏斗的1000mL四颈烧瓶中加入复合乳化剂及去离子水，在40-45℃下搅拌5-10分钟，再加入混合单体E，搅拌15-30分钟，得到乳化液；所述的复合乳化剂为聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯(T-20、T-40、T-60和T-80)和聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯(分子量为200-2000)按照重量比1:2的比例复配，所述的混合单体E为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙二醇酯、甲基苯乙烯和苯乙烯两种或两种以上单体按照相同重量比例复配的混合物；
(2)种子乳液聚合：滴加引发剂溶液，升温到80-85℃，40-60分钟滴加完毕，保温40-60分钟，制得种子乳液；所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种；
(3)乳液聚合：将混合单体F和引发剂分别通过滴加方式加入上述四颈烧瓶中，保持反应温度不变，4-5小时滴加完毕，补加引发剂，在相同条件下进行反应30分钟，再补加一份引发剂溶液，反应30分钟，过滤，出料，得到一种呈蓝光的乳白色B乳液，所述的混合单体F为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯、丙烯酸羟丁酯、醋酸乙烯、甲基苯乙烯和苯乙烯两种或两种以上单体按照相同重量比例复配的混合物，所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种；
步骤103，依次将合成A乳液20％～30％，合成B乳液15％～25％，碱溶树脂10％～20％，去离子水5％～10％加到带有高速搅拌器的不锈钢容器内，在40℃水浴温度下，开启搅拌，搅拌速度为800-1000转/分钟，保持1-1.5小时；然后依次加入耐磨剂0％～0.5％，成膜助剂5％-8％，蜡乳液10％～15％，消泡剂0.5％～2.5％，将搅拌速度提高到1200-1500转/分钟，搅拌30-60分钟后，用氨水或碳酸氢钠调节乳液的PH值，使之PH＝8.5，过滤，制得耐磨高光泽水性上光油。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明实施例。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种高光耐磨水性上光油，其特征在于，按重量百分比该水性上光油由以下组分组成：合成A乳液20％～30％，合成B乳液15％～25％，碱溶树脂10％～20％，成膜助剂5％-8％，蜡乳液10％～15％，消泡剂0.5％～2.5％，耐磨剂0％～0.5％，水5％～10％。
2.如权利要求1所述一种高光耐磨水性上光油，其特征在于，所述A乳液合成工艺为：
(1)预乳化：在装有电动搅拌器、温度计、冷凝管及滴液漏斗的1000mL四颈烧瓶中加入复合乳化剂及去离子水，在40-45℃下搅拌5-10分钟，再加入混合单体C，搅拌15-30分钟，得到乳化液；所述的复合乳化剂为SDS(十二烷基硫酸钠)和(OP-10)烷基酚聚氧乙烯醚按照重量比1:2的比例复配，所述的混合单体C为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯两种或两种以上单体按照相同重量比例复配的混合物；
(2)种子乳液聚合：滴加引发剂溶液，升温到75-80℃，40-60分钟滴加完毕，保温30-50分钟，制得种子乳液；所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种；
(3)乳液聚合：将混合单体D和引发剂分别通过滴加方式加入上述四颈烧瓶中，保持反应温度不变，3-4小时滴加完毕，补加引发剂，在相同条件下进行反应30分钟，再补加一份引发剂溶液，反应30分钟，过滤，出料，得到一种呈蓝光的乳白色A乳液；所述的混合单体D为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯和丙烯酸羟丁酯两种或两种以上单体按照相同重量比例复配的混合物，所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种；
所述B乳液合成工艺为：
(1)预乳化：在装有电动搅拌器、温度计、冷凝管及滴液漏斗的1000mL四颈烧瓶中加入复合乳化剂及去离子水，在40-45℃下搅拌5-10分钟，再加入混合单体E，搅拌15-30分钟，得到乳化液；所述的复合乳化剂为聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯(T-20、T-40、T-60和T-80)和聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯(分子量为200-2000)按照重量比1:2的比例复配，所述的混合单体E为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙二醇酯、甲基苯乙烯和苯乙烯两种或两种以上单体按照相同重量比例复配的混合物；
(2)种子乳液聚合：滴加引发剂溶液，升温到80-85℃，40-60分钟滴加完毕，保温40-60分钟，制得种子乳液；所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种；
(3)乳液聚合：将混合单体F和引发剂分别通过滴加方式加入上述四颈烧瓶中，保持反应温度不变，4-5小时滴加完毕，补加引发剂，在相同条件下进行反应30分钟，再补加一份引发剂溶液，反应30分钟，过滤，出料，得到一种呈蓝光的乳白色B乳液，所述的混合单体F为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯、丙烯酸羟丁酯、醋酸乙烯、甲基苯乙烯和苯乙烯两种或两种以上单体按照相同重量比例复配的混合物，所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种。
3.如权利要求1所述一种高光耐磨水性上光油，其特征在于，所述的碱溶树脂为苯乙烯-丙烯酸共聚物，酸值为160-200，共聚物玻璃转变温度为80℃-105℃；所述的成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯；所述的蜡乳液为氧化高密度聚乙烯蜡的非离子型乳液、阴离子型乙烯-醋酸乙烯共聚乳液、改性石蜡的阴离子型乳液、改性聚乙烯的非离子型蜡乳液、非离子型棕榈蜡乳液、改性聚丙烯蜡的非离子型乳液中的一种或两种。
4.如权利要求1所述一种高光耐磨水性上光油，其特征在于，所述的消泡剂为特殊聚醚类非离子型消泡剂。
5.如权利要求1所述一种高光耐磨水性上光油，其特征在于，所述的耐磨剂为纳米氧化铝分散体、表面处理的纳米氧化硅分散浆、纳米氧化锌分散体中一种或两种。
6.如权利要求1所述一种高光耐磨水性上光油，其特征在于，制备方法如下：依次将合成A乳液20％～30％，合成B乳液15％～25％，碱溶树脂10％～20％，去离子水5％～10％加到带有高速搅拌器的不锈钢容器内，在40℃水浴温度下，开启搅拌，搅拌速度为800-1000转/分钟，保持1-1.5小时；然后依次加入耐磨剂0％～0.5％，成膜助剂5％-8％，蜡乳液10％～15％，消泡剂0.5％～2.5％，将搅拌速度提高到1200-1500转/分钟，搅拌30-60分钟后，用氨水或碳酸氢钠调节乳液的PH值，使之PH＝8.5，过滤，制得耐磨高光泽水性上光油。
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