专利名称：一种水性丙烯酸乳液及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种丙烯酸乳液，尤其是涉及一种用于水性油墨或用于水性印刷罩光 油主体基料的水性丙烯酸乳液及其制造方法和应用。
背景技术：
随着人们环保意识的增强，水性类产品也越来越受到人们的欢迎，使用面也越来 越广。水性印刷油墨及水性罩光油由于其优异的安全环保性能也日渐受到人们的青睐，但 目前国内生产的水性丙烯酸乳液因产品质量不够稳定，在颜料色浆研磨过程中，容易破乳、 结渣，且具有色浆润湿分散性差等缺点；而其作为水性印刷罩光油的主体基料会导致水性 印刷罩光油的光泽度不好，印刷后上光的纸张易粘花等，所以现在多数水性印刷油墨及水 性罩光油生产厂家还是依赖进口水性丙烯酸乳液。
发明内容
本发明正是为了克服上述不足，所要解决的技术问题是提供一种产品质量稳定的 水性丙烯酸乳液。本发明还要解决的技术问题是提供上述水性丙烯酸乳液的制造方法。为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下一种水性丙烯酸乳液，它的配方包括如下重量份数的组分(1)单体组分甲基丙烯酸甲酯10 25份；苯乙烯25 40份；丙烯酸异辛酯8 20份；甲基丙烯酸缩水甘油酯2 10份；(2)成膜物质水溶性固体丙烯酸树脂5 15份；(3)乳化剂阴离子乳化剂0. 5 5份；(4)引发剂过硫酸氨0· 2 1.2份；(5)助剂成膜助剂0. 5 5份；消泡剂:0· 1 1份;(6) 28%氨水4 14 份;(7)去离子水40 70份；其中(1)单体组分中的甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸缩 水甘油酯，通过聚合形成高分子物质，构成水性丙烯酸乳液的主体。
所述的阴离子乳化剂优选用磺基琥珀酸盐类阴离子乳化剂，进一步优选用磺基琥 珀酸单酯钠盐，如上海忠诚精细化工有限公司生产的UCAN-51。所述的成膜助剂优选用醇酯十二。所述的消泡剂优选用含炔酮类消泡剂，如上海忠诚精细化工有限公司生产的 WDF-68。制备上述水性丙烯酸乳液的方法其包括如下步骤(1)分散溶解按配方量将10 20份去离子水，水溶性固体丙烯酸树脂加入分散 缸内，边搅拌边加入2 6份氨水，完毕后分散2 3小时，至水溶性固体丙烯酸树脂完全 溶解备用；(2)备料将25 35份去离子水、阴离子乳化剂、2 8份氨水、聚丙烯酸钠按顺 序加入反应容器内，搅拌均勻备用；将甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯抽入高位槽A， 并混合均勻备用；将过硫酸氨完全溶解于5 15份去离子水后抽入高位槽B ；(3)单体反应将步骤(2)中的反应容器升温，当温度达到78 82°C时加入5%的 高位槽A中备用的单体混合物，5 10分钟后加入20%的高位槽B中备用的过硫酸氨溶液， 保持温度78 82°C反应20 30分钟，在3 4小时内加入剩余高位槽A中的单体混合物 及60%的高位槽B中的过硫酸氨溶液，加入完毕后，控制反应容器的温度为82 86°C ；(4)去除残留的单体将剩余的20%的高位槽B中的过硫酸氨溶液，每20 40分 钟补加一次加入到反应容器中，分三次补加完毕后，继续保温1 2小时；(5)降温加助剂将反应容器中的温度降至45°C或以下，加入步骤⑴中溶解的水 溶性固体丙烯酸树脂溶液、成膜助剂、消泡剂，搅拌30 60分钟；(6)检验取样测粘度25°C涂4#杯为120 200秒，粘度可采用水调整；再测含固 量，称样1 2克120°C烘1. 5小时，称干膜重量，计算含固量，含固量应在(46士2) %之间 为合格品；(7)过滤包装将检验合格的产品用120或200目过滤袋过滤包装即可。其中，步骤(6)中含固量的计算方法为(干膜重量/样品原重)X 100%。上述水性丙烯酸乳液作为主体基料在水性油墨中的应用。上述水性丙烯酸乳液作为主体基料在水性印刷罩光油中的应用。有益效果本发明所述的水性丙烯酸乳液外观透明、细腻、粒径细、润湿分散性好； 产品质量稳定，在高速剪切分散机搅拌分散24小时不破乳、在水性色浆研磨中不破乳，不 起颗粒，且对钙镁离子不敏感，光泽度高，同国外相类似的产品相当；因体系中乳化剂的用 量很少，所以干膜耐水性优，且应用产品机械稳定性能好，耐磨性、附着力、抗粘性优异，印 后上光的纸张具有不易粘花等特点；本产品价格低廉、易于实现、可大规模生产。
具体实施例方式实施例1 一种水性丙烯酸乳液，它的配方包括如下重量份数的组分(1)单体组分
甲基丙烯酸甲酯IOg;苯乙烯32g；丙烯酸异辛酯4g ；甲基丙烯酸缩水甘油酯6g ；(2)成膜物质水溶性固体丙烯酸树脂5g ；(3)乳化剂UCAN-51 0. 5g ；(4)引发剂过硫酸氨1.2g;(5)助剂醇酯十二3g ；WDF-68 0. Ig ；(6)28%氨水48;(7)去离子水42g ；其中所述甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、 UCAN-51、过硫酸氨、氨水、去离子水，通过自由基聚合后形成高分子物质，构成水性丙烯酸 乳液的主体。制备上述水性丙烯酸乳液的方法，其包括如下步骤(1)分散溶解将IOg去离子水，5g水溶性固体丙烯酸树脂加入分散缸内，边搅拌 边加入2g 28%氨水，完毕后分散2小时，至水溶性固体丙烯酸树脂完全溶解备用；(2)备料将25g去离子水、0. 5g UCAN_51、2g 28%氨水按顺序加入反应容器内， 搅拌均勻备用；将IOg甲基丙烯酸甲酯、32g苯乙烯、4g丙烯酸异辛酯、6g甲基丙烯酸缩水甘油酯 抽入高位槽A，并混合均勻备用；将0. 2g过硫酸氨完全溶解于7g去离子水后抽入高位槽B ；(3)单体反应将步骤(2)中的反应容器升温，当温度达到80°C时加入5%的高位 槽A中备用的单体混合物，10分钟后加入20%的高位槽B中备用的过硫酸氨溶液，保持温 度80°C反应20分钟，在3. 5小时内加入剩余高位槽A中的单体混合物及60%的高位槽B 中的过硫酸氨溶液，加入完毕后，控制反应容器的温度为86°C ；(4)去除残留的单体将剩余的20%的高位槽B中的过硫酸氨溶液，每30分钟补 加一次加入到反应容器中，分三次补加完毕后，继续保温1小时；(5)降温加助剂将反应容器中的温度降至10°C，加入步骤⑴中溶解的水溶性固 体丙烯酸树脂溶液、3g醇酯十二、0. Ig WDF-68，搅拌45分钟。(6)检验取样测粘度25°C涂4#杯135秒，测含固量，称样1克120°C烘1. 5小时， 称干膜重量为0. 475g，计算含固量为47.5% ；(7)过滤包装将检验合格的产品用120目过滤袋过滤包装即可。本实施例所生产的水性丙烯酸乳液产品的技术指标如下外观微黄半透明乳液；
玻璃化温度TG:85 °C含固量47.5%;PH 7. 8 ；保质期12个月实施例2 一种水性丙烯酸乳液，它的配方包括如下重量份数的组分(1)单体组分甲基丙烯酸甲酯18g;苯乙烯35g；丙烯酸异辛酯17g;甲基丙烯酸缩水甘油酯2g ；(2)成膜物质水溶性固体丙烯酸树脂10g ；(3)乳化剂UCAN-51 :5g ；(4)引发剂过硫酸氨0· 2g ；(5)助剂醇酯十二0· 5g ；WDF-68 0. 5g ；(6)28%氨水98;(7)去离子水70g ；其中所述甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、 UCAN-51、过硫酸氨、氨水、去离子水，通过自由基聚合后形成高分子物质，构成水性丙烯酸 乳液的主体。制备上述水性丙烯酸乳液的方法，其包括如下步骤(1)分散溶解将20g去离子水，IOg水溶性固体丙烯酸树脂加入分散缸内，边搅拌 边加入4g氨水，完毕后分散2. 5小时，至水溶性固体丙烯酸树脂完全溶解备用；(2)备料将35g去离子水、5g UCAN_51、5g28%氨水按顺序加入反应容器内，搅拌 均勻备用；将18g甲基丙烯酸甲酯、35g苯乙烯、17g丙烯酸异辛酯、2g甲基丙烯酸缩水甘油酯 抽入高位槽A，并混合均勻备用；将1. 2g过硫酸氨完全溶解于15g去离子水后抽入高位槽B ；(3)单体反应将步骤(2)中的反应容器升温，当温度达到78°C时加入5%的高位 槽A中备用的单体混合物，5分钟后加入20%的高位槽B中备用的过硫酸氨溶液，保持温度 780C反应25分钟，在3小时内加入剩余高位槽A中的单体混合物及60%的高位槽B中的过 硫酸氨溶液，加入完毕后，控制反应容器的温度为82°C ；(4)去除残留的单体将剩余的20%的高位槽B中的过硫酸氨溶液，每20分钟补 加一次加入到反应容器中，分三次补加完毕后，继续保温1. 5小时；
(5)降温加助剂将反应容器中的温度降至30°C，加入步骤⑴中溶解的水溶性固 体丙烯酸树脂溶液、0. 5g醇酯十二、0. 5g WDF-68，搅拌30分钟。(6)检验取样测粘度25°C涂4#杯，用Ig水调整后为156秒，测含固量，称样2克 120°C烘1. 5小时，称干膜重量为0. 924g，含固量为46.2% ；(7)过滤包装将检验合格的产品用200目过滤袋过滤包装即可。本实施例所生产的水性丙烯酸乳液产品的技术指标如下外观微黄半透明乳液；玻璃化温度TG :20°C ；含固量46。2%;PH 8. 0 ；保质期12个月。实施例3:一种水性丙烯酸乳液，它的配方包括如下重量份数的组分(1)单体组分:苯乙烯30g;丙烯酸异辛酯25g;甲基丙烯酸缩水甘油酯6g ；(2)成膜物质水溶性固体丙烯酸树脂15g ；(3)乳化剂UCAN-51 :2g ；(4)引发剂过硫酸氨0. 9g;(5)助剂醇酯十二2g;WDF-68 0. 3g ；(6)28% 氨水14g ；(7)去离子水58g;其中所述甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、 UCAN-51、过硫酸氨、氨水、去离子水，通过自由基聚合后形成高分子物质，构成水性丙烯酸 乳液的主体。制备上述水性丙烯酸乳液的方法其特征在于其包括如下步骤(1)分散溶解将15g去离子水，15g水溶性固体丙烯酸树脂加入分散缸内，边搅拌 边加入6g氨水，完毕后分散3小时，至水溶性固体丙烯酸树脂完全溶解备用；(2)备料将33g去离子水、3g UCAN-51 U5g 28%氨水按顺序加入反应容器内，搅 拌均勻备用；将30g苯乙烯、25g丙烯酸异辛酯、6g甲基丙烯酸缩水甘油酯抽入高位槽A，并混合 均勻备用；将0. 9g过硫酸氨完全溶解于IOg去离子水后抽入高位槽B ；
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(3)单体反应将步骤(2)中的反应容器升温，当温度达到82°C时加入5%的高位 槽A中备用的单体混合物，8分钟后加入20%的高位槽B中备用的过硫酸氨溶液，保持温度 820C反应30分钟，在4小时内加入剩余高位槽A中的单体混合物及60%的高位槽B中的过 硫酸氨溶液，加入完毕后，控制反应容器的温度为84°C ；(4)去除残留的单体将剩余的20%的高位槽B中的过硫酸氨溶液，每40分钟补 加一次加入到反应容器中，分三次补加完毕后，继续保温2小时；(5)降温加助剂将反应容器中的温度降至45°C，加入步骤⑴中溶解的水溶性固 体丙烯酸树脂溶液、2g醇酯十二、0. 3g WDF-68，搅拌60分钟；(6)检验取样测粘度25°C涂4#杯，用1.5g水调整粘度后为130秒，测含固量，称 样1. 5克120°C烘1. 5小时，称干膜重量为0. 702，计算含固量为46. 8% ；(7)过滤包装将检验合格的产品用200目过滤袋过滤包装即可。本实施例所生产的水性丙烯酸乳液产品的技术指标如下外观微黄半透明乳液；玻璃化温度TG:0°C;含固量46.8%PH 7. 6 ；保质期12个月实施例4 将实施例1获得的水性丙烯酸乳液产品制备成水性色浆，配方为水性 丙烯酸乳100g、润湿分散剂0. 5g、黑色水性色浆20g、水性消泡剂0. 6g，将其依次加入快速 分散缸内，高速分散2小时，取样于拉白卡纸，无颗粒，无破乳现象产生，颜色分布均勻细 腻，用200目过滤袋过滤无颗粒。实施例5 将实施例2获得的水性丙烯酸乳液产品制备成水性色浆，配方为水性 丙烯酸乳100g、润湿分散剂1. 0g、黑色水性色浆30g、水性消泡剂1. 0g，将其依次加入快速 分散缸内，高速分散3小时，取样于拉白卡纸，无颗粒，无破乳现象产生，颜色分布均勻细 腻，用120目过滤袋过滤无颗粒。实施例6 将实施例3获得的水性丙烯酸乳液产品制备成水性色浆，配方为水性 丙烯酸乳100g、润湿分散剂0. Sg、黑色水性色浆40g、水性消泡剂1. 2g，将其依次加入快速 分散缸内，高速分散4小时，取样于拉白卡纸，无颗粒，无破乳现象产生，颜色分布均勻细 腻，用200目过滤袋过滤无颗粒。实施例7 将实施例1 3制得的水性丙烯酸乳液产品配制成水性印刷罩光油， 另选取两种成熟的水性丙烯酸乳液对比产品，某公司生产的989型水性丙烯酸乳液(TG = 900C )和某公司生产的937型水性丙烯酸乳液(TG = 200C )分别配制成水性印刷罩光油，
其配方如下
权利要求
一种水性丙烯酸乳液，其特征在于它的配方包括如下重量份数的组分(1)单体组分甲基丙烯酸甲酯10～25份；苯乙烯25～40份；丙烯酸异辛酯8～20份；甲基丙烯酸缩水甘油酯2～10份；(2)成膜物质水溶性固体丙烯酸树脂5～15份；(3)乳化剂阴离子乳化剂0.5～5份；(4)引发剂过硫酸氨0.2～1.2份；(5)助剂成膜助剂0.5～5份；消泡剂0.1～1份；(6)28％氨水4～14份；(7)去离子水40～70份；其中(1)单体组分、(3)乳化剂、(4)引发剂、(6)氨水、(7)去离子水，进行自由基聚合后形成高分子物质，构成水性丙烯酸乳液的主体。
2.根据权利要求1所述的一种水性丙烯酸乳液，其特征在于所述的阴离子乳化剂为 磺基琥珀酸盐类阴离子乳化剂。
3.根据权利要求1或2所述的一种水性丙烯酸乳液，其特征在于所述的磺基琥珀酸 盐类阴离子乳化剂为磺基琥珀酸单酯钠盐。
4.根据权利要求1或2所述的一种水性丙烯酸乳液，其特征在于所述的成膜助剂为 醇酯十二。
5.根据权利要求1或2所述的一种水性丙烯酸乳液，其特征在于所述的消泡剂为含 炔酮类消泡剂。
6.制备如权利要求1所述的一种水性丙烯酸乳液的方法其特征在于其包括如下步骤(1)分散溶解按配方量将10 20份去离子水，水溶性固体丙烯酸树脂加入分散缸 内，边搅拌边加入2 6份氨水，完毕后分散2 3小时，至水溶性固体丙烯酸树脂完全溶 解备用；(2)备料将25 35份去离子水、阴离子乳化剂、2 8份氨水、聚丙烯酸钠按顺序加 入反应容器内，搅拌均勻备用；将甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯抽入高位槽A，并混 合均勻备用；将过硫酸氨完全溶解于5 15份去离子水后抽入高位槽B ；(3)单体反应将步骤(2)中的反应容器升温，当温度达到78 82°C时加入5%的高 位槽A中备用的单体混合物，5 10分钟后加入20%的高位槽B中备用的过硫酸氨溶液，保持温度78 82°C反应20 30分钟，在3 4小时内加入剩余高位槽A中的单体混合物 及60%的高位槽B中的过硫酸氨溶液，加入完毕后，控制反应容器的温度为82 86°C ；(4)去除残留的单体将剩余的20%的高位槽B中的过硫酸氨溶液，每20 40分钟补 加一次加入到反应容器中，分三次补加完毕后，继续保温1 2小时；(5)降温加助剂将反应容器中的温度降至45°C或以下，加入步骤(1)中溶解的水溶性 固体丙烯酸树脂溶液、成膜助剂、消泡剂，搅拌30 60分钟；(6)检验取样测粘度25°C涂4#杯为120 200秒，粘度可采用水调整；再测含固量， 称样1 2克120°C烘1. 5小时，称干膜重量，计算含固量，含固量在(46士2) %之间为合格品 ；(7)过滤包装将检验合格的产品用120或200目过滤袋过滤包装即可。
7.权利要求1所述的一种水性丙烯酸乳液作为主体基料在水性油墨中的应用。
8.权利要求1所述的一种水性丙烯酸乳液作为主体基料在水性印刷罩光油中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种水性丙烯酸乳液及其制备方法和应用。本发明的水性丙烯酸乳液由甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、氨水、乳化剂、引发剂、去离子水，通过自由基聚合后形成高分子物质，构成水性丙烯酸乳液的主体，配以成膜物质、助剂、消泡剂而成。本发明所述的水性丙烯酸乳液外观透明、细腻、粒径细、润湿分散性好；产品质量稳定，在高速剪切分散机搅拌分散24小时不破乳、在水性色浆研磨中不破乳，不起颗粒，且对钙镁离子不敏感，光泽度高，同国外相类似的产品相当；因体系中乳化剂的用量很少，所以干膜耐水性优，且应用产品机械稳定性能好，耐磨性、附着力、抗粘性优异，印后上光的纸张具有不易粘花等特点。
文档编号D21H21/14GK101974184SQ201010501
公开日2011年2月16日 申请日期2010年9月29日 优先权日2010年9月29日
发明者黄伊君 申请人:苏州凯康化工科技有限公司