专利名称：一种核壳结构丙烯酸乳液的制备方法、丙烯酸乳液及所得的水性光油的制作方法
技术领域：
本发明涉及丙烯酸乳液其应用，尤其涉及一种核壳结构的丙烯酸乳液及 其应用。
背景技术：
随着人们环保意识的加强，在印后加工领域，水性光油所占的比重越来 越大。但一般的水性光油在应用中都存在一个严重的问题，即为了改善成膜性能，需加入大量的成膜助剂，其用量可以达到溶剂部分的30%以上，甚至 更多，成膜助剂一般是高沸点的溶剂，也会对环境造成污染，并非真正意义 上的环保水性产品，大量使用成膜助剂还会提高光油的成本。如果不加成膜 助剂，要保证成膜性就必须使用低玻璃化温度的软聚合物，由此带来的问题 是容易粘花。中国专利CN1624009公开了一种具有微凝胶核结构的羟基丙烯酸乳液的 制备方法，是以乙烯基硅烷偶联剂作交联剂，先将乙烯基硅烷偶联剂和丙烯 酸酯类单体进行共聚，得到具有微凝胶结构的核，然后在核表面进行含羟基 乙烯基单体和丙烯酸酯类单体的共聚，形成富集羟基的壳，得到具有微凝胶 核结构的羟基丙烯酸乳液；该乳液具有核壳结构，核部分为疏水性的硅氧烷， 壳部分含亲水性强的羟基，壳层能对粒子间的硅氧垸縮合反应起屏蔽作用。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种生产方法简单、成本低、环保的 核壳结构丙烯酸乳液制备方法；本发明需要解决的另一个问题是提供了一种 机械稳定性和冻融稳定性高的核壳结构丙烯酸乳液以及用该丙烯酸乳液制 得的水性光油。本发明所采用的技术方案是 一种核壳结构丙烯酸乳液的制备方法，.先 聚合成核层、后聚合壳层，制备步骤为种子乳液核层结构的合成在反应 器中加入去离子水、缓冲剂、乳化剂、核层单体，乳化后升温至80士5。C，加入引发剂溶液引发反应，制备种子乳液，待反应无明显回流后保温；壳层 聚合物的合成在步骤A所得的乳液中，滴加壳层单体、引发剂溶液，保温 后，再把温度升高3 5t:再保温，最后降温出料；碱溶性树脂在步骤A中首 批组份开始加料到反应器时同时全部加入，或者在步骤B最后降温至50±5 "C时全部加入，或者在步骤A中首批组份开始加料到反应器时部份加入，剩 余部份在步骤B最后降温至50土5-C时加入。进一步在上述核壳结构丙烯酸乳液的制备方法中步骤A中，乳化时间10 50分钟，待反应无明显回流后保温时间30 60分钟；在步骤B，滴 加壳层单体、引发剂溶液的时间为1 5小时，然后保温30 60分钟，再把 温度升高3 5'C再保温30 60分钟。由上述方法制得的丙烯酸乳液，所述的各组份按重量份计，去离子水 45 60份、碱溶性树脂5 35份、核层单体5 25份，壳层单体为25 45 份、乳化剂O. 1 1.0份、引发剂0.05 0.45份、缓冲剂0 0.3份。所述的碱溶性树脂的分子量是低分子量，高酸值的固体丙烯酸树脂，分 子量在500 20000，更佳为1000 5000;酸值为100 300mgK0H/kg，更佳 为150 250 mgKOH/kg;树脂在使用时需溶解，溶解温度在50 8(TC之间， 更佳为60 75'C;溶解过程需加入适量氨水(或其他胺类物质)，保持最终 溶液的pH为6. 5 8. 5，更佳为7 8;最终溶液的固体含量在25% 50%之间， 更佳为30% 45%;以固体用量计，碱溶性树脂占丙烯酸乳液总量的5% 35%， 更佳为10% 25%;其加入方式有三种加入引发剂引发反应前一次性全部加 入、反应完成后一次性加入、反应前后分别加一部分。所述单体的主要包括苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲 基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯等主单体，主单体占单体总用量的90% 100%，更佳为95% 100%;另外有少量含一种或多种包括羧基、羟基、胺基、 环氧等功能基团的不饱和乙烯基单体，如甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、甲 基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酰胺等，及含有多个不饱和双键的交联单体，如 二乙烯基苯、乙二醇双丙烯酸酯、马来酸二烯丙酯等，占单体总量的0 10%， 更佳为0 5%。所述的乳化剂是包括阴离子型、非离子型以及兼具阴离子和非离子功能的乳化剂，所述具有阴离子型的物质是脂肪酸盐、硫酸盐、磺酸盐中的一种或几种，典型的如十二烷基硫酸钠；非离子型的物质主要是酯类或醚类物质， 典型的如烷基酚聚氧乙烯醚。使用时可单独使用一种乳化剂，也可以多种类型的乳化剂复配使用，其 用量为单体总量的0. 5% 4%，更佳为0. 5% 2%。所述的引发剂是热引发剂，如过硫酸盐或氧化还原体系，如过硫酸盐-亚硫酸氢盐；在反应后期可能还包括油溶性引发剂，如过氧化苯甲酰。引发剂是包括过硫酸盐和氧化还原体系，以过硫酸盐为主，在反应后期， 为提高单体转化率，降低单体残留，可能还会加入适量的油溶性引发剂。所述的缓冲剂是可以调节体系的pH值，如K0H、 NaOH、 Na2C03、 NaHC03、 氨水、盐酸、硫酸等。上述核壳结构丙烯酸乳液的核层聚合物的玻璃化温度20 80°C，壳层聚 合物的玻璃化温度-20 30°C，酸值20 70mgK0H/kg，固体含量25% 60%， 粒径0.06 0. 50lim，粘度50 300rnPa's， pH值7. 5 10，机械稳定性和 冻融稳定性高，储存稳定性超过6个月，具有一定的硬度和良好的抗粘花性。由上述丙烯酸乳液制得的水性光油，按重量份计，核壳结构丙烯酸乳液 60 100份、碱溶性树脂0 30份、蜡乳液0 5份、润湿剂0 5份、消泡剂 0 0.5份、滑爽剂0 1份、成膜助剂0 2份、PH调节剂0 5份高速搅拌混 合而成，其中所述的蜡乳液是聚乙烯蜡，所述的润湿剂是二烷基磺酸基琥珀 酸盐，所述的消泡剂是本领导技术人员常用的产品，所述的滑爽剂是有机硅 类物质，所述的成膜助剂是酯酮类或者醇醚类物质，如酯醇-12，所述的PH 调节剂是胺类物质，如氨水。在上述水性光油中，主要产品性能指标外观为半透明至乳白色，光泽 60 85GU (测试条件60°角、黑色位、4微米拉涂、12(TC烘烤10s)，耐 磨性达到500 0000次(测试条件4微米拉涂、12(TC烘烤10s、面对打印 纸、压力为4磅)，透明性和附着力好，无气味，粘度小、易施工、成膜性 能好，储存稳定性好等优点，应用于印后加工领域，具有可观的经济效益和 社会效益。
具体实施例方式本发明的主旨是通过改变核壳结构丙烯酸乳液的制备方法，使其具有生 产方法简单、成本低，环保的特点。所得的丙烯酸乳液具有机械稳定性和冻 融稳定性高、具有一定的硬度和良好的抗粘花性的特点。下面结合实施例对 本发明的内容作进一步详述，实施例中所提及的内容并非对本发明的限定， 其中乳液中各个原材料的选择可因地制宜而对结果并无实质性影响。首先，简述本发明方法的基本方案 一种核壳结构丙烯酸乳液的制备方 法，先聚合成核层、后聚合壳层,制备步骤为种子乳液核层结构的合成 在反应器中加入去离子水、缓冲剂、乳化剂、核层单体，乳化后升温至80 士5。C，加入引发剂溶液引发反应，制备种子乳液，待反应无明显回流后保 温；壳层聚合物的合成在步骤A所得的乳液中，滴加壳层单体、引发剂溶 液，保温后，再把温度升高3 5'C再保温，最后降温出料；碱溶性树脂在步 骤A中首批组份开始加料到反应器时同时全部加入，或者在步骤B最后降温至50土5。C时全部加入，或者在步骤A中首批组份开始加料到反应器时部份 加入，剩余部份在步骤B最后降温至50士5-C时加入。步骤A中，乳化时间 10 50分钟，待反应无明显回流后保温时间30 60分钟；在步骤B，滴加 壳层单体、引发剂溶液的时间为1 5小时，然后保温30 60分钟，再把温 度升高3 5'C再保温30 60分钟。在该方法所得的丙烯酸乳液中，所述的 各组份按重量份计，去离子水45 60份、碱溶性树脂5 35份、核层单体5 25份，壳层单体为25 45份、乳化剂0. 1 1. 0份、引发剂0. 05 0. 45份、 缓冲剂0 0.3份。实施例l一种核壳结构丙烯酸乳液的制备方法，先聚合成核层、后聚合壳层，主 要由以下步骤制得A、 种子乳液核层结构的合成在装有搅拌设备、温度计、冷凝管和加 料装置的反应器中加入去离子水、缓冲剂、乳化剂、核层单体，乳化时的转 速为200转/分，乳化时间30min后升温至80±2°C，加入引发剂溶液引发反 应，制备种子乳液，待反应无明显回流后保温40min;B、 壳层聚合物的合成在步骤A所得的乳液中，滴加壳层单体、引发剂溶液，单体滴加时间2.5h，引发剂溶液滴加时间约3h,加完后用5份去 离子水冲洗加料装置，并升温至85X:保温60min，然后自然冷却。在上述种子乳液核层结构的合成中，所述的去离子水47份，所述的乳 化剂是0. 9份烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠盐，所述的缓冲剂是0. 2份NaHC03， 所述的核单体是8份苯乙烯、2份丙烯酸丁酯、0. 2份丙烯酸的混合物，所 述的引发剂0.2份过硫酸氨。在上述壳层聚合物的合成中，所述的壳层单体是16份苯乙烯、16份丙 烯酸丁酯、0.8份丙烯酸，所述的引发剂0. 1份过硫酸氨，所述的碱溶性树 脂是8份丙烯酸树脂。在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的过硫酸氨需配成浓度为 0. 8% 1. 2%溶液，例如将上述0. 3份过硫酸氨加入3份去离子水调配而成。在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的丙烯酸树脂需配制成固 体含量为42%的丙烯酸树脂溶液,例如在装有搅拌设备和温度计的三口瓶中， 加入42份去离子水，16份氨水(浓度为28%)，升温至65°C，转速为300 转/分，缓慢加入42份分子量为4000、酸值为215的固体丙烯酸树脂，溶解 3h，得到固体含量为42%的丙烯酸树脂溶液。由上述方法制得核壳结构丙烯酸乳液，固含为43%，粘度为100mPa"s， 粒径为O. lum， pH值为8. 5。实施例2一种核壳结构丙烯酸乳液的制备方法，先聚合成核层、后聚合壳层，主要由以下步骤制得A、 种子乳液核层结构的合成在装有搅拌设备、温度计、冷凝管和加 料装置的反应器中加入去离子水、缓冲剂、乳化剂、核层单体，乳化时的转 速为200转/分，乳化时间50min后升温至8rC，加入引发剂溶液引发反应， 制备种子乳液，待反应无明显回流后保温40min;B、 壳层聚合物的合成在步骤A所得的乳液中，滴加壳层单体、引发 剂溶液，单体滴加时间2.5h，引发剂溶液滴加时间约3h，然后保温33min， 再把温度升高5'C再保温30min，然后自然冷却；待温度降至54'C时加入碱 溶性树脂，最后降温出料。在上述种子乳液核层结构的合成中，所述的去离子水50份，所述的乳化 剂是0. 5份烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠盐，所述的缓冲剂是0. 2份NaOH，所述 的核单体是9份苯乙烯、3份丙烯酸丁酯、0. 2份丙烯酸的混合物，所述的 引发剂O. l份过硫酸氨。在上述壳层聚合物的合成中，所述的壳层单体是12份苯乙烯、12份丙 烯酸丁酯、0.8份丙烯酸，所述的引发剂O. l份过硫酸氨，所述的碱溶性树 脂是8份丙烯酸树脂。在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的过硫酸氨需配成浓度为 0. 8% 1. 2%溶液，例如将上述0. 1过硫酸氨加入1份去离子水调配而成。在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的丙烯酸树脂需配制成固 体含量为42%的丙烯酸树脂溶液，例如在装有搅拌设备和温度计的三口瓶中， 加入42份去离子水，16份氨水(浓度为28%)，升温至65°C,转速为300 转/分，缓慢加入42份分子量为4000、酸值为215的固体丙烯酸树脂，溶解 3h，得到固体含量为42%的丙烯酸树脂溶液。由上述方法制得核壳结构丙烯酸乳液，固含为42%，粘度为100mPa s， 粒径为O. lum， pH值为8.4。实施例3一种核壳结构丙烯酸乳液的制备方法，先聚合成核层、后聚合壳层，主 要由以下步骤制得-A、 种子乳液核层结构的合成在装有搅拌设备、温度计、冷凝管和加 料装置的反应器中加入去离子水、缓冲剂、乳化剂、核层单体，乳化时的转速为200转/分，乳化时间40min后升温至85"C，加入引发剂溶液引发反应， 制备种子乳液，待反应无明显回流后保温40min。B、 壳层聚合物的合成在步骤A所得的乳液中，滴加壳层单体、引发 剂溶液，单体滴加时间2.5h，引发剂溶液滴加时间约3h，然后保温50min， 再把温度升高4"C再保温50min，然后自然冷却；待温度降至53"C时加入碱 溶性树脂，最后降温出料。在上述种子乳液核层结构的合成中，所述的去离子水47份，所述的乳化 剂是0.9份垸基酚醚磺基琥珀酸酯钠盐，所述的缓冲剂是0.2份NaHC03，所述的核单体是8份苯乙烯、2份丙烯酸丁酯、0. 2份丙烯酸的混合物，所述 的引发剂0.2份过硫酸氨。在上述壳层聚合物的合成中，所述的壳层单体是16份苯乙烯、16份丙 烯酸丁酯、0.8份丙烯酸，所述的引发剂0.1份过硫酸氨，所述的碱溶性树 脂是8份丙烯酸树脂。在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的过硫酸氨需配成浓度为 0. 8% 1. 2%溶液，例如将上述0. 3份过硫酸氨加入3份去离子水调配而成。在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的丙烯酸树脂需配制成固 体含量为42%的丙烯酸树脂溶液，例如在装有搅拌设备和温度计的三口瓶中， 加入42份去离子水，16份氨水(浓度为28%),升温至65°C，转速为300 转/分，缓慢加入42份分子量为4000、酸值为215的固体丙烯酸树脂，溶解 3h，得到固体含量为42%的丙烯酸树脂溶液。由上述方法制得核壳结构丙烯酸乳液，固含为43%，粘度为100mPa s， 粒径为O. lum， pH值为8. 5。实施例4一种核壳结构丙烯酸乳液的制备方法，先聚合成核层、后聚合壳层，主要由以下步骤制得A、 种子乳液核层结构的合成在装有搅拌设备、温度计、冷凝管和加 料装置的反应器中加入去离子水、缓冲剂、乳化剂、核层单体，乳化时的转 速为200转/分，乳化时间40min后升温至85°C，加入引发剂溶液引发反应， 制备种子乳液，待反应无明显回流后保温30min;B、 壳层聚合物的合成在步骤A所得的乳液中，滴加壳层单体、引发 剂溶液，单体滴加时间2.5h，引发剂溶液滴加时间约3h，然后保温50min， 再把温度升高4t:再保温50min，然后自然冷却；待温度降至5(TC时加入碱 溶性树脂，最后降温出料；在上述种子乳液核层结构的合成中，所述的去离子水47份，所述的乳化 剂是0.9份烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠盐，所述的缓冲剂是0.2份NaHC03，所 述的核单体是8份苯乙烯、2份丙烯酸丁酯、0. 2份丙烯酸的混合物，所述 的引发剂0.2份过硫酸氨。在上述壳层聚合物的合成中，所述的壳层单体是16份苯乙烯、16份丙 烯酸丁酯、0.8份丙烯酸，所述的引发剂O. l份过硫酸氨，所述的碱溶性树 脂是8份丙烯酸树脂。在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的过硫酸氨需配成浓度为 0. 8% 1. 2%溶液，例如将上述0. 3份过硫酸氨加入3份去离子水调配而成。在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的丙烯酸树脂需配制成固 体含量为42%的丙烯酸树脂溶液，例如在装有搅拌设备和温度计的三口瓶中， 加入42份去离子水，16份氨水(浓度为28%)，升温至65°C，转速为300 转/分，缓慢加入42份分子量为4000、酸值为215的固体丙烯酸树脂，溶解 3h，得到固体含量为42%的丙烯酸树脂溶液。由上述方法制得核壳结构丙烯酸乳液，固含为43%，粘度为100mPa s， 粒径为O. lpm， pH值为8.6。实施例5一种核壳结构丙烯酸乳液的制备方法，先聚合成核层、后聚合壳层，主要由以下步骤制得A、 种子乳液核层结构的合成在装有搅拌设备、温度计、冷凝管和加 料装置的反应器中加入去离子水、缓冲剂、乳'化剂、核层单体，乳化时的转 速为250转/分，乳化时间20min后升温至82t:,加入引发剂溶液引发反应， 制备种子乳液，待反应无明显回流后保温50min。B、 壳层聚合物的合成在步骤A所得的乳液中，滴加壳层单体、引发 剂溶液，单体滴加时间4h，引发剂溶液滴加时间约4.5h，然后保温33min， 加完后用5. 8份去离子水冲洗加料装置，再把温度升高到87"C再保温60min， 然后自然冷却出料。在上述种子乳液核层结构的合成中，所述的去离子水28份，所述的乳化 剂是1. 25份辛基酚聚氧乙烯醚和0. 25份十二烷基硫酸钠的混合物，所述的 缓冲剂是0.1份NaHC03，所述的核单体是10份甲基丙烯酸甲酯、2份丙烯酸 异#酯和0. 2份丙烯酸的混合物，所述的引发剂0. 2份过硫酸氨。在上述壳层聚合物的合成中，所述的壳层单体是26份甲基丙烯酸甲酯、 17份丙烯酸异辛酯、0. 85份丙烯酸的混合物，所述的引发剂0. 1份过硫酸氨，所述的碱溶性树脂是30份丙烯酸树脂。在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的过硫酸氨需配成浓度为 0. 8% 1. 2%溶液，例如将上述0. 4份过硫酸氨加入4份去离子水调配而成。在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的丙烯酸树脂需配制成固 体含量为30%的丙烯酸树脂溶液，在装有搅拌设备和温度计的三口瓶中，加 入60份去离子水，IO份氨水(浓度为28%)，升温至7(TC，转速为300转/ 分，缓慢加入30份分子量为2000、酸值为185的固体丙烯酸树脂，溶解3h， 得到固体含量为30%的丙烯酸树脂溶液。由上述方法制得核壳结构丙烯酸乳液，固含为44%，粘度为80mPa，s， 粒径为O. 12ixm， pH值为8士0. 5。实施例6一种核壳结构丙烯酸乳液的制备方法，先聚合成核层、后聚合壳层，主要由以下步骤制得A、 种子乳液核层结构的合成在装有搅拌设备、温度计、冷凝管和加 料装置的反应器中加入去离子水、缓冲剂、乳化剂、核层单体，乳化时的转速为200转/分，乳化时间50min后升温至81°C，加入引发剂溶液引发反应， 制备种子乳液，待反应无明显回流后保温40min。B、 壳层聚合物的合成在步骤A所得的乳液中，滴加壳层单体、引发 剂溶液，单体滴加时间2.5h，引发剂溶液滴加时间约3h，然后保温33min， 再把温度升高5X:再保温30mim然后自然冷却；待温度降至54t时加入碱 溶性树脂，最后降温出料。在上述种子乳液核层结构的合成中，所述的去离子水28份，所述的乳化 剂是1. 25份辛基酚聚氧乙烯醚和0. 25份十二烷基硫酸钠的混合物，所述的 缓冲剂是0. 1份NaHC03，所述的核单体是10份甲基丙烯酸甲酯、2份丙烯酸 异辛酯和0. 2份丙烯酸的混合物，所述的引发剂0. 2份过硫酸氨。在上述壳层聚合物的合成中，所述的壳层单体是26份甲基丙烯酸甲酯、 17份丙烯酸异辛酯、0. 85份丙烯酸的混合物，所述的引发剂0. 1份过硫酸 氨，所述的碱溶性树脂是30份丙烯酸树脂。在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的过硫酸氨需配成浓度为0. 8% 1. 2%溶液，例如将上述0. 4份过硫酸氨加入4份去离子水调配而成。 在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的丙烯酸树脂需配制成固 体含量为30%的丙烯酸树脂溶液，在装有搅拌设备和温度计的三口瓶中，加 入60份去离子水，IO份氨水(浓度为28%)，升温至7(TC，转速为300转/ 分，缓慢加入30份分子量为2000、酸值为185的固体丙烯酸树脂，溶解3h， 得到固体含量为30%的丙烯酸树脂溶液。由上述方法制得核壳结构丙烯酸乳液，固含为44%，粘度为80 mPa s， 粒径为O. 12um， pH值为8土0. 5。实施例7一种核壳结构丙烯酸乳液的制备方法，先聚合成核层、后聚合壳层，主要由以下步骤制得A、 种子乳液核层结构的合成在装有搅拌设备、温度计、冷凝管和加 料装置的反应器中加入去离子水、缓冲剂、乳化剂、核层单体，乳化时的转 速为200转/分，乳化时间40min后升温至85'C，加入引发剂溶液引发反应， 制备种子乳液，待反应无明显回流后保温40min;B、 壳层聚合物的合成在步骤A所得的乳液中，滴加壳层单体、引发 剂溶液，单体滴加时间2.5h，引发剂溶液滴加时间约3h，然后保温50min， 再把温度升高4-C再保温50min，然后自然冷却；待温度降至53"C时加入碱 溶性树脂，最后降温出料；在上述种子乳液核层结构的合成中，所述的去离子水28份，所述的乳化 剂是1. 25份辛基酚聚氧乙烯醚和0. 25份十二烷基硫酸钠的混合物，所述的 缓冲剂是0. 1份NaHC03，所述的核单体是10份甲基丙烯酸甲酯、2份丙烯酸 异辛酯和0. 2份丙烯酸的混合物，所述的引发剂0. 2份过硫酸氨。在上述壳层聚合物的合成中，所述的壳层单体是26份甲基丙烯酸甲酯、 17份丙烯酸异辛酯、0. 85份丙烯酸的混合物，所述的引发剂0. 1份过硫酸 氨，所述的碱溶性树脂是30份丙烯酸树脂。在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的过硫酸氨需配成浓度为 0. 8% 1. 2%溶液，例如将上述0. 4份过硫酸氨加入4份去离子水调配而成。在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的丙烯酸树脂需配制成固体含量为30%的丙烯酸树脂溶液，在装有搅拌设备和温度计的三口瓶中，加 入60份去离子水，IO份氨水(浓度为28%)，升温至7(TC，转速为300转/ 分，缓慢加入30份分子量为2000、酸值为185的固体丙烯酸树脂，溶解3h， 得到固体含量为30%的丙烯酸树脂溶液。由上述方法制得核壳结构丙烯酸乳液，固含为44%，粘度为80 mPa s， 粒径为O. 12ym, pH值为8土0. 5。实施例8一种核壳结构丙烯酸乳液的制备方法，先聚合成核层、后聚合壳层，主要由以下步骤制得A、 种子乳液核层结构的合成在装有搅拌设备、温度计、冷凝管和加 料装置的反应器中加入去离子水、缓冲剂、乳化剂、核层单体，乳化时的转 速为200转/分，乳化时间40min后升温至85°C,加入引发剂溶液引发反应， 制备种子乳液，待反应无明显回流后保温30min;B、 壳层聚合物的合成在步骤A所得的乳液中，滴加壳层单体、引发 剂溶液，单体滴加时间2.5h,引发剂溶液滴加时间约3h,然后保温50min， 再把温度升高4'C再保温50min，然后自然冷却；待温度降至5(TC时加入碱 溶性树脂，最后降温出料。在上述种子乳液核层结构的合成中，所述的去离子水28份，所述的乳化 剂是1. 25份辛基酚聚氧乙烯醚和0. 25份十二烷基硫酸钠的混合物，所述的 缓冲剂是0. 1份NaHC03，所述的核单体是10份甲基丙烯酸甲酯、2份丙烯酸 异辛酯和0. 2份丙烯酸的混合物，所述的引发剂0. 2份过硫酸氨。在上述壳层聚合物的合成中，所述的壳层单体是26份甲基丙烯酸甲酯、 17份丙烯酸异辛酯、0. 85份丙烯酸的混合物，所述的引发剂0. 1份过硫酸 氨，所述的碱溶性树脂是30份丙烯酸树脂。在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的过硫酸氨需配成浓度为 0. 8% 1. 2%溶液，例如将上述0. 4份过硫酸氨加入4份去离子水调配而成。在整个核壳结构丙烯酸乳液制备过程中，所述的丙烯酸树脂需配制成固 体含量为30%的丙烯酸树脂溶液，在装有搅拌设备和温度计的三口瓶中，加 入60份去离子水，IO份氨水(浓度为28%)，升温至7(TC，转速为300转/分，缓慢加入30份分子量为2000、酸值为185的固体丙烯酸树脂，溶解3h， 得到固体含量为30%的丙烯酸树脂溶液。由上述方法制得核壳结构丙烯酸乳液，固含为44%，粘度为80mPa.s， 粒径为O. 12um， pH值为8土0. 5。以下实施例是水性光油优选配方，这些配方为非限定性实施方式，其只 是用于具体说明本发明，本领域的技术人员完全可以根据本发明的思路和选 料配比筛选出的方法和配方均为本发明的保护范围。实施例9在.1000转/分的高速搅拌条件下，向80份固含为43%的核壳乳液中加入 18份固含为42%的碱溶性树脂、0. 05份本领域技术人员常用消泡剂、1份本 领域技术人员常用润湿剂及0.95份本领域技术人员常用成膜助剂，制得高 光泽的水性光油。在黑色位，光泽可达80度。实施例10在1000转/分的高速搅拌条件下，向96. 5份固含为43%的核壳乳液中加 入0. 05份本领域技术人员常用消泡剂、0. 95份本领域技术人员常用润湿剂、 0. 5份本领域技术人员常用滑爽剂及2份本领域技术人员常用蜡乳液，制得 耐磨水性光油。在4磅压力下，耐磨可达4000次。
权利要求
1. 一种核壳结构丙烯酸乳液的制备方法，先聚合成核层、后聚合壳层，制备步骤为A、种子乳液核层结构的合成在反应器中加入去离子水、缓冲剂、乳化剂、核层单体，乳化后升温至80±5℃，加入引发剂溶液引发反应，制备种子乳液，待反应无明显回流后保温；B、壳层聚合物的合成在步骤A所得的乳液中，滴加壳层单体、引发剂溶液，保温后，再把温度升高3～5℃再保温，最后降温出料；碱溶性树脂在步骤A中首批组份开始加料到反应器时同时全部加入，或者在步骤B最后降温至50±5℃时全部加入，或者在步骤A中首批组份开始加料到反应器时部份加入，剩余部份在步骤B最后降温至50±5℃时加入。
2、 根据权利要求l所述的核壳结构丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于 在步骤A中，乳化时间10 50分钟，待反应无明显回流后保温时间30 60分 钟；在步骤B，滴加壳层单体、引发剂溶液的时间为1 5小时，然后保温30 60分钟，再把温度升高3 5t:再保温30 60分钟。
3、 一种根据权利要求2所述方法制得的核壳结构丙烯酸乳液，其特征在于 所述的各组份按重量份计，去离子水45 60份、碱溶性树脂5 50份、核层单 体5 25份，壳层单体为25 45份、乳化剂0. 1 1. 0份、引发剂0.05 0.45 份、缓冲剂0 0.3份。
4、 根据权利要求3所述的核壳结构丙烯酸乳液，其特征在于所述的碱溶 性树脂的分子量是500 20000、酸值为100 300m沐0H/kg、树脂在使用时的溶 解温度50 8(TC、 pH值6. 5 8. 5、溶液的固体含量是25% 50%。
5、 根据权利要求4所述的核壳结构丙烯酸乳液，其特征在于所述的碱溶 性树脂的分子量是1000 5000、酸值为150 250m沐0H/kg、树脂在使用时的溶 解温度60 75。C、 pH值7 8、溶液的固体含量是30% 45%。
6、 根据权利要求5所述的核壳结构丙烯酸乳液，其特征在于所述的单体 是含量为90% 100^%的苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙 烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯中的一种或几种混合物，和含量为0 10wt。/o的羧基、羟基、胺基、环氧基团的不饱和乙烯基单体和多个不饱和双键的交联单体的一 种或几种混合物，所述的羧基、羟基、胺基、环氧基团的不饱和乙烯基单体是甲基丙烯酸、 衣康酸、马来酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酰胺中的一种或几种；所述的不饱和双键交联单体是二乙烯基苯、乙二醇双丙烯酸酯、马来酸二 烯丙酯中的一种或几种。
7、 根据权利要求6所述的核壳结构丙烯酸乳液，其特征在于所述的单体 是含量为95。/。 100wt9&的苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙 烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯中的一种或几种混合物，和含量为0 5wt。/。的羧基、 羟基、胺基、环氧基团的不饱和乙烯基单体和多个不饱和双键的交联单体的一 种或几种混合物。
8、 根据权利要求7所述的核壳结构丙烯酸乳液，其特征在于所述的乳化 剂是具有阴离子型、非离子型的一种或两种功能。
9、 根据权利要求9所述的核壳结构丙烯酸乳液，其特征在于所述的缓冲 剂是氢氧化钾KOH、氢氧化钠NaOH、碳酸钠Na2C03、碳酸氢钠NaHC03、氨水NH3、 盐酸HC1、硫酸H2S04中的一种或几种混合制得。
10、 一种根据权利要求3 9中任一项所述的核壳结构丙烯酸乳液制得的水 性光油，其特征在于按重量份计，丙烯酸乳液60 100份、碱溶性树脂0 30 份、蜡乳液0 5份、润湿剂0 5份、消泡剂0 0.5份、滑爽剂0 1份、成 膜助剂0 2份、PH调节剂0 5份高速搅拌混合而成。
全文摘要
一种核壳结构丙烯酸乳液的制备方法、丙烯酸乳液及所得的水性光油。步骤A在反应器中加入去离子水、缓冲剂、乳化剂、核层单体，乳化后升温至80±5℃，加入引发剂溶液引发反应，制备种子乳液；步骤B在前述所得的乳液中，滴加壳层单体、引发剂溶液，保温后，再把温度升高3～5℃再保温；碱溶性树脂在步骤A中首批组份开始加料到反应器时同时全部加入，或者在步骤B最后降温至50±5℃时全部加入，或者在步骤A中首批组份开始加料到反应器时部份加入，剩余部份在步骤B最后降温至50±5℃时加入。所得的丙烯酸乳液生产成本低，机械稳定性和冻融稳定性高。由该丙烯酸乳液制得的水性光油透明性和附着力好，无气味，储存稳定性好等优点。
文档编号C08L33/00GK101275005SQ20081002816
公开日2008年10月1日 申请日期2008年5月14日 优先权日2008年5月14日
发明者李江涛, 杨爱军 申请人:恒昌涂料(惠阳)有限公司