专利名称：一种水性漆及其制备方法
技术领域：
本发明涉及涂料组合物，具体地说，涉及一种水性漆及其制备方法。
背景技术：
在食品软包装印刷行业，在PE膜、OPP膜、PET膜上涂布一层漆后，可形成高光透明的薄膜。为了使薄膜更为美观耐用，要求漆层具有强附着力；另外，通常还需在漆层上面印刷上装饰或标识图文，因此要求漆层适合后续印刷加工。随着人们对食品安全卫生要求的日益提高，要求包装材料不仅美观，而且安全、卫生。而且，随着人们对环境保护的日益重视，还要求漆在使用过程中挥发出的有害物质少，甚至没有挥发出有害物质，符合环保要求。目前，食品软包装印刷行业使用的漆包括油性漆和水性漆。有些油性漆涂布后形成的漆层虽然能够满足高光亮度及后续印刷加工的要求，但使用过程中会挥发出较多的有害物质，环境污染大，无法达到环保要求，而且成本较高。水性漆虽然环境污染较小，但目前市场上的水性漆涂布后形成的漆层不能同时满足高光亮度、强附着力及后续印刷加工的要求。另外，现有的水性漆大多为水性的聚氨酯、环氧树脂等，涂布后形成的漆层往往残留有氰化物等有毒物质，影响食品的安全、卫生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种环保型水性漆，以及这种水性漆的制备方法，这种水性漆涂布后形成的漆层具有高光亮度及强附着力，且适应于后续印刷加工。采用的技术方案如下
一种水性漆，其特征在于由下述重量百分比的原料制成水58 65%，C12脂肪醇聚氧乙烯(7)醚O. 5 O. 7%，十二烷基硫酸钠O. 5 1%，甲基丙烯酸甲酯8 12%，丙烯酸丁酯5 7%，苯乙烯5 11%，丙烯酸3. 5 5. 5%，甲基丙烯酸丁酯5 7%，N-羟甲基丙烯酰胺O. 5 1%，衣康酸O. 5 I. 5%，氢氧化钠溶液O. 5 I. 2%，消泡剂O. I O. 2%，乙酸钠O. 05 O. 1%，防腐剂O. I O. 2%,过硫酸铵O. I O. 2%。上述水作为分散剂。优选上述水为去离子水。上述C =脂肪醇聚氧乙烯(J)醚、十二烷基硫酸钠为表面活性剂，起乳化作用。 上述过硫酸铵作为催化剂，可降低活化能，促进聚合反应。上述乙酸钠作为缓冲剂，能够调整乳液的酸碱度，保证引发过程的平稳度。上述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸丁酯、N-羟甲基丙烯酰胺和衣康酸在表面活性剂C::脂肪醇聚氧乙烯(7)醚和十二烷基硫酸钠的乳化作用下，并在催化剂过硫酸铵和缓冲剂乙酸钠的共同作用下，聚合成共聚物。水性漆的固物成份就是上述共聚物。上述甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯可增强漆涂布后形成的漆层的强度，并且增强漆层的耐高温性能，防止漆层受热龟裂。苯乙烯还可降低薄膜的静电和表面张力，提高漆层的印刷性。丙烯酸丁酯能增强漆层的韧性和亮度。丙烯酸、N-羟甲基丙烯酰胺、衣康酸能增加共聚物的自交联，从而增加共聚物的强度、耐温性及耐溶剂性，并改善漆的涂布性能。甲基丙烯酸丁酯可增强漆层的韧性。上述氢氧化钠溶液起中和及调整粘度的作
用。优选上述氢氧化钠溶液的重量百分比浓度为15 25%，更优选上述氢氧化钠溶液的重量百分比浓度为20%。上述消泡剂起消除水性漆中的泡沫的作用，保证涂布效果。上述消泡剂可以是矿物油消泡剂和改性有机硅消泡剂(例如德国生产的品牌为TEGO迪高、型号为TEG0Foamex825的消泡剂，其化学组成为聚硅氧烷-聚醚共聚物乳液)中的一种或者两者的混和物。上述防腐剂能够抑制涂料中的霉囷生长，使涂料保持质量稳定。上述防腐剂可以是异噻唑啉酮(异噻唑啉酮俗称卡松，其有效成分是2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的混合物)。另一方面，本发明还提供上述水性漆的一种制备方法，其特征在于依次包括下述步骤
(1)按上述比例配备水、c:2脂肪醇聚氧乙烯(J)醚、十二烷基硫酸钠、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸丁酯、N-羟甲基丙烯酰胺、衣康酸、氢氧化钠溶液、消泡剂、乙酸钠、防腐剂和过硫酸铵；所配备的水分成三部分，第一部分水用于步骤(2)，第二部分水用于步骤(3)，第三部分水用于步骤(4)，第一部分水占所配备的水的45 50%，第二部分水占所配备的水的5 10%，第三部分水占所配备的水的45 50% ；
(2)将第一部分水加入预乳化釜中，并将步骤(I)所配备的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸丁酯、N-羟甲基丙烯酰胺、衣康酸、C 脂肪醇聚氧乙烯(J)醚和十二烷基硫酸钠加入预乳化釜中，然后进行预乳化，得到预乳液；
(3)将第二部分水加入溶解罐中，并将步骤(I)所配备的过硫酸铵加入溶解罐中，然后进行搅拌，使过硫酸铵溶解，得到过硫酸铵溶液；
(4)将第三部分水投入反应釜中，并将步骤(I)所配备的乙酸钠投入反应釜中，然后进行搅拌并加热至80°C ；
(5)取预乳液的1/10并投入反应釜中，再搅拌10分钟；然后取步骤(3)得到的过硫酸铵溶液的1/3投入反应釜中，进行引发反应(引发反应进行过程中，反应釜中的物料的温度将会自动升至88 92°C);等反应釜中的物料的温度回落至85°C时，向反应釜中滴加余下的预乳液(即预乳液的9/10)和余下的过硫酸铵溶液(即过硫酸铵溶液的2/3)，滴加温度控制在85 90°C ;滴加完毕后使反应釜中的物料保温3小时，然后使反应釜中的物料降温；
(6)当反应釜中的物料的温度降至40°C时，加入步骤(I)所配备的消泡剂、氢氧化钠溶液和防腐剂，并搅拌均匀，得到水性漆。水性漆的PH值控制在7. O左右。
优选步骤(5)中将余下的预乳液和余下的过硫酸铵溶液同步、匀速滴加到反应釜中；更优选在150 180分钟的时间内将余下的预乳液和余下的过硫酸铵溶液同步、匀速滴加到反应爸中。本发明的水性漆无毒无害，储存、使用过程中没有有机溶剂的挥发，对环境污染小，符合环保要求。涂布后形成的漆层坚韧，光亮度高，附着力强，而且印刷适应性广，后续印刷加工性能极佳。更重要的是，漆层不含残留的有毒有害小分子物质，不会影响所包装的食品的安全、卫生。另外，本发明的水性漆使用方便，涂布速度快，生产效率高，且单位面积涂布量少，能耗低，可大幅降低成本。涂布时，可根据需要随时加入水，以调整水性漆的粘度。
具体实施方式
实施例I
依次按下述步骤制备水性漆 (O按制备5000kg水性漆计，配备水2950kg (占原料总重的59%)、C 12脂肪醇聚氧乙
烯(7)醚35kg (占原料总重的O. 7%)、十二烷基硫酸钠50kg (占原料总重的1%)、甲基丙烯酸甲酯575kg (占原料总重的11. 5%)、丙烯酸丁酯250kg (占原料总重的5%)、苯乙烯550kg(占原料总重的11%)、丙烯酸175kg (占原料总重的3. 5%)、甲基丙烯酸丁酯250kg (占原料总重的5%)、N-羟甲基丙烯酰胺42. 5kg (占原料总重的O. 85%)、衣康酸75kg (占原料总重I. 5%)、氢氧化钠溶液30kg (占原料总重的O. 6%，其浓度为20%)、消泡剂5kg (占原料总重的O. 1% ;本实施例中，消泡剂采用德国生产的品牌为TEGO迪高、型号为TEG0Foamax825的消泡剂)、乙酸钠2. 5kg (占原料总重的O. 05%)、防腐剂5kg (均为异噻唑啉酮，占原料总重的O. 1%)、过硫酸铵5kg (占原料总重的O. 1%);所配备的水分成三部分，第一部分水用于步骤(2),第二部分水用于步骤(3),第三部分水用于步骤(4),第一部分水1327.5kg (占所配备的水的45%)，第二部分水295kg (占所配备的水的10%)，第三部分水1327. 5kg (占所配备的水的45%)；
(2)将第一部分水加入预乳化釜中，并将步骤(I)所配备的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸丁酯、N-羟甲基丙烯酰胺、衣康酸、C.:脂肪醇聚氧乙烯(J)
醚和十二烷基硫酸钠加入预乳化釜中，然后进行预乳化，得到3330kg预乳液；
(3)将第二部分水加入溶解罐中，并将步骤(I)所配备的过硫酸铵加入溶解罐中，然后进行搅拌，使过硫酸铵溶解，得到300kg过硫酸铵溶液；
(4)将第三部分水投入反应釜中，并将步骤(I)所配备的乙酸钠投入反应釜中，然后进行搅拌并加热至80°C ；
(5)取333kg预乳液(占预乳液总量的1/10)并投入反应釜中，再搅拌10分钟；然后取步骤(3)得到的过硫酸铵溶液的1/3 (即IOOkg过硫酸铵溶液)投入反应釜中，进行引发反应(引发反应进行过程中，反应釜中的物料的温度将会自动升至88 92°C );等反应釜中的物料的温度回落至85°C时，向反应釜中同步、匀速滴加余下的2997kg预乳液(占预乳液总量的9/10)和余下的过硫酸铵溶液(即另外的200kg过硫酸铵溶液)，滴加温度控制在85 90°C，在150分钟的时间内滴加完毕；滴加完毕后使反应釜中的物料保温3小时，然后使反应釜中的物料降温；
(6)当反应釜中的物料的温度降至40°C时，加入步骤(I)所配备的消泡剂、氢氧化钠溶液和防腐剂，并搅拌均匀，得到5000kg水性漆。
实施例2
依次按下述步骤制备水性漆
(O按制备5000kg水性漆计，配备水3054kg (占原料总重的61. 08%)、C 12脂肪醇聚氧
乙烯(7)醚25kg (占原料总重的0.5%)、十二烷基硫酸钠35kg (占原料总重的0.7%)、甲基丙烯酸甲酯400kg(占原料总重的8%)、丙烯酸丁酯350kg(占原料总重的7%)、苯乙烯500kg(占原料总重的10%)、丙烯酸200kg (占原料总重的4%)、甲基丙烯酸丁酯300kg (占原料总重的6%)、N-羟甲基丙烯酰胺25kg (占原料总重的O. 5%)、衣康酸25kg (占原料总重的
O.5%)、氢氧化钠溶液60kg (占原料总重的I. 2%，其浓度为15%)、消泡剂7. 5kg (占原料总重的O. 15%，本实施例中，消泡剂采用德国生产的品牌为TEGO迪高、型号为TEG0FoameX825的消泡剂)、乙酸钠4kg (占原料总重的O. 08%)、防腐剂7. 5kg (均为异噻唑啉酮，占原料总重的O. 15%)、过硫酸铵7kg (占原料总重的O. 14%);所配备的水分成三部分，第一部分水用于步骤(2)，第二部分水用于步骤(3)，第三部分水用于步骤(4)，第一部分水1502.6kg (约 占所配备的水的49. 2%)，第二部分水152. 7kg (占所配备的水的5%)，第三部分水1398. 7kg(约占所配的水的45. 8%)；
(2)将第一部分水加入预乳化釜中，并将步骤(I)所配备的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸丁酯、N-羟甲基丙烯酰胺、衣康酸、C :2脂肪醇聚氧乙烯(J)醚和十二烷基硫酸钠加入预乳化釜中，然后进行预乳化，得到3362. 6kg预乳液；
(3)将第二部分水加入溶解罐中，并将步骤(I)所配备的过硫酸铵加入溶解罐中，然后进行搅拌，使过硫酸铵溶解，得到159. 7kg过硫酸铵溶液；
(4)将第三部分水投入反应釜中，并将步骤(I)所配备的乙酸钠投入反应釜中，然后进行搅拌并加热至80°C ；
(5)取336.26kg预乳液(占预乳液总量的1/10)并投入反应釜中，再搅拌10分钟；然后取步骤(3)得到的过硫酸铵溶液的1/3 (即约53. 23kg过硫酸铵溶液)投入反应釜中，进行引发反应(引发反应进行过程中，反应釜中的物料的温度将会自动升至88 92°C);等反应釜中的物料的温度回落至85°C时，向反应釜中同步、匀速滴加余下的3026. 34kg预乳液(占预乳液总量的9/10)和余下的过硫酸铵溶液(余下的约106. 47kg过硫酸铵溶液)，滴加温度控制在85 90°C，在180分钟的时间内滴加完毕；滴加完毕后使反应釜中的物料保温3小时，然后使反应釜中的物料降温；
(6)当反应釜中的物料的温度降至40°C时，加入步骤(I)所配备的消泡剂、氢氧化钠溶液和防腐剂，并搅拌均匀，得到5000kg水性漆。实施例3
依次按下述步骤制备水性漆
(I)按制备5000kg水性漆计，配备水3165kg (占原料总重的63. 3%)、C ::脂肪醇聚氧乙
烯(7)醚30kg (占原料总重的0.6%)、十二烷基硫酸钠50kg (占原料总重的1%)、甲基丙烯酸甲酯435kg(占原料总重的8. 7%)、丙烯酸丁酯275kg(占原料总重的5. 5%)、苯乙烯250kg(占原料总重的5%)、丙烯酸275kg (占原料总重的5. 5%)、甲基丙烯酸丁酯350kg (占原料总重的7%)、N-羟甲基丙烯酰胺50kg (占原料总重的1%)、衣康酸35kg (占原料总重的O. 7%)、氢氧化钠溶液50kg (占原料总重的1%，其浓度为25%)、消泡剂IOkg (占原料总重的O. 2%，本实施例中，消泡剂采用矿物油消泡剂)、乙酸钠5kg(占原料总重的O. 1%)、防腐剂IOkg(均为异噻唑啉酮，占原料总重的O. 2%)、过硫酸铵IOkg (占原料总重的O. 2%);所配备的水分成三部分，第一部分水用于步骤(2)，第二部分水用于步骤(3)，第三部分水用于步骤(4)，第一部分水1425kg (约占所配备的水的45%)，第二部分水218kg (约占所配备的水的6. 9%)，第三部分水1522kg (约占所配的水的48. 1%)；
(2)将第一部分水加入预乳化釜中，并将步骤(I)所配备的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁
酯、苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸丁酯、N-羟甲基丙烯酰胺、衣康酸、C::脂肪醇聚氧乙烯(J)
醚和十二烷基硫酸钠加入预乳化釜中，然后进行预乳化，得到3175kg预 乳液；
(3)将第二部分水加入溶解罐中，并将步骤(I)所配备的过硫酸铵加入溶解罐中，然后进行搅拌，使过硫酸铵溶解，得到228kg过硫酸铵溶液；
(4)将第三部分水投入反应釜中，并将步骤(I)所配备的乙酸钠投入反应釜中，然后进行搅拌并加热至80°C ；
(5)取317.5kg预乳液(占预乳液总量的1/10)并投入反应釜中，再搅拌10分钟；然后取步骤(3)得到的过硫酸铵溶液的1/3 (即76kg过硫酸铵溶液)投入反应釜中，进行引发反应(引发反应进行过程中，反应釜中的物料的温度将会自动升至88 92°C);等反应釜中的物料的温度回落至85°C时，向反应釜中同步、匀速滴加余下的2857. 5kg预乳液(占预乳液总量的9/10)和余下的过硫酸铵溶液(即其余152kg过硫酸铵溶液)，滴加温度控制在85 90°C，在160分钟的时间内滴加完毕；滴加完毕后使反应釜中的物料保温3小时，然后使反应釜中的物料降温；
(6)当反应釜中的物料的温度降至40°C时，加入步骤(I)所配备的消泡剂、氢氧化钠溶液和防腐剂，并搅拌均匀，得到5000kg水性漆。
权利要求
1.一种水性漆，其特征在于由下述重量百分比的原料制成水58 65%，C二脂肪醇聚氧乙烯(7)醚O. 5 O. 7%，十二烷基硫酸钠O. 5 1%，甲基丙烯酸甲酯8 12%，丙烯酸丁酯5 7%，苯乙烯5 11%，丙烯酸3. 5 5. 5%，甲基丙烯酸丁酯5 7%，N-羟甲基丙烯酰胺O. 5 1%，衣康酸O. 5 I. 5%，氢氧化钠溶液O. 5 I. 2%，消泡剂O. I O. 2%，乙酸钠O. 05 O. 1%，防腐剂O. I O. 2%,过硫酸铵O. I O. 2%。
2.根据权利要求I所述的水性漆，其特征是所述氢氧化钠溶液的重量百分比浓度为.15 25%。
3.根据权利要求2所述的水性漆，其特征是所述氢氧化钠溶液的重量百分比浓度为.20%。
4.根据权利要求I所述的水性漆，其特征是所述消泡剂是矿物油消泡剂和改性有机硅消泡剂中的一种或者两者的混和物。
5.根据权利要求I所述的水性漆，其特征是所述防腐剂是异噻唑啉酮。
6.权利要求I所述的水性漆的制备方法，其特征在于依次包括下述步骤 (1)按上述比例配备水、CM脂肪醇聚氧乙烯(J)醚、十二烷基硫酸钠、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸丁酯、N-羟甲基丙烯酰胺、衣康酸、氢氧化钠溶液、消泡剂、乙酸钠、防腐剂和过硫酸铵；所配备的水分成三部分，第一部分水用于步骤(2)，第二部分水用于步骤(3)，第三部分水用于步骤(4)，第一部分水占所配备的水的45 50%，第二部分水占所配备的水的5 10%，第三部分水占所配备的水的45 50% ； (2)将第一部分水加入预乳化釜中，并将步骤(I)所配备的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸丁酯、N-羟甲基丙烯酰胺、衣康酸、C :2脂肪醇聚氧乙烯(J)醚和十二烷基硫酸钠加入预乳化釜中，然后进行预乳化，得到预乳液； (3)将第二部分水加入溶解罐中，并将步骤(I)所配备的过硫酸铵加入溶解罐中，然后进行搅拌，使过硫酸铵溶解，得到过硫酸铵溶液； (4)将第三部分水投入反应釜中，并将步骤(I)所配备的乙酸钠投入反应釜中，然后进行搅拌并加热至80°C ； (5)取预乳液的1/10并投入反应釜中，再搅拌10分钟；然后取步骤(3)得到的过硫酸铵溶液的1/3投入反应釜中，进行引发反应；等反应釜中的物料的温度回落至85°C时，向反应釜中滴加余下的预乳液和余下的过硫酸铵溶液，滴加温度控制在85 90°C ;滴加完毕后使反应釜中的物料保温3小时，然后使反应釜中的物料降温； (6)当反应釜中的物料的温度降至40°C时，加入步骤(I)所配备的消泡剂、氢氧化钠溶液和防腐剂，并搅拌均匀，得到水性漆。
全文摘要
一种水性漆，由下述重量百分比的原料制成水58～65%，C脂肪醇聚氧乙烯(7)醚0.5～0.7%，十二烷基硫酸钠0.5～1%，甲基丙烯酸甲酯8～12%，丙烯酸丁酯5～7%，苯乙烯5～11%，丙烯酸3.5～5.5%，甲基丙烯酸丁酯5～7%，N-羟甲基丙烯酰胺0.5～1%，衣康酸0.5～1.5%，氢氧化钠溶液0.5～1.2%，消泡剂0.1～0.2%，乙酸钠0.05～0.1%，防腐剂0.1～0.2%，过硫酸铵0.1～0.2%。本发明的水性漆无毒无害，对环境污染小，不会影响所包装的食品的安全、卫生；涂布后形成的漆层坚韧，光亮度高，附着力强，而且印刷适应性广，后续印刷加工性能极佳。
文档编号C09D5/08GK102643590SQ201210146839
公开日2012年8月22日 申请日期2012年5月14日 优先权日2012年5月14日
发明者谢进标, 谢铠烨 申请人:汕头市鑫源化工有限公司