专利名称：：一种水性纸张上光油及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种水性纸张上光油及其制备方法，属于纸张上光涂料
技术领域：
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背景技术：
：纸张上光是在纸张表面涂(或喷、印)上一层涂料，经流平、干燥、压光、固化后在纸张表面形成薄而均勻的透明光亮层。该层不仅使纸张表面光亮、平滑，图文色彩更鲜明，而且还起防潮、防污、耐磨等作用。最为重要的是，该工艺使纸张涂饰后不影响打浆循环利用，可以解决纸塑覆膜材料回收利用时因打浆困难所造成的“二次污染”问题，真正是绿色包装，正在迅速推广应用于广告装潢、书籍封面、标签、纸盒、纸袋等领域。现研究较多的是丙烯酸酯类水乳液上光油。一般的丙烯酸酯类水乳液上光油色浅，光亮，具有优异的耐候性和保光保色性，但存在耐溶剂性较差，热粘冷脆现象，耐磨性和耐水性差等严重问题。为保证水性上光油的光泽度，配置时通常增加高光树脂或是降低消光助剂(蜡粉、蜡乳液等)的百分含量来增加印刷后印刷品的光亮度；而印刷品耐磨性、抗粘连性的提高则是借助于蜡粉或蜡乳液来实现。所以印刷品的光亮度和耐磨性、抗粘连性等耐抗性是相互矛盾的指标，要提高印刷品的光亮度，就要牺牲其它耐抗性能为代价，传统的水性上光油的配置方法很难让印刷品在保持高光泽度的同时，也能够拥有优良的耐抗性能。
发明内容本发明的目的是在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种水性高光、高抗粘连、耐磨上光油及其制备方法。为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种水性纸张上光油，其特征在于，由以下以重量份计的成分组成具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液4575，水溶性丙烯酸树脂210，分散剂0.52，蜡乳液0.53，流平剂0.52，消泡剂0.22，平滑剂00.5，中和剂为0.22和水520。所述的具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液的核结构由以下以重量份计的单体共聚而成甲基丙烯酸甲酯410、丙烯酸丁酯56、甲基丙烯酸34以及苯乙烯58；壳结构由以下以重量份计的单体共聚而成甲基丙烯酸甲酯1521、丙烯酸丁酯67、甲基丙烯酸缩水甘油酯68以及有机硅单体57。所述有机硅单体优选为含乙烯基的有机硅氧烷单体。所述的水溶性丙烯酸树脂优选为多官能团丙烯酸树脂。所述的分散剂优选为聚丙烯酸钠盐、聚丙烯酸铵盐或直链非离子型界面活性剂。所述的蜡乳液优选为聚乙烯蜡乳液、巴西棕榈蜡乳液或其混合物。所述的流平剂优选为聚醚改性有机硅氧烷、氟改性丙烯酸聚合物或其混合物。所述的消泡剂优选为聚醚改性硅氧烷、乳液型聚硅氧烷、油脂和硅衍生物混合液或其混合物。所述的平滑剂优选为有机硅类物质。所述的中和剂优选为氨水或有机胺。所述的水优选为去离子水。本发明还提供了上述水性纸张上光油的制备方法，其特征在于，具体步骤为第一步在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的反应瓶中，加入核结构单体1728重量份、乳化剂0.81.2重量份以及水814重量份，室温预乳化30min，制得核预乳化液；第二步在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的反应瓶中，加入壳结构单体3243重量份、乳化剂1.82重量份以及水2632重量份，室温预乳化30min，制得壳预乳化液；第三步将核预乳化液搅拌升温到60°C，滴加0.1-0.2重量份引发剂配制的水溶液，保温聚合60min；加入碳酸氢钠0.1-0.2重量份搅拌均勻，然后滴加壳预乳化液和0.1-0.2重量份引发剂配制的水溶液，85°C保温聚合120min，冷却用氨水调节PH值至7，得到具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液；第四步将水以及中和剂加到搅拌器中，加入水溶性丙烯酸树脂，溶解后加入中和剂调节PH值至89得到水溶性丙烯酸树脂溶液；第五步将具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液与水溶性丙烯酸树脂溶液按比例混合，加入流平剂、蜡乳液、分散剂以及平滑剂，搅拌混合均勻，最后将消泡剂加入上述混合物中搅拌均勻，再补充水调节粘度，过滤得到水性纸张上光油。第一步以及第二步中的乳化剂优选由阴离子性乳化剂和非离子性乳化剂复配而成，其中，阴离子性乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠或其混合物，非离子性乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚或其混合物，阴离子性乳化剂和非离子性乳化剂重量复配比为2112。第三步中所述的引发剂优选为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过硫酸铵或过硫酸钾。本发明所提供的水性高光、高抗粘连、耐磨上光油，由于在丙烯酸树脂分子中引入了苯乙烯、有机硅单体，在保持丙烯酸树脂乳液上光油优点的同时，使涂膜的耐磨性、耐玷污、光亮度都有了明显的改善，提高了印刷品的光亮度和耐磨性；合成了具有核壳结构的苯丙有机硅共聚乳液，核、壳间羧基与环氧基发生了反应，有机硅单体有一半左右参与了共聚，核壳间形成了化学键连接，乳胶粒子结构比较稳定，低温(室温)成膜性好，乳胶膜在烘干(60°C或105°C)过程中通过自交联机理形成了适度交联结构，透明光亮，有好的耐水、耐污染、耐溶剂、耐热氧化等优良综合性能，从而提高了印刷品的抗粘连性，原料来源丰富、方便，是一种比较理想的纸张上光油。具体实施例方式下面结合实施例来具体说明本发明。实施例1一种水性纸张上光油成分如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>上述水性纸张上光油的制备方法如下第一步在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的反应瓶中，加入核结构单体、乳化剂0.Sg以及水8g，室温预乳化30min，制得核预乳化液；核结构单体由甲基丙烯酸甲酯4g、丙烯酸丁酯5g、甲基丙烯酸3g以及苯乙烯5g组成。乳化剂由阴离子性乳化剂和非离子性乳化剂复配而成，其中，阴离子性乳化剂为十二烷基苯磺酸钠，非离子性乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚，阴离子性乳化剂和非离子性乳化剂重量复配比为21。第二步在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的反应瓶中，加入壳结构单体32g、乳化剂1.Sg以及水26g，室温预乳化30min，制得壳预乳化液；壳结构单体由甲基丙烯酸甲酯15g、丙烯酸丁酯6g、甲基丙烯酸缩水甘油酯6g以及乙烯基三甲氧基硅烷5g组成。乳化剂由阴离子性乳化剂和非离子性乳化剂复配而成，其中，阴离子性乳化剂为十二烷基硫酸钠，非离子性乳化剂为辛基酚聚氧乙烯醚，阴离子性乳化剂和非离子性乳化剂重量复配比为21。第三步将核预乳化液搅拌升温到60°C，滴加0.Ig引发剂偶氮二异丁腈配制的水溶液，保温聚合60min；加入碳酸氢钠0.Ig搅拌均勻，然后滴加壳预乳化液和0.Ig引发剂偶氮二异丁腈配制的水溶液，85°C保温聚合120min，冷却用氨水调节pH值至7，得到具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液；第四步将水以及中和剂加到搅拌器中，在300rpm的搅拌速度下加入水溶性丙烯酸树脂，溶解后加入中和剂调节PH值至89得到水溶性丙烯酸树脂溶液；第五步将具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液与水溶性丙烯酸树脂溶液按比例混合，加入流平剂、蜡乳液、分散剂以及平滑剂，搅拌混合均勻，最后将消泡剂加入上述混合物中搅拌均勻，再补充水调节粘度，过滤得到水性纸张上光油。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>上述水性纸张上光油的制备方法如下第一步在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的反应瓶中，加入核结构单体、乳化剂1.2g以及水14g，室温预乳化30min，制得核预乳化液；核结构单体由甲基丙烯酸甲酯10g、丙烯酸丁酯6g、甲基丙烯酸4g以及苯乙烯8g组成。乳化剂由阴离子性乳化剂和非离子性乳化剂复配而成，其中，阴离子性乳化剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠，非离子性乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚，阴离子性乳化剂和非离子性乳化剂重量比为12。第二步在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的反应瓶中，加入壳结构单体43g、乳化剂2g以及水32g，室温预乳化30min，制得壳预乳化液；壳结构单体由甲基丙烯酸甲酯21g、丙烯酸丁酯7g、甲基丙烯酸缩水甘油酯8g以及乙烯基三甲氧基硅烷5g组成。乳化剂由阴离子性乳化剂和非离子性乳化剂复配而成，其中，阴离子性乳化剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠，非离子性乳化剂为辛基酚聚氧乙烯醚，阴离子性乳化剂和非离子性乳化剂重量比为1:2。第三步将核预乳化液搅拌升温到60°C，滴加0.2g引发剂过氧化苯甲酰配制的水溶液，保温聚合60min；加入碳酸氢钠0.1-0.2g搅拌均勻，然后滴加壳预乳化液和0.1-0.2g弓丨发剂过氧化苯甲酰配制的水溶液，85°C保温聚合120min，冷却用氨水调节pH值至7，得到具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液；第四步将水以及中和剂加到搅拌器中，在300rpm的搅拌速度下加入水溶性丙烯酸树脂，溶解后加入中和剂调节PH值至89得到水溶性丙烯酸树脂溶液；第五步将具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液与水溶性丙烯酸树脂溶液按比例混合，加入流平剂、蜡乳液、分散剂以及平滑剂，搅拌混合均勻，最后将消泡剂加入上述混合物中搅拌均勻，再补充水调节粘度，过滤得到水性纸张上光油。实施例3一种水性纸张上光油成分如下生产厂家和型号含量(g)具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液60水溶性丙烯酸树脂同享化工有限公5司，S-70直链非离子型界面活性剂广州九维商贸有限~~1公司，Disponil05巴西棕榈蜡乳液天津惠诚精细化工~~1厂，BR-25氟改性丙烯酸聚合物流平剂广州市霍普化学有~~1限公司，HP-877油脂和硅衍生物混合液消泡剂广州九维商贸有限~~1公司，FoamasterH有机硅平滑剂南京百聚科技有限~5公司，SL-350乙醇胺1去离子水10上述水性纸张上光油的制备方法如下第一步在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的反应瓶中，加入核结构单体、乳化剂Ig以及水10g，室温预乳化30min，制得核预乳化液；核结构单体由甲基丙烯酸甲酯6g、丙烯酸丁酯5.5g、甲基丙烯酸3.5g以及苯乙烯6g组成。乳化剂由阴离子性乳化剂和非离子性乳化剂复配而成，其中，阴离子性乳化剂为十二烷基硫酸钠，非离子性乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚，阴离子性乳化剂和非离子性乳化剂重量复配比为11。第二步在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的反应瓶中，加入壳结构单体、乳化剂2g以及水30g，室温预乳化30min，制得壳预乳化液；壳结构单体由甲基丙烯酸甲酯20g、丙烯酸丁酯6.5g、甲基丙烯酸缩水甘油酯7g以及乙烯基三甲氧基硅烷6g组成。乳化剂由阴离子性乳化剂和非离子性乳化剂复配而成，其中，阴离子性乳化剂为十二烷基苯磺酸钠，非离子性乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚，阴离子性乳化剂和非离子性乳化剂重量复配比为11。第三步将核预乳化液搅拌升温到60°C，滴加0.1-0.2g引发剂过硫酸铵配制的水溶液，保温聚合60min；加入碳酸氢钠0.1-0.2g搅拌均勻，然后滴加壳预乳化液和0.1-0.2g弓丨发剂过硫酸钾配制的水溶液，85°C保温聚合120min，冷却用氨水调节pH值至7，得到具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液；第四步将水以及中和剂加到搅拌器中，在300rpm的搅拌速度下加入水溶性丙烯酸树脂，溶解后加入中和剂调节PH值至89得到水溶性丙烯酸树脂溶液；第五步将具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液与水溶性丙烯酸树脂溶液按比例混合，加入流平剂、蜡乳液、分散剂以及平滑剂，搅拌混合均勻，最后将消泡剂加入上述混合物中搅拌均勻，再补充水调节粘度，过滤得到水性纸张上光油。实施例4<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>上述水性纸张上光油的制备方法如下第一步在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的反应瓶中，加入核结构单体、乳化剂0.Sg以及水14g，室温预乳化30min，制得核预乳化液；核结构单体由甲基丙烯酸甲酯10g、丙烯酸丁酯6g、甲基丙烯酸3g以及苯乙烯5g组成。乳化剂为重量比为73的十二烷基苯磺酸钠与壬基酚聚氧乙烯醚的混合物。第二步在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的反应瓶中，加入壳结构单体、乳化剂2g以及水26g，室温预乳化30min，制得壳预乳化液；壳结构单体由甲基丙烯酸甲酯15g、丙烯酸丁酯6g、甲基丙烯酸缩水甘油酯6g以及乙烯基三甲氧基硅烷6g组成。乳化剂为重量比为73的十二烷基苯磺酸钠与壬基酚聚氧乙烯醚的混合物。第三步将核预乳化液搅拌升温到60°C，滴加0.2g引发剂过硫酸钾配制的水溶液，保温聚合60min；加入碳酸氢钠0.2g搅拌均勻，然后滴加壳预乳化液和0.Ig引发剂过硫酸铵配制的水溶液，85°C保温聚合120min，冷却用氨水调节pH值至7，得到具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液；第四步将水以及中和剂加到搅拌器中，在300rpm的搅拌速度下加入水溶性丙烯酸树脂，溶解后加入中和剂调节PH值至89得到水溶性丙烯酸树脂溶液；第五步将具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液与水溶性丙烯酸树脂溶液按比例混合，加入流平剂、蜡乳液、分散剂以及平滑剂，搅拌混合均勻，最后将消泡剂加入上述混合物中搅拌均勻，再补充水调节粘度，过滤得到水性纸张上光油。实施例5<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>上述水性纸张上光油的制备方法如下第一步在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的反应瓶中，加入核结构单体、乳化剂1.2g以及水8g，室温预乳化30min，制得核预乳化液；核结构单体由甲基丙烯酸甲酯4g、丙烯酸丁酯5g、甲基丙烯酸4g以及苯乙烯8g组成。乳化剂为重量比为73的十二烷基苯磺酸钠与壬基酚聚氧乙烯醚的混合物。第二步在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的反应瓶中，加入壳结构单体、乳化剂1.Sg以及水32g，室温预乳化30min，制得壳预乳化液；壳结构单体由甲基丙烯酸甲酯21g、丙烯酸丁酯7g、甲基丙烯酸缩水甘油酯8g以及乙烯基三甲氧基硅烷7g组成。乳化剂为重量比为73的十二烷基苯磺酸钠与壬基酚聚氧乙烯醚的混合物。第三步将核预乳化液搅拌升温到60°C，滴加0.Ig引发剂过硫酸铵配制的水溶液，保温聚合60min；加入碳酸氢钠0.Ig搅拌均勻，然后滴加壳预乳化液和0.Ig引发剂过硫酸钾配制的水溶液，85°C保温聚合120min，冷却用氨水调节pH值至7，得到具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液；第四步将水以及中和剂加到搅拌器中，在300rpm的搅拌速度下加入水溶性丙烯酸树脂，溶解后加入中和剂调节PH值至89得到水溶性丙烯酸树脂溶液；第五步将具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液与水溶性丙烯酸树脂溶液按比例混合，加入流平剂、蜡乳液、分散剂以及平滑剂，搅拌混合均勻，最后将消泡剂加入上述混合物中搅拌均勻，再补充水调节粘度，过滤得到水性纸张上光油。涂布后的涂层的光亮度检测对比例市场现有的成熟的乳液型产品(上海高邦印刷材料有限公司，水性上光油)使用实施例15配置的产品、对比例，涂布干燥后进行光亮度测试。实验器材=KGZ-IB型镜向光泽仪(天津伟达实验机厂)。实验步骤按照KGZ-IB型镜向光泽仪的使用要求，进行测试，测定涂膜的60度光泽。测试结果如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>涂布后的涂层的耐磨性检测对比例市场现有的成熟的乳液型产品(上海高邦印刷材料有限公司，水性上光油)使用实施例15配置的产品、对比例，涂布干燥后进行耐磨性测试。实验器材摩擦试验机(济南兰光机电技术有限公司，MCJ-01Α)。实验步骤按照摩擦试验机的使用要求，将试样裁成规定的尺寸，进行测试(往返600次)，根据涂层磨损情况，判定耐磨性。测试结果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>涂布后的涂层的抗粘连性检测对比例市场现有的成熟的乳液型产品(上海高邦印刷材料有限公司，水性上光油)使用实施例15配置的产品、对比例，涂布干燥后进行抗粘连性测试。实验器材恒温恒湿箱(上海一华仪器设备有限公司，HS/YH-100)。实验步骤将试样裁成一定的尺寸，放在相对湿度85%，摄氏60°C环境中，施加lkg/cm2的压力，面对面压24小时，观察涂层是否粘连。测试结果如下对比例略微发粘实施例1略微发粘实施例2不发粘实施例3不发粘实施例4不发粘实施例5不发粘结论从上述应用结果可以看出使用实施例15配置的纸张上光油，与对比例相比，光亮度、耐磨性和抗粘连性均有所提高。权利要求一种水性纸张上光油，其特征在于，由以下以重量份计的成分组成具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液45～75，水溶性丙烯酸树脂2～10，分散剂0.5～2，蜡乳液0.5～3，流平剂0.5～2，消泡剂0.2～2，平滑剂0～0.5，中和剂为0.2～2和水5～10。2.如权利要求1所述的水性纸张上光油，其特征在于，所述的具有核壳结构的苯-丙_有机硅共聚乳液的核结构由以下以重量份计的单体共聚而成甲基丙烯酸甲酯410、丙烯酸丁酯56、甲基丙烯酸34以及苯乙烯58；壳结构由以下以重量份计的单体共聚而成甲基丙烯酸甲酯1521、丙烯酸丁酯67、甲基丙烯酸缩水甘油酯68以及有机硅单体57。3.如权利要求2所述的水性纸张上光油，其特征在于，所述有机硅单体为含乙烯基的有机硅氧烷单体。4.如权利要求1所述的水性纸张上光油，其特征在于，所述的分散剂为聚丙烯酸钠盐、聚丙烯酸铵盐或直链非离子型界面活性剂。5.如权利要求1所述的水性纸张上光油，其特征在于，所述的蜡乳液为聚乙烯蜡乳液、巴西棕榈蜡乳液或其混合物。6.如权利要求1所述的水性纸张上光油，其特征在于，所述的消泡剂为聚醚改性硅氧烷、乳液型聚硅氧烷、油脂和硅衍生物混合液或其混合物。7.如权利要求1所述的水性纸张上光油，其特征在于，所述的平滑剂为有机硅类物质。8.如权利要求1所述的水性纸张上光油，其特征在于，所述的中和剂为氨水或有机胺。9.权利要求2所述水性纸张上光油的制备方法，其特征在于，具体步骤为第一步在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的反应瓶中，加入核结构单体1728重量份、乳化剂0.81.2重量份以及水814重量份，室温预乳化30min，制得核预乳化液；第二步在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的反应瓶中，加入壳结构单体3243重量份、乳化剂1.82重量份以及水2632重量份，室温预乳化30min，制得壳预乳化液；第三步将核预乳化液搅拌升温到60°C，滴加0.1-0.2重量份引发剂配制的水溶液，保温聚合60min；加入碳酸氢钠0.1-0.2重量份搅拌均勻，然后滴加壳预乳化液和0.1-0.2重量份引发剂配制的水溶液，85°C保温聚合120min，冷却用氨水调节pH值至7，得到具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液；第四步将水以及中和剂加到搅拌器中，加入水溶性丙烯酸树脂，溶解后加入中和剂调节PH值至89得到水溶性丙烯酸树脂溶液；第五步将具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液与水溶性丙烯酸树脂溶液按比例混合，加入流平剂、蜡乳液、分散剂以及平滑剂，搅拌混合均勻，最后将消泡剂加入上述混合物中搅拌均勻，再补充水调节粘度，过滤得到水性纸张上光油。全文摘要本发明提供了一种水性纸张上光油及其制备方法，所述的水性纸张上光油，其特征在于，由以下以重量份计的成分组成具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液45～75，水溶性丙烯酸树脂2～10，分散剂0.5～2，蜡乳液0.5～3，流平剂0.5～2，消泡剂0.2～2，平滑剂0～0.5，中和剂为0.2～2和水5～20。所述的制备方法包括制备具有核壳结构的苯-丙-有机硅共聚乳液、配制水溶性丙烯酸树脂溶液以及与其他原料混合。本发明的优点是同时具有高光、高抗粘连、耐磨性能。文档编号D21H19/22GK101798776SQ2010101352公开日2010年8月11日申请日期2010年3月30日优先权日2010年3月30日发明者孙付霞,张华,王宝湖申请人:上海睿途新材料科技有限公司