一种水性丙烯酸乳液合成工艺的制作方法

1.本发明涉及丙烯酸合成工艺的技术领域，特别是涉及一种水性丙烯酸乳液合成工艺。


背景技术：

2.目前印刷行业常用的罩光油以及油墨多为溶剂型，两者均存在毒害人体健康与污染环境的严重缺点。随着人们对健康与环境的日益重视，在印刷行业中推广无毒、无污染的水性乳液已成为必然的发展趋势。基于此，进一步使用上述的水性乳液来配制成可用于印刷行业的水性罩光油以及水性油墨产品来替代当前的溶剂型罩光油与油墨产品为当务之急。而中国专利cn1202149c提出了一种印刷用水性苯乙烯-丙烯酸酯乳液及其制备方法，该种水性苯乙烯-丙烯酸酯乳液的组成及质量份数配比为：水70-100，苯乙烯30-80，(甲基)丙烯酸酯30-70，(甲基)丙烯酸2.0-5.0；上述各组分混合后再引发剂与乳化剂的参与下，在86-90℃的环境中进行乳液聚合反应，从而可以获得所需的水性苯乙烯-丙烯酸酯乳液。上述的配方以及制备方法可以解决传统印刷行业所用的溶剂型罩光油与油墨存在毒害人体健康与污染环境的缺陷。
3.然而，上述的水性丙烯酸乳液的制备工艺中容易产生vocs。目前vocs的排放对环境污染所造成的影响已引起了社会的关注和重视。如何在丙烯酸乳液的合成工艺中避免vocs的产生已成为了在印刷行业中推广水性罩光油以及水性油墨的核心问题。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对如何避免背景技术中水性丙烯酸乳液在制备过程中所存在的技术问题，提供一种水性丙烯酸乳液合成工艺。
5.本发明一种水性丙烯酸乳液合成工艺包括以下步骤：
6.s1：先称量配料，再将备好的原料从高位槽处进料；
7.s2：首先向反应釜内通入氮气；再将去离子水通过管道定量控制泵入反应釜中；然后，反应釜内开启搅拌后再从反应釜的入料口投入丙烯酸固体树脂；接着，封闭反应釜的入料口并对反应釜中的物料加热至85℃；搅拌以及溶解的时间持续2小时；
8.s3：反应釜内持续搅拌，先将高分子乳化剂通过浸没式管道泵入反应釜；然后，再把配成液体的引发剂通过浸没式管道泵入反应釜；接着，将反应釜中的物料加热至86℃；然后，再用浸没式管道开始滴加混合单体，在滴加的过程中反应釜中的温度控制在86℃至90℃之间；单件滴加的反应时间持续3小时，滴加完之后保温反应时间为1小时；
9.s4：产品反应结束后先由纱布过滤后再泵入冷却罐中，通过间接冷凝循环水将反应釜的温度降低至55℃；然后，冷却时间持续1小时；
10.s5：将完成冷却后的产品泵入包装桶内，灌装封存。
11.具体的，在溶解固体树脂工艺中所需用到的原料质量配比为：去离子水450；丙烯酸树脂130；高分子乳化剂3以及25％氨水30。
12.具体的，反应釜聚合反应中所投入的原料质量配比为：丙乙烯200；甲基丙烯酸甲酯36；丙烯酸丁酯60；丙烯酸3.4；丙烯酸异辛酯30；附着力促进单体2以及高分子乳化剂7。
13.具体的，所述步骤s2中，加热反应釜的方式为水浴法。
14.进一步的，加热所述反应釜的加热源为燃烧机产生的热水或市政蒸汽。
15.具体的，所述步骤s3中，所述引发剂由过硫酸铵与水按1:5的比例配成。
16.进一步的，所述步骤s3中，冷却时间持续1.5小时。
17.综上所述，本发明一种水性丙烯酸乳液合成工艺可以广泛地应用于印刷用水性光油以及印刷用水性油墨等纸张印刷行业。所述的水性油墨特别适用于烟、酒、食品、饮料、药品以及儿童玩具等卫生条件要求严格的包装印刷产品中。本发明一种水性丙烯酸乳液合成工艺突破了一直困扰印刷行业推广水性光油以及水性油墨的多项关键技术。本发明一种水性丙烯酸乳液合成工艺具有工艺可控性好、所产出的乳液品质稳定以及产品质量批次差小等优点。此外，本水性丙烯酸乳液合成工艺还具有乳液残单量小、单体的转化率高以及产品的气味低等优势。本发明一种水性丙烯酸乳液合成工艺在其生产应用的过程中对vocs的排放极少，因此，其适用于当前对环保要求越来越严格的生产环境。
附图说明
18.图1为本发明一种水性丙烯酸乳液合成工艺的流程示意图。
具体实施方式
19.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
20.请参阅图1，图1为本发明一种水性丙烯酸乳液合成工艺的流程示意图，其包括以下步骤：
21.s1：先称量配料，再将备好的原料从高位槽处进料；
22.s2：首先向反应釜内通入氮气；再将去离子水通过管道定量控制泵入反应釜中；然后，反应釜内开启搅拌后再从反应釜的入料口投入丙烯酸固体树脂；接着，封闭反应釜的入料口并对反应釜中的物料加热至85℃；搅拌以及溶解的时间持续2小时；
23.s3：反应釜内持续搅拌，先将高分子乳化剂通过浸没式管道泵入反应釜；然后，再把配成液体的引发剂通过浸没式管道泵入反应釜；接着，将反应釜中的物料加热至86℃；然后，再用浸没式管道开始滴加混合单体，在滴加的过程中反应釜中的温度控制在86℃至90℃之间；单件滴加的反应时间持续3小时，滴加完之后保温反应时间为1小时；
24.s4：产品反应结束后先由纱布过滤后再泵入冷却罐中，通过间接冷凝循环水将反应釜的温度降低至55℃；然后，冷却时间持续1小时；
25.s5：将完成冷却后的产品泵入包装桶内，灌装封存。
26.进一步的，本发明一种水性丙烯酸乳液合成工艺各步骤中每种原材料的配比实施例说明如下：
27.实施例一：
28.在溶解固体树脂工艺中所需用到的原料配比如下：
29.去离子水450；丙烯酸树脂130；高分子乳化剂3；25％氨水30。
30.随着固体树脂溶解并继续添加入釜内的原料配比如下：
31.去离子水10；引发剂2.6；高分子乳化剂5。
32.反应釜聚合反应投入的原料配比如下：
33.苯乙烯200；甲基丙烯酸甲酯36；丙烯酸丁酯60；丙烯酸3.4；丙烯酸异辛酯30；附着力促进单体2；高分子乳化剂7。
34.反应釜内各原料溶解并混合均匀以及滴加混合单体15min后，与单体同步匀速滴加的混合液配比如下：
35.去离子水30；引发剂1。
36.实施例二：
37.在溶解固体树脂工艺中所需用到的原料配比如下：
38.去离子水450；丙烯酸树脂130；高分子乳化剂3；25％氨水30。
39.随着固体树脂溶解并继续添加入釜内的原料配比如下：
40.去离子水10；引发剂2.6；高分子乳化剂5。
41.反应釜聚合反应投入的原料配比如下：
42.苯乙烯160；甲基丙烯酸甲酯46；丙烯酸丁酯80；丙烯酸3.4；丙烯酸异辛酯40；附着力促进单体2；高分子乳化剂7。
43.反应釜内各原料溶解并混合均匀以及滴加混合单体15min后，与单体同步匀速滴加的混合液配比如下：
44.去离子水30；引发剂1。
45.具体的，上述实施例一以及实施例二中，所述高分子乳化剂是指能改善乳化体中各种构成物相互之间的表面张力从而使混合液形成均匀分散体或乳化体的物质。所述高分子乳化剂一般可以分为合成与天然的两种主要类型，所述合成的高分子乳化剂一般有脂肪酸皂、烷基硫酸盐、烷基苯磺酸盐以及磷酸盐等；所述天然的高分子乳化剂一般有卵磷脂、羊毛脂以及阿拉伯胶等。
46.具体的，上述实施例一以及实施例二中，所述附着力促进单体是一种树脂型密着促进剂，其对于涂料的防脱落性具有特殊的功效。所述附着力促进单体的主要成分可以为不含聚硅氧烷非离子化合物，其具有较宽的溶解性。因此，所述附着力促进单体可以改进多种涂料体系的附着力，例如：水性涂料、水性油墨、印花胶浆、uv光油、pu光油、塑胶漆或金属烤漆等，其尤其适用于水性漆，其可以提高所述水性漆的附着力以及韧性。在本发明一种水性丙烯酸乳液合成工艺中引入该附着力促进单体能明显提高树脂与各种基材的结合力；并且，所述附着力促进单体通过引入较少的用量即可获得高强的附着力与键结力，其在油漆和涂料体系内具有优异的储存稳定性和长效性。
47.具体的，对上述水性丙烯酸乳液合成工艺的流程进一步说明如下：
48.1.称量配料、高位槽进料
49.该步骤是指将预先准备好的甲基丙稀酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸以及丙烯酸异辛酯等原材料按预设的配比进行称重并暂时储存于预设的储罐内。然后，再将所准备好的各种原材料放置于高位槽内以开始进料，所述进料的时间持续0.2小时。
50.2.反应釜升温以及溶解丙烯酸固体树脂
51.该步骤是指首先需要向反应釜内通入氮气；然后，将去离子水通过管道经计量控制再泵入反应釜中。接着，在反应釜内开启搅拌；再从反应釜的入料口处投入预设量的丙烯酸固体树脂。然后，封闭反应釜的入料口，再对反应釜中的物料加热至85℃。上述的反应釜加热过程中所使用的近期加热源可以为利用燃烧机产生的热水，而其远期加热源可以为市政的蒸汽；用户可以通过上述的近期加热源或者远期加热源对反应釜进行水浴加热。此外，上述丙烯酸固定树脂的搅拌溶解时间需要持续2小时。
52.3.反应釜聚合
53.该步骤是指待前述步骤中的丙烯酸固体树脂在反应釜内完全溶解后，在反应釜中持续搅拌；然后，先把高分子乳化剂通过浸没式管道泵入反应釜中；接着，再把配成液体的引发剂通过浸没式管道泵入反应釜中。具体的，上述的引发剂是指由过硫酸铵与水按1:5比例所配制而成的制剂。然后，继续将反应釜中的物料加热至86℃；再通过浸没式管道开始滴加混合单体。在上述滴加混合单体的过程中，需要将反应釜内的温度控制在86℃至90℃之间。并且，上述单体滴加的反应时间持续3小时；然后，其保温反应时间持续1小时。
54.4.过滤以及冷却
55.待产品的反应结束后通过纱布过滤后再泵入冷却罐内；利用间接冷凝循环水的方式将反应釜内的温度减低至55℃。上述的产品冷却时间需持续1小时。特别地，为了使产品充分反应，产品的冷却时间也可以持续为1.5小时。
56.5.灌装
57.待前述步骤的产品完成冷却或微调的操作之后，用户可以将其泵入预先设有的包装桶之中，并将其灌装封存，单次产品灌装封存用时0.5小时左右。封存好的产品可以继续转存至仓库内暂存待售。
58.利用上述步骤所获得水性丙烯酸乳液与现有工艺获得的丙烯酸乳液相比，两者的性能差异如下表所示：
59.丙烯酸乳液性能对比表
[0060][0061]
综上所述，本发明一种水性丙烯酸乳液合成工艺可以广泛地应用于印刷用水性光油以及印刷用水性油墨等纸张印刷行业。所述的水性油墨特别适用于烟、酒、食品、饮料、药品以及儿童玩具等卫生条件要求严格的包装印刷产品中。本发明一种水性丙烯酸乳液合成工艺突破了一直困扰印刷行业推广水性光油以及水性油墨的多项关键技术。本发明一种水性丙烯酸乳液合成工艺具有工艺可控性好、所产出的乳液品质稳定以及产品质量批次差小等优点。此外，本水性丙烯酸乳液合成工艺还具有乳液残单量小、单体的转化率高以及产品的气味低等优势。本发明一种水性丙烯酸乳液合成工艺在其生产应用的过程中对vocs的排放极少，因此，其适用于当前对环保要求越来越严格的生产环境。此外，利用本发明所获取的水性丙烯酸乳液的稳定性好，易于商品化推广应用；并且，其干燥速度快，因此，其在印刷行业的应用中不需要额外添加提高乳液干燥的快干型有机溶剂，从而进一步减少了在印刷行业的应用过程中对vocs的排放。
[0062]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0063]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护
范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。