水性抗劃痕樹(shù)脂的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種水性抗劃痕樹(shù)脂的制備方法，其包括如下步驟：將去離子水、乳化劑、以及PH緩沖劑加入到聚合反應(yīng)釜中，加熱攪拌使其充分溶解；制備預(yù)乳液；將預(yù)乳液加入到聚合反應(yīng)釜中，攪拌，升溫至65-80℃后，加入引發(fā)劑，繼續(xù)升溫至80-85℃，出現(xiàn)藍(lán)光后保溫，保溫結(jié)束后，向聚合反應(yīng)釜中滴加剩余的預(yù)乳液和引發(fā)劑，滴加完畢后，升溫至85-90℃，保溫，保溫結(jié)束后降溫至0-40℃后，過(guò)濾出料。本發(fā)明的水性抗劃痕樹(shù)脂的制備方法步驟簡(jiǎn)單、條件溫和，且在制備過(guò)程中不使用揮發(fā)性有機(jī)溶劑和重金屬，對(duì)環(huán)境友好。同時(shí)生產(chǎn)的水性抗劃痕樹(shù)脂印刷效果好、透明度高、光澤度好，具有優(yōu)異的耐摩擦性，且其不可燃，沒(méi)有腐蝕性，增加了使用運(yùn)輸儲(chǔ)存的安全性。
【專利說(shuō)明】水性抗劃痕樹(shù)脂的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及抗劃痕材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地涉及一種應(yīng)用于BOPP薄膜的水性抗劃痕樹(shù)脂。
【背景技術(shù)】
[0002]由于傳統(tǒng)的溶劑型丙烯酸樹(shù)脂中含有大量有機(jī)揮發(fā)性物質(zhì)(即V0C)，可造成自然界的光化學(xué)污染和臭氧層的破壞，不利于人們的健康，所以降低樹(shù)脂中的VOC已經(jīng)成為環(huán)保和市場(chǎng)的必然需要。傳統(tǒng)的霧面BOPP薄膜的霧面的抗劃傷性比較差，需要通過(guò)在霧面涂覆一層功能性涂料，來(lái)增加其抗劃傷性能。同時(shí)，沒(méi)有經(jīng)過(guò)電暈的BOPP薄膜的表面張力很低，很難在其表面印刷油墨，從而導(dǎo)致該種BOPP薄膜的應(yīng)用面降低，通過(guò)功能層涂覆的BOPP薄膜，不僅具有較好的耐劃傷性能，同時(shí)，可以在其表面進(jìn)行紫外油墨印刷，從而拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域。
[0003]然而，由于技術(shù)的局限性，國(guó)內(nèi)的BOPP霧化膜的耐劃痕涂料一般為油性涂料，雖然油性涂料的耐劃傷性、光澤度、光線透過(guò)率等各項(xiàng)性能指標(biāo)均比較好，但是油性涂料涂覆過(guò)程中帶來(lái)的環(huán)境污染，以及對(duì)生產(chǎn)者的身體傷害一直成為行業(yè)內(nèi)的詬病。而且，由于環(huán)保要求，國(guó)家對(duì)于油溶性的涂覆工藝也采取了逐步淘汰的態(tài)度，因此，開(kāi)發(fā)一種可替代油溶性耐劃痕涂料的水性涂料就顯得尤為重要。
[0004]第CN101602825A號(hào)專利公開(kāi)了一種塑膠漆用丙烯酸面漆樹(shù)脂，通過(guò)溶劑法聚合，將含環(huán)氧基的丙烯酸樹(shù)脂、脂肪酸與催化劑在120~170°C下反應(yīng)得到一種具有高光澤、附著力佳、抗刮性好的樹(shù)脂。但該產(chǎn)品的缺點(diǎn)在于，由于在生產(chǎn)過(guò)程中需要使用有機(jī)溶劑，因此，不可避免的帶來(lái)環(huán)境污染的問(wèn)題。
[0005]第CN101445695A號(hào)專利公開(kāi)了一種高硬度耐磨雙組分水性木器漆，主體樹(shù)脂為水性羥基丙烯酸樹(shù)脂，再加入一定量的抗劃傷助劑，如納米二氧化硅、玻璃粉、蠟助劑等，與異氰酸酯類固化劑進(jìn)行交聯(lián)固化。但該產(chǎn)品需要額外添加大量的助劑來(lái)獲得好的抗劃傷效果，不僅增加了生產(chǎn)成本，而且，加入的各種助劑對(duì)涂料的穩(wěn)定性造成較大影響。
[0006]第CN1659202A號(hào)專利介紹了一種抗劃傷性的水性涂料組合物，主要由聚氨酯低聚物和水相相容性烷基化三聚氰胺交聯(lián)劑組合而成，雖然制備得到的涂膜光澤度和硬度較高，但是該組合物在制備過(guò)程中，需要在高溫140°C烘烤30min，才能夠達(dá)到最終的光澤與抗劃傷性，因此，這種水性雙組份抗劃傷涂料并不適合BOPP薄膜涂布工藝，再加上聚氨酯預(yù)聚體的價(jià)格相比于傳統(tǒng)的水性丙烯酸乳液高許多，因此，上述組合物的成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種水性抗劃痕樹(shù)脂的制備方法。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案如下:
[0009]一種水性抗劃痕樹(shù)脂的制備方法，其包括如下步驟:
[0010]將40-60份去離子水、0.2-0.3份離子型乳化劑、0.1-1.0份非離子型乳化劑、以及0.2-1.0份的PH緩沖劑加入到聚合反應(yīng)釜中，加熱攪拌使其充分溶解；
[0011]取10-50份的去離子水加入到預(yù)乳化釜中，升溫至30_70°C，并在高速攪拌下加入1.0-8.0份的離子型乳化劑、以及1.0-4.0份的非離子型乳化劑，進(jìn)行預(yù)乳化，預(yù)乳化30-60min后,在高速攪拌的條件下緩慢加入單體混合物,所述單體混合物包括:選自苯乙烯或丙烯晴或結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為H2CCH3COOR1的化合物中一種或多種的硬單體、選自結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為H2CCHCOOr2的化合物中一種或多種的軟單體、以及選自雙丙酮丙烯酰胺或鄰苯二甲酸二烯丙酯或結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為H2CCH3COOR3或CH2CR4COR5的化合物中一種或多種的功能單體，劇烈攪拌獲得預(yù)乳液；
[0012]將預(yù)乳化釜中的2-10%的預(yù)乳液加入到聚合反應(yīng)釜中，攪拌，升溫至65_80°C后，加入引發(fā)劑，繼續(xù)升溫至80-85°C，出現(xiàn)藍(lán)光后保溫，保溫結(jié)束后，向聚合反應(yīng)釜中滴加剩余的預(yù)乳液和引發(fā)劑，滴加完畢后，升溫至85-90°C，保溫，保溫結(jié)束后降溫至0-40°C后，過(guò)濾出料。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述離子型乳化劑和非離子型乳化劑選自如下乳化劑中的一種或多種:烷基酚聚氧乙烯醚硫酸銨、烷基酚聚氧乙烯醚、烯丙基烷基酚聚氧乙烯醚、烯丙基烷基酚聚氧乙烯醚硫酸銨、烷基磺酸鈉、烷基苯磺酸鈉、脂肪醇醚硫酸鈉、琥珀酸磺酸單酯鈉鹽、改性脂肪醇聚氧乙烯醚、二異乙基琥珀磺酸鈉、0P-10。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述PH緩沖劑為磷酸二氫鈉、或碳酸氫鈉。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，根據(jù)R1的不同，所述結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為H2CCH3COOR1的化合物為甲基丙烯酸甲酯、或甲基丙烯酸異冰片酯、或甲基丙烯酸乙酯、或甲基丙烯酸正丁酯。
[0016]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，根據(jù)R2的不同，所述結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為H2CCHCOOr2的化合物為丙烯酸丁酯、或丙烯酸異辛酯、或丙烯酸乙酯。
[0017]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，根據(jù)R3、R4、R5的不同，所述結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為H2CCH3COOR3的化合物為甲基丙烯酸、或甲基丙烯酸羥乙酯、或甲基丙烯酸羥丙酯、或甲基丙烯酸縮水甘油酯，所述結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2CR4COR5的化合物為丙烯酸、或丙烯酰胺、或甲基丙烯酰胺、或N-羥甲基丙烯酰胺。
[0018]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述硬單體、軟單體、以及功能單體的比例通過(guò)如下
【權(quán)利要求】
1.一種水性抗劃痕樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 將40-60份去離子水、0.2-0.3份離子型乳化劑、0.1-1.0份非離子型乳化劑、以及0.2-1.0份的PH緩沖劑加入到聚合反應(yīng)釜中，加熱攪拌使其充分溶解； 取10-50份的去離子水加入到預(yù)乳化釜中，升溫至30-70°C，并在高速攪拌下加入1.0-8.0份的離子型乳化劑、以及1.0-4.0份的非離子型乳化劑，進(jìn)行預(yù)乳化，預(yù)乳化30-60min后，在高速攪拌的條件下緩慢加入單體混合物,所述單體混合物包括:選自苯乙烯或丙烯晴或結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為H2CCH3COOR1的化合物中一種或多種的硬單體、選自結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為H2CCHCOOr2的化合物中一種或多種的軟單體、以及選自雙丙酮丙烯酰胺或鄰苯二甲酸二烯丙酯或結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為H2CCH3COOR3或CH2CR4COR5的化合物中一種或多種的功能單體，劇烈攪拌獲得預(yù)乳液； 將預(yù)乳化釜中的2-10%的預(yù)乳液加入到聚合反應(yīng)釜中，攪拌，升溫至65-80°C后，加入引發(fā)劑，繼續(xù)升溫至80-85°C，出現(xiàn)藍(lán)光后保溫，保溫結(jié)束后，向聚合反應(yīng)釜中滴加剩余的預(yù)乳液和引發(fā)劑，滴加完畢后，升溫至85-90°C，保溫，保溫結(jié)束后降溫至0-40°C后，過(guò)濾出料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性抗劃痕樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，所述離子型乳化劑和非離子型乳化劑選自如下乳化劑中的一種或多種:烷基酚聚氧乙烯醚硫酸銨、烷基酚聚氧乙烯醚、烯丙基烷基酚聚氧乙烯醚、烯丙基烷基酚聚氧乙烯醚硫酸銨、烷基磺酸鈉、烷基苯磺酸鈉、脂肪醇醚硫 酸鈉、琥珀酸磺酸單酯鈉鹽、改性脂肪醇聚氧乙烯醚、二異乙基琥珀磺酸鈉、0P-10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性抗劃痕樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，所述PH緩沖劑為磷酸二氫鈉、或碳酸氫鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性抗劃痕樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，根據(jù)R1的不同，所述結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為H2CCH3COOR1的化合物為甲基丙烯酸甲酯、或甲基丙烯酸異冰片酯、或甲基丙烯酸乙酯、或甲基丙烯酸正丁酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性抗劃痕樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，根據(jù)R2的不同，所述結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為H2CCHCOOr2的化合物為丙烯酸丁酯、或丙烯酸異辛酯、或丙烯酸乙酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性抗劃痕樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，根據(jù)R3、R4、R5的不同，所述結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為H2CCH3COORdA化合物為甲基丙烯酸、或甲基丙烯酸羥乙酯、或甲基丙烯酸羥丙酯、或甲基丙烯酸縮水甘油酯，所述結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2CR4COR5的化合物為丙烯酸、或丙烯酰胺、或甲基丙烯酰胺、或N-羥甲基丙烯酰胺。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性抗劃痕樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，所述硬單體、軟單體、以及功能單體的比例通過(guò)如下FOX方程計(jì)算得出， I W1 W, W1Wm 其中，Wp W2...Wn，分別為單體1、2、3...η在共聚物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；Tgl、Tg2、Tg3...Tgn分別為相應(yīng)的熱力學(xué)溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性抗劃痕樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨、或者過(guò)硫酸鉀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性抗劃痕樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，所述劇烈攪拌的時(shí)間為30-60min。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性抗劃痕樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，在剩余的預(yù)乳液在3-4h內(nèi)滴加完畢，剩余 的引發(fā)劑在3.5-4.5h內(nèi)滴加完畢。
【文檔編號(hào)】C08F2/26GK103626908SQ201310703712
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】王友東, 范存華, 陳勇彪, 丁清華 申請(qǐng)人:張家港康得新光電材料有限公司