本發(fā)明涉及一種復(fù)合改性水性油墨用丙烯酸乳液的制備方法，屬于水性油墨技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

水性油墨是以水溶性丙烯酸樹脂為主體，再添加助劑、顏料、填料等所制成的一種水性涂料。隨著現(xiàn)代經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人們的環(huán)保和安全意識不斷提高，對水性油墨也提出了更高的要求。各種自然因素的作用，是影響水性油墨使用壽命的主要原因。由于西北地區(qū)沙塵天氣頻繁發(fā)生，風(fēng)沙對水性油墨的使用壽命產(chǎn)生了很大的影響。因此，提高水性油墨的耐磨擦性能成為了在我國西北地區(qū)使用水性油墨的必要前提。越來越多的科研人員開始對水性油墨的耐磨擦性能進行越來越深入的研究。

目前市場上有二種類型的水性油墨；一是松香樹脂水性油墨，松香樹脂水性油墨又稱之為普通水性油墨，是將固體松香進行轉(zhuǎn)性胺化，使之成為PH值在8.5～9.5之間的液態(tài)，繼而將有機顏料和液態(tài)松香樹脂液進行攪拌、研磨，再將色漿和胺化好的松香液進行調(diào)配，加入一些穩(wěn)定劑、等助劑進行調(diào)配；松香水墨具有亮度好，干燥慢，價格低廉等特點，比較適用于普通鏈條式低速印刷機，廉價的黃板紙箱印刷（如：普通煙酒外箱、電器外箱、水果外箱等），對于顏色的光澤、細度、氣味都沒有要求。但是由于其干燥速度太慢，性能不穩(wěn)定，不能在高速印刷機上印刷，印刷版面粗糙，無法印出精細的圖案等缺點，所以此類配方早已在發(fā)達國家被淘汰，松香樹脂水墨目前在國內(nèi)約占30%的市場份額，但是隨著人們對印刷質(zhì)量的感官提升，此種水墨的市場空間正在進一步被壓縮。二是丙烯酸樹脂水性油墨，丙烯酸樹脂水性油墨又稱為高檔水性油墨，是將不同顏色的有機顏料按照其耐性的區(qū)別，選用不同的丙烯酸樹脂進行乳化、攪拌、研磨成色漿，再選用適合其相溶性的丙烯酸樹脂進行調(diào)配，加入相應(yīng)的助劑而來，由于丙烯酸樹脂和松香樹脂的分子量、玻璃化溫度等不同，其印刷出來效果要比松香水墨要好的多，國產(chǎn)丙稀酸類型的水墨適用于白皮紙，對于顏色、光澤、細度、氣味都比普通水墨要求高一些，丙烯酸樹脂水性油墨具有著色強度高，耐磨、防水、干燥快、抗凍等優(yōu)點。水性油墨普遍存在光澤度不夠、抗水性差、附著牢度不高的問題，嚴重阻礙了水性油墨在印刷領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：針對傳統(tǒng)水性油墨存在著抗水性以及附著牢度不高的問題，提供了一種蓖麻油與環(huán)氧乙烷在氧化鉻催化下，在甲醇鈉作用下，反應(yīng)合成環(huán)氧蓖麻油，再與失水山梨醇脂肪酸酯混合形成混合乳化液，將聚丙烯酸單體在混合乳化液中進行聚合反應(yīng)，在反應(yīng)過程中添加馬來酸酐進行環(huán)氧化反應(yīng)，增加環(huán)氧基，提高附著力及耐水性，最后通過硅烷偶聯(lián)劑進行偶聯(lián)聚合，以丙醇作為連接料，通過硼氫化鈉促進雙鍵形成，進一步提高附著力及耐水性，從而制備復(fù)合改性水性油墨用丙烯酸乳液的的方法，本發(fā)明首先將丙烯酸酯異辛酯和去離子水等放入反應(yīng)釜中，進行氮氣保護，再依次加入馬來酸酐及失水山梨醇脂肪酸酯酐放入四口燒瓶中，并置于水浴鍋中設(shè)溫攪拌，并再滴入硼氫化鈉溶液繼續(xù)攪拌，待冷卻，使用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)混合物并再次加入硼氫化鈉溶液等質(zhì)量的三乙氧基硅烷繼續(xù)攪拌，待自然冷卻，進行離心分離，即可得復(fù)合改性水性油墨用丙烯酸乳液，本發(fā)明制備的復(fù)合改性水性油墨用丙烯酸乳液具有色淺、附著力強、耐候性優(yōu)、透明度高的優(yōu)點，具有較大的應(yīng)用價值和市場前景。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

（1）按重量份數(shù)計，取45～55份丙烯酸酯異辛酯、34～38份去離子水、13～16份馬來酸酐、12～15份丙醇、7～9份蓖麻油、4～6份失水山梨醇脂肪酸酯、6～10份環(huán)氧乙烷、2～4份0.3mol/L硼氫化鈉溶液、2～4份過硫酸銨、1～3份甲醇鈉及2～4份氧化鉻，首先將丙醇、蓖麻油、環(huán)氧乙烷、甲醇鈉及氧化鉻放入反應(yīng)釜中，使用氮氣保護，設(shè)定溫度為50～55℃，以150r/min攪拌20～30min；（2）在上述攪拌結(jié)束后，升溫至120～130℃，以200r/min攪拌反應(yīng)3～5h，隨后自然冷卻至室溫，依次加入馬來酸酐及失水山梨醇脂肪酸酯，繼續(xù)攪拌2～3h后進行出料，收集出料物，將出料物與上述重量份數(shù)中丙烯酸酯異辛酯及馬來酸酐放入帶有攪拌器、溫度計、冷凝管及滴液漏斗的四口燒瓶中；

（3）將上述四口燒瓶置于水浴鍋中，設(shè)定溫度為70～80℃，以180r/min攪拌30～40min，再加入步驟（1）重量份數(shù)中的過硫酸銨，繼續(xù)攪拌2～3h，隨后使用滴液漏斗將步驟（1）重量份數(shù)中的0.3mol/L硼氫化鈉溶液以1滴/s滴加入四口燒瓶中，待滴加完成后，繼續(xù)攪拌30～40min；

（4）在上述攪拌結(jié)束后，自然冷卻至52～56℃，使用質(zhì)量分數(shù)為20％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)四口燒瓶中混合物pH至7.5～8.0，再加入步驟（1）重量份數(shù)中的0.3mol/L硼氫化鈉溶液等質(zhì)量的三乙氧基硅烷，繼續(xù)攪拌4～6h后，自然冷卻至室溫，將四口燒瓶中的混合物放入離心機中，以1500r/min離心10～15min，收集上清液，即可得復(fù)合改性水性油墨用丙烯酸乳液。

本發(fā)明的應(yīng)用方法：按重量份數(shù)計，選取80～100份本發(fā)明制備的復(fù)合改性水性油墨用丙烯酸乳液，60～80份酞菁藍顏料，5～7份費托蠟，0.6～0.8份聚醚改性有機硅消泡劑，1.2～1.6份二異丙基萘磺酸鈉，3～4份二乙烯三胺，6～9份去離子水混合置于調(diào)墨桶內(nèi)，進行攪拌1～2h后，制備出水性油墨，隨后采用手工刷涂的工藝進行涂層的制備，將水性油墨均勻的涂刷在經(jīng)過處理的塑料薄膜上，平均膜厚控制在25～30μm，在40～50℃下靜置50～60min，即可。經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的水性油墨著色力達到98～100%，粘度為15～20s，附著力為0～2級，耐水性4～5級。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）本發(fā)明制備的復(fù)合改性水性油墨用丙烯酸乳液具有色淺、附著力強、耐候性優(yōu)、透明度高的優(yōu)點；

（2）本發(fā)明制備工藝簡單，制備的油墨印刷適性好，具有無毒、高光澤、墨性穩(wěn)定好，可用于不同品種的紙張。

具體實施方式

按重量份數(shù)計，取45～55份丙烯酸酯異辛酯、34～38份去離子水、13～16份馬來酸酐、12～15份丙醇、7～9份蓖麻油、4～6份失水山梨醇脂肪酸酯、6～10份環(huán)氧乙烷、2～4份0.3mol/L硼氫化鈉溶液、2～4份過硫酸銨、1～3份甲醇鈉及2～4份氧化鉻，首先將丙醇、蓖麻油、環(huán)氧乙烷、甲醇鈉及氧化鉻放入反應(yīng)釜中，使用氮氣保護，設(shè)定溫度為50～55℃，以150r/min攪拌20～30min；在上述攪拌結(jié)束后，升溫至120～130℃，以200r/min攪拌反應(yīng)3～5h，隨后自然冷卻至室溫，依次加入馬來酸酐及失水山梨醇脂肪酸酯，繼續(xù)攪拌2～3h后進行出料，收集出料物，將出料物與上述重量份數(shù)中丙烯酸酯異辛酯及馬來酸酐放入帶有攪拌器、溫度計、冷凝管及滴液漏斗的四口燒瓶中；將上述四口燒瓶置于水浴鍋中，設(shè)定溫度為70～80℃，以180r/min攪拌30～40min，再加入重量份數(shù)中的過硫酸銨，繼續(xù)攪拌2～3h，隨后使用滴液漏斗將重量份數(shù)中的0.3mol/L硼氫化鈉溶液以1滴/s滴加入四口燒瓶中，待滴加完成后，繼續(xù)攪拌30～40min；在上述攪拌結(jié)束后，自然冷卻至52～56℃，使用質(zhì)量分數(shù)為20％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)四口燒瓶中混合物pH至7.5～8.0，再加入重量份數(shù)中的0.3mol/L硼氫化鈉溶液等質(zhì)量的三乙氧基硅烷，繼續(xù)攪拌4～6h后，自然冷卻至室溫，將四口燒瓶中的混合物放入離心機中，以1500r/min離心10～15min，收集上清液，即可得復(fù)合改性水性油墨用丙烯酸乳液。

實例1

按重量份數(shù)計，取45份丙烯酸酯異辛酯、34份去離子水、13份馬來酸酐、12份丙醇、7份蓖麻油、4份失水山梨醇脂肪酸酯、6份環(huán)氧乙烷、2份0.3mol/L硼氫化鈉溶液、2份過硫酸銨、1份甲醇鈉及2份氧化鉻，首先將丙醇、蓖麻油、環(huán)氧乙烷、甲醇鈉及氧化鉻放入反應(yīng)釜中，使用氮氣保護，設(shè)定溫度為50℃，以150r/min攪拌20min；在上述攪拌結(jié)束后，升溫至120℃，以200r/min攪拌反應(yīng)3h，隨后自然冷卻至室溫，依次加入馬來酸酐及失水山梨醇脂肪酸酯，繼續(xù)攪拌2h后進行出料，收集出料物，將出料物與上述重量份數(shù)中丙烯酸酯異辛酯及馬來酸酐放入帶有攪拌器、溫度計、冷凝管及滴液漏斗的四口燒瓶中；將上述四口燒瓶置于水浴鍋中，設(shè)定溫度為70℃，以180r/min攪拌30min，再加入重量份數(shù)中的過硫酸銨，繼續(xù)攪拌2h，隨后使用滴液漏斗將重量份數(shù)中的0.3mol/L硼氫化鈉溶液以1滴/s滴加入四口燒瓶中，待滴加完成后，繼續(xù)攪拌30min；在上述攪拌結(jié)束后，自然冷卻至52℃，使用質(zhì)量分數(shù)為20％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)四口燒瓶中混合物pH至7.5，再加入重量份數(shù)中的0.3mol/L硼氫化鈉溶液等質(zhì)量的三乙氧基硅烷，繼續(xù)攪拌4h后，自然冷卻至室溫，將四口燒瓶中的混合物放入離心機中，以1500r/min離心10min，收集上清液，即可得復(fù)合改性水性油墨用丙烯酸乳液。

按重量份數(shù)計，選取80份本發(fā)明制備的復(fù)合改性水性油墨用丙烯酸乳液，60份酞菁藍顏料，5份費托蠟，0.6份聚醚改性有機硅消泡劑，1.2份二異丙基萘磺酸鈉，3份二乙烯三胺，6份去離子水混合置于調(diào)墨桶內(nèi)，進行攪拌1～2h后，制備出水性油墨，隨后采用手工刷涂的工藝進行涂層的制備，將水性油墨均勻的涂刷在經(jīng)過處理的塑料薄膜上，平均膜厚控制在25μm，在40℃下靜置50min，即可。經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的水性油墨著色力達到98%，粘度為15～20s，附著力為0級，耐水性4級。

實例2

按重量份數(shù)計，取55份丙烯酸酯異辛酯、38份去離子水、16份馬來酸酐、15份丙醇、9份蓖麻油、6份失水山梨醇脂肪酸酯、10份環(huán)氧乙烷、4份0.3mol/L硼氫化鈉溶液、4份過硫酸銨、3份甲醇鈉及4份氧化鉻，首先將丙醇、蓖麻油、環(huán)氧乙烷、甲醇鈉及氧化鉻放入反應(yīng)釜中，使用氮氣保護，設(shè)定溫度為55℃，以150r/min攪拌30min；在上述攪拌結(jié)束后，升溫至130℃，以200r/min攪拌反應(yīng)5h，隨后自然冷卻至室溫，依次加入馬來酸酐及失水山梨醇脂肪酸酯，繼續(xù)攪拌3h后進行出料，收集出料物，將出料物與上述重量份數(shù)中丙烯酸酯異辛酯及馬來酸酐放入帶有攪拌器、溫度計、冷凝管及滴液漏斗的四口燒瓶中；將上述四口燒瓶置于水浴鍋中，設(shè)定溫度為80℃，以180r/min攪拌40min，再加入重量份數(shù)中的過硫酸銨，繼續(xù)攪拌3h，隨后使用滴液漏斗將重量份數(shù)中的0.3mol/L硼氫化鈉溶液以1滴/s滴加入四口燒瓶中，待滴加完成后，繼續(xù)攪拌40min；在上述攪拌結(jié)束后，自然冷卻至56℃，使用質(zhì)量分數(shù)為20％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)四口燒瓶中混合物pH至8.0，再加入重量份數(shù)中的0.3mol/L硼氫化鈉溶液等質(zhì)量的三乙氧基硅烷，繼續(xù)攪拌6h后，自然冷卻至室溫，將四口燒瓶中的混合物放入離心機中，以1500r/min離心15min，收集上清液，即可得復(fù)合改性水性油墨用丙烯酸乳液。

按重量份數(shù)計，選取100份本發(fā)明制備的復(fù)合改性水性油墨用丙烯酸乳液，80份酞菁藍顏料，7份費托蠟，0.8份聚醚改性有機硅消泡劑，1.6份二異丙基萘磺酸鈉，3～4份二乙烯三胺，6～9份去離子水混合置于調(diào)墨桶內(nèi)，進行攪拌2h后，制備出水性油墨，隨后采用手工刷涂的工藝進行涂層的制備，將水性油墨均勻的涂刷在經(jīng)過處理的塑料薄膜上，平均膜厚控制在30μm，在50℃下靜置60min，即可。經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的水性油墨著色力達到100%，粘度為20s，附著力為2級，耐水性5級。

實例3

按重量份數(shù)計，取50份丙烯酸酯異辛酯、36份去離子水、15份馬來酸酐、14份丙醇、8份蓖麻油、5份失水山梨醇脂肪酸酯、8份環(huán)氧乙烷、3份0.3mol/L硼氫化鈉溶液、3份過硫酸銨、2份甲醇鈉及3份氧化鉻，首先將丙醇、蓖麻油、環(huán)氧乙烷、甲醇鈉及氧化鉻放入反應(yīng)釜中，使用氮氣保護，設(shè)定溫度為53℃，以150r/min攪拌25min；在上述攪拌結(jié)束后，升溫至125℃，以200r/min攪拌反應(yīng)4h，隨后自然冷卻至室溫，依次加入馬來酸酐及失水山梨醇脂肪酸酯，繼續(xù)攪拌3h后進行出料，收集出料物，將出料物與上述重量份數(shù)中丙烯酸酯異辛酯及馬來酸酐放入帶有攪拌器、溫度計、冷凝管及滴液漏斗的四口燒瓶中；將上述四口燒瓶置于水浴鍋中，設(shè)定溫度為75℃，以180r/min攪拌35min，再加入重量份數(shù)中的過硫酸銨，繼續(xù)攪拌3h，隨后使用滴液漏斗將重量份數(shù)中的0.3mol/L硼氫化鈉溶液以1滴/s滴加入四口燒瓶中，待滴加完成后，繼續(xù)攪拌35min；在上述攪拌結(jié)束后，自然冷卻至54℃，使用質(zhì)量分數(shù)為20％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)四口燒瓶中混合物pH至7.8，再加入重量份數(shù)中的0.3mol/L硼氫化鈉溶液等質(zhì)量的三乙氧基硅烷，繼續(xù)攪拌5h后，自然冷卻至室溫，將四口燒瓶中的混合物放入離心機中，以1500r/min離心13min，收集上清液，即可得復(fù)合改性水性油墨用丙烯酸乳液。

按重量份數(shù)計，選取90份本發(fā)明制備的復(fù)合改性水性油墨用丙烯酸乳液，70份酞菁藍顏料，6份費托蠟，0.7份聚醚改性有機硅消泡劑，1.4份二異丙基萘磺酸鈉，4份二乙烯三胺，8份去離子水混合置于調(diào)墨桶內(nèi)，進行攪拌2h后，制備出水性油墨，隨后采用手工刷涂的工藝進行涂層的制備，將水性油墨均勻的涂刷在經(jīng)過處理的塑料薄膜上，平均膜厚控制在28μm，在45℃下靜置55min，即可。經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的水性油墨著色力達到99%，粘度為18s，附著力為1級，耐水性5級。