專利名稱：一種水性油墨用遮蓋性乳液的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水性油墨用遮蓋性乳液的制備方法。
本發(fā)明提供的一種水性油墨用遮蓋性乳液的制備方法，包括以下步驟(1)以丙烯酸系單體和其它不飽和單體為共聚單體，以低分子量、高酸值的丙烯酸樹脂為分散樹脂，以陰離子與非離子二合一的表面活性劑為乳化劑，以過硫酸鹽為引發(fā)劑，在溫度為60～90℃條件下慢慢滴入核部分的丙烯酸系的單體，進行自由基乳液共聚，0.5～1小時滴完，保溫至乳液泛藍光；(2)再滴加中間層的丙烯酸系單體，0.5～1小時滴完，保溫半小時；
(3)最后滴加殼層的丙烯酸系單體，滴加時間為4～7小時，在滴加殼層的丙烯酸系單體1小時后同時滴加一種濃度為20％的低分子量、高酸值的丙烯酸樹脂的水溶液，滴加時間為2～3小時；(4)在60～90℃下往共聚乳液中加入堿性物質(zhì)，調(diào)節(jié)pH值至7～10，保溫1～2小時；(5)降溫后在共聚乳液中加入助劑，經(jīng)過濾得到即得本發(fā)明水性油墨用遮蓋性乳液。
上述技術(shù)方案中，以重量百分比計，低分子量、高酸值丙烯酸樹脂的用量為5～15％，丙烯酸系單體和其它不飽和單體的總量為30～55％，陰離子與非離子二合一的表面活性劑的用量為0.5～3％，引發(fā)劑過硫酸鹽用量為0.2～2.5％，水的用量為30～55％，堿性物質(zhì)的用量為2～4％，助劑的用量為0.2～0.6％上述技術(shù)方案中，丙烯酸系單體和其它不飽和單體選自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸或甲基丙烯酸C8-C16烷基酯、丙烯酸或甲基丙烯酸C1-C4烷基酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酰胺、羥甲基丙烯酰胺、二乙烯基本苯、三亞甲基雙丙烯酰胺中的至少三種；低分子量、高酸值的丙烯酸樹脂其分子量為4000～12000，酸值為170～250；陰離子與非離子二合一的表面活性劑為磺基琥珀酸聚氧乙烯辛基酚鈉鹽；堿性物質(zhì)為氨水；助劑為防腐劑和消泡劑。
本發(fā)明合成的乳膠粒具有“核/中間層/殼”三層結(jié)構(gòu)，其中核部分單體量為單體總量的3％～8％，核的玻璃化溫度較高，超過100℃，核的體積較小，直徑約為殼外徑的1/10～1/9；中間層單體量約為單體總量的7％～20％，中間層玻璃化溫度相對較低，大約為40～55℃，中間層的平均直徑約為殼外徑的1/4～1/3；殼層單體量約為單體總量的70％～90％，殼層的玻璃化溫度也超過了100℃。乳膠粒的核和殼層都較硬，而中間層相對較軟(玻璃化溫度較低)，且聚合單體中含有較多丙烯酸或甲基丙烯酸，從而引入了大量的羧基。在合成乳液的后期，加入一定量的氨水，氨與中間層的羧基反應(yīng)，使得分子鏈充分伸展，會出現(xiàn)大量空隙，乳液中的水分通過乳膠粒的殼層不斷填充進來，中間層顯著溶脹，尺寸增大，乳膠粒平均粒徑會擴大數(shù)倍。當乳液涂膜干燥時，中間層的水分也隨之揮發(fā)，從而使乳膠粒出現(xiàn)一個部分中空的低密度中間層。由于乳膠粒各層結(jié)構(gòu)的密度不同，光線在大氣/殼、殼/中間層、中間層/核三個界面會發(fā)生折射，而且界面折光系數(shù)各不相同，由此形成強烈的漫散射，使得膜不透明，外觀表現(xiàn)為白色，從而具有了遮蓋性。
在本發(fā)明遮蓋性乳液的制備中，在后期滴加殼層單體時同時滴加低分子量、高酸值丙烯酸樹脂溶液。這種低分子量、高酸值樹脂是作為分散樹脂，其親水的羧基能使乳膠粒穩(wěn)定地分散于體系中，增強了乳液在儲存和使用過程中的穩(wěn)定性以及與水溶性松香樹脂溶液復(fù)配后體系的粘度穩(wěn)定性，且這種樹脂用量的多少，對乳液干燥后樹脂的光澤以及最終水性油墨印刷品有著直接影響；引入的陰離子與非離子二合一乳化劑的用量也會比通常乳液聚合時乳化劑的用量少，降低了乳化劑帶來的印刷層的水敏性。這種低分子量、高酸值丙烯酸樹脂如果加入到體系太早，會影響聚合機理，可能使乳液失去遮蓋性。
在進行核/殼型乳液聚合時，容易出現(xiàn)“相反轉(zhuǎn)”的現(xiàn)象。在核與殼層單體中選用一些多烯基不飽和單體，使聚合時分子鏈間發(fā)生部分交聯(lián)，則能顯著增強核與殼的內(nèi)聚力，減少核、殼和中間層兩相之間的互相滲透，避免發(fā)生“相反轉(zhuǎn)”。為了保證乳液的穩(wěn)定性，選用的多烯基不飽和單體一般為二乙烯基苯等，用量通常不大于核單體總量的5％，最好為1％～3％。同時為了能在溶脹處理時氨水等堿性物質(zhì)通過殼層到達中間層，殼層單體中一般也加入少量丙烯酸或甲基丙烯酸。
本發(fā)明水性油墨用遮蓋性乳液通過乳液聚合方法得到，其主要特點為(1)乳膠粒為“核/中間層/殼”三層結(jié)構(gòu)；(2)核與殼層較硬，中間層較軟并富含羧基；(3)在高溫下用堿性物質(zhì)使乳膠粒中間層充分溶脹，溶脹后乳膠粒平均粒徑會擴大數(shù)倍；(4)當乳液涂膜干燥時，乳膠粒的大氣/殼、殼/中間層、中間層/核三個界面會產(chǎn)生一定的光學(xué)效應(yīng)，使得膜不透明，外觀表現(xiàn)為白色、有光澤，具有了遮蓋性；(5)后期引入低分子量、高酸值丙烯酸樹脂作為分散樹脂，能增強乳液在儲存和使用過程中的穩(wěn)定性以及與水溶性松香樹脂溶液復(fù)配后體系的粘度穩(wěn)定性，另外這種樹脂也能提高水性油墨印刷層的光澤。
本發(fā)明制備的遮蓋性乳液是一種能滿足印刷包裝市場對高檔水性油墨需求的新型材料，用這種遮蓋性丙烯酸型乳液為連接料配制成的水性油墨有很好的遮蔽性，印刷層豐滿，色彩鮮艷，耐候性能好，不易變色，顏、添料用量少，乳液與色漿的相容性及與改性水溶性松香樹脂溶液復(fù)配后體系的粘度穩(wěn)定性也很好。
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，實施例中所涉及的份數(shù)均為重重份。
權(quán)利要求
1.一種水性油墨用遮蓋性乳液的制備方法，包括以下步驟(1)以丙烯酸系單體和其它不飽和單體為共聚單體，以低分子量、高酸值的丙烯酸樹脂為分散樹脂，以陰離子與非離子二合一的表面活性劑為乳化劑，以過硫酸鹽為引發(fā)劑，在溫度為60～90℃條件下慢慢滴入核部分的丙烯酸系的單體，進行自由基乳液共聚，0.5～1小時滴完，保溫至乳液泛藍光；(2)再滴加中間層的丙烯酸系單體，0.5～1小時滴完，保溫半小時；(3)最后滴加殼層的丙烯酸系單體，滴加時間為4～7小時，在滴加殼層的丙烯酸系單體1小時后同時滴加一種濃度為20％的低分子量、高酸值的丙烯酸樹脂的水溶液，滴加時間為2～3小時；(4)在60～90℃下往共聚乳液中加入堿性物質(zhì)，調(diào)節(jié)pH值至7～10，保溫1～2小時；(5)降溫后在共聚乳液中加入助劑，經(jīng)過濾得到即得本發(fā)明水性油墨用遮蓋性乳液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性油墨用遮蓋性乳液的制備方法，其特征在于以重量百分比計，低分子量、高酸值丙烯酸樹脂的用量為5～15％，丙烯酸系單體和其它不飽和單體的總量為30～55％，陰離子與非離子二合一的表面活性劑的用量為0.5～3％，引發(fā)劑過硫酸鹽用量為0.2～2.5％，水的用量為30～55％，堿性物質(zhì)的用量為2～4％，助劑的用量為0.2～0.6％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水性油墨用遮蓋性乳液的制備方法，其特征在于所述的丙烯酸系單體和其它不飽和單體選自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸或甲基丙烯酸C8-C16烷基酯、丙烯酸或甲基丙烯酸C1-C4烷基酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酰胺、羥甲基丙烯酰胺、二乙烯基苯、三亞甲基雙丙烯酰胺中的至少三種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水性油墨用遮蓋性乳液的制備方法，其特征在于所述的低分子量、高酸值的丙烯酸樹脂其分子量為4000～12000，酸值為170～250。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水性油墨用遮蓋性乳液的制備方法，其特征在于所述的陰離子與非離子二合一的表面活性劑為磺基琥珀酸聚氧乙烯辛基酚鈉鹽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水性油墨用遮蓋性乳液的制備方法，其特征在于所述的堿性物質(zhì)為氨水。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水性油墨用遮蓋性乳液的制備方法，其特征在于所述的助劑為防腐劑和消泡劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水性油墨用遮蓋性乳液的制備方法，該方法是將丙烯酸系單體或不飽和單體，以高酸值、低分子量的丙烯酸樹脂為分散樹脂，以陰離子與非離子二合一的表面活性劑為乳化劑，以過硫酸鹽為引發(fā)劑，在60～90℃條件下進行自由基乳液分步共聚，合成乳膠粒為“核/中間層/殼”三層結(jié)構(gòu)的乳液，再在較高溫度下用堿性物質(zhì)使乳液溶脹，通過一定的光學(xué)作用，使乳液獲得良好的遮蓋性能。用本發(fā)明方法制備的遮蓋性乳液做為連接料配制成的水性油墨有很好的遮蔽性，印刷層豐滿，有光澤，色彩鮮艷，耐候性能好，不易變色，乳液與色漿的相容性及與改性水溶性松香樹脂溶液復(fù)配后體系的粘度穩(wěn)定性也很好。
文檔編號C09D11/10GK1410495SQ0215201
公開日2003年4月16日 申請日期2002年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月20日
發(fā)明者胡樂暉 申請人:廣州擎天新材料研究開發(fā)有限公司