專利名稱：涂料組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種涂敷于基質(zhì)表面上制備銅版紙的涂料組合物。
相關(guān)技術(shù)紙屬于日常生活必需品，長期而廣泛地用于各種應(yīng)用領(lǐng)域。近年來，通過對(duì)紙進(jìn)行處理或精加工，例如對(duì)紙進(jìn)行涂敷或?qū)訅?，可大量制得具有各種優(yōu)異性能如耐水性、富有光澤、耐溶劑性和耐熱性的增值的銅版紙或?qū)訅杭?，可專門用于所需的紙應(yīng)用領(lǐng)域。
由于辦公自動(dòng)化設(shè)備如計(jì)算機(jī)、噴墨打印機(jī)數(shù)量的顯著增加，紙的使用更加擴(kuò)大。目前，通過彩色打印產(chǎn)生具有優(yōu)異圖像質(zhì)量的攝影圖像已非常普遍。因此，要求用于噴墨打印機(jī)的記錄紙性能優(yōu)異，不僅要求紙具有諸如光澤和耐水性等物理性質(zhì)，而且具有油墨的滲透性。為使這種記錄紙對(duì)用于噴墨打印機(jī)的含水油墨更具滲透性，經(jīng)常在涂敷于紙表面上制備用于噴墨打印的記錄紙的涂料組合物的親水粘接劑組份中混入二氧化硅。但是，用這種涂料組合物涂敷的記錄紙存在的缺點(diǎn)是耐水性差。
為改善用于噴墨打印機(jī)的記錄紙的耐水性，目前已進(jìn)行了深入的研究。例如，已有人提出，將具有高耐水性的粘接劑和膠態(tài)二氧化硅混入用于制備記錄紙的涂料組合物中，以協(xié)調(diào)油墨在記錄紙中的滲透性與耐水性。
雖然這種記錄紙兼具油墨滲透性和耐水性，但是，記錄紙回收利用很難。而公眾對(duì)環(huán)境問題的關(guān)心日益增長，紙的回收利用成為近年來非常重要的一個(gè)課題。上述記錄紙存在需要很大的成本來回收利用的缺陷。
發(fā)明概述本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，使用含有特定水溶膠乳液和膠態(tài)二氧化硅的涂料組合物可以制得具有光澤、耐水性、耐溶劑性、耐熱性、耐熱結(jié)塊性和油墨滲透性等優(yōu)異性能的記錄紙。本發(fā)明的發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，由于采用這種涂料組合物涂敷的紙易于溶解于堿中，因此，在使用后，這種紙易于作為可再生廢物進(jìn)行處置。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種涂料組合物，其能夠制造具有光澤、耐水性、耐溶劑性、耐熱性、耐熱結(jié)塊性和油墨滲透性等優(yōu)異性能的銅版紙，并且，所述銅版紙還易于回收。
本發(fā)明的涂料組合物包含一種水溶膠乳液和膠態(tài)二氧化硅，其中，水溶膠乳液是用堿中和合成樹脂乳液獲得的，所述合成樹脂乳液是將具有羧基和烷氧基甲硅烷基的合成樹脂顆粒分散于水中制得的。
發(fā)明詳述涂料組合物本發(fā)明的涂料組合物用于制備銅版紙，特別是需要具有優(yōu)良光澤、高耐水性和耐熱性以及優(yōu)異油墨滲透性而主要用于噴墨打印機(jī)的銅版紙。采用本發(fā)明的涂料組合物涂敷的紙易于在使用后回收。
在本發(fā)明的涂料組合物中，合成樹脂顆粒和膠態(tài)二氧化硅通過在合成樹脂中的烷氧基甲硅烷基結(jié)合而形成膠態(tài)-二氧化硅-結(jié)合的水溶膠乳液。由于存在這種復(fù)合物，用涂料組合物涂敷的紙顯示出優(yōu)異的光澤和耐水性、耐溶劑性和耐熱性。此外，可相信，由于這種復(fù)合物在處置回收利用的銅版紙的過程中會(huì)膨脹并溶解于堿中，因此易于實(shí)現(xiàn)銅版紙的回收利用。
本發(fā)明的涂料組合物至少包含一種特定的水溶膠乳液和膠態(tài)二氧化硅。
(a)水溶膠乳液用于本發(fā)明中的水溶膠乳液是通過用堿中和合成樹脂乳液獲得的，所述合成樹脂乳液是將具有羧基和烷氧基甲硅烷基的合成樹脂顆粒分散于水中制得的。
在本發(fā)明中，合成樹脂乳液可這樣制備將至少一種(甲基)丙烯酸烷基酯、烯屬不飽和羧酸和具有可自由基聚合的不飽和鍵的有機(jī)烷氧基硅烷進(jìn)行乳液聚合?；蛘撸铣蓸渲橐阂部蛇@樣制備將至少一種(甲基)丙烯酸烷基酯和烯屬不飽和羧酸進(jìn)行乳液聚合，將所形成的聚合物與不具有可自由基聚合的不飽和鍵的有機(jī)烷氧基硅烷進(jìn)行混合。
乳液聚合可采用任一種適宜選擇的用于此目的的方法。乳液聚合法的實(shí)施例包括間歇法，其中，將水用作乳化劑的表面活性劑和單體組份加至聚合反應(yīng)器中，升高混合物的溫度，向混合物中加入適宜的添加劑如聚合引發(fā)劑以使聚合反應(yīng)過程進(jìn)行；單體摻入法，其中，將水用作乳化劑的可自由基聚合的表面活性劑加至聚合反應(yīng)器中，升高混合物的溫度，向混合物中滴加入單體組份；單體乳液摻入法，其中，在上述單體滴加法中，首先將單體組份采用用作乳化劑的表面活性劑和水進(jìn)行乳化，再將形成的乳化液滴加至混合物中。
通過此類方法進(jìn)行乳液聚合，有可能獲得合成樹脂乳液，其中，具有羧基和烷氧基甲硅烷基的合成樹脂顆粒被分散于水中。
獲得的合成樹脂乳液用堿進(jìn)行中和獲得水溶膠乳液。這種中和過程可采用適當(dāng)選擇的常規(guī)技術(shù)或操作過程進(jìn)行。任何類型的堿可以適宜的用量用于中和，例如，可以采用氫氧化鈉水溶液或氨水。
在本發(fā)明中，(甲基)丙烯酸烷基酯為用于制備上述合成樹脂乳液的合成樹脂的主鏈的單體。這種(甲基)丙烯酸烷基酯的實(shí)施例包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯和丙烯酸環(huán)己酯。這些烷基酯可單獨(dú)使用或以兩種或多種的組合使用。
在本發(fā)明中，優(yōu)選使用含羥基的(甲基)丙烯酸烷基酯。其原因在于，當(dāng)采用這種烷基酯時(shí)，形成的銅版紙會(huì)更易于膨脹并溶解于堿中，從而可以更容易且更成功地回收銅版紙。當(dāng)采用含羥基的(甲基)丙烯酸烷基酯用作(甲基)丙烯酸烷基酯時(shí)，制得的合成樹脂乳液除包含羧基和烷氧基甲硅烷基外還包含羥基。因此，用于本發(fā)明涂料組合物中的合成樹脂乳液優(yōu)選為那些其中在乳液中包含合成樹脂的顆粒進(jìn)一步包含羥基。
這種含羥基的(甲基)丙烯酸烷基酯的實(shí)施例包括甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丁酯和丙烯酸羥丁酯。這些烷基酯可單獨(dú)使用或以兩種或多種的組合使用。其中，優(yōu)選甲基丙烯酸羥乙酯或甲基丙烯酸羥丙酯用于本發(fā)明中，因其形成的涂料組合物涂敷的紙更易于膨脹并溶解于堿中。
含羥基的(甲基)丙烯酸酯的用量優(yōu)選為1～30重量份，更優(yōu)選3～10重量份，以100重量份的水溶膠乳液的不揮發(fā)性物質(zhì)為基準(zhǔn)。含羥基的(甲基)丙烯酸酯的用量優(yōu)選為1重復(fù)份或更多，因其形成的涂料組合物可有效地膨脹并溶解于堿中。為使用這種酯，優(yōu)選該酯的用量為30重量份或更少，其原因是，用形成的涂料組合物涂敷的紙顯示出高耐水性。術(shù)語“水溶膠乳液的不揮發(fā)性物質(zhì)”是指在乳液中的固體組份，特別是在乳液于105℃干燥1小時(shí)后殘余的殘余物。
就烯屬不飽和羧酸而言，本發(fā)明可以采用適宜選擇的任一種用于此目的的不飽和羧酸。這種烯屬不飽和羧酸包括丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸和馬來酸。這些酸可單獨(dú)使用或以兩種或多種的組合使用。其中，優(yōu)選在本發(fā)明中使用甲基丙烯酸，因其顯示出優(yōu)良的共聚性，并且，用形成的涂料組合物涂敷的紙可充分地膨脹并溶解于堿中。
烯屬不飽和羧酸的用量優(yōu)選為5～30重量份，更優(yōu)選10～20重量份，以100重量份的水溶膠乳液的不揮發(fā)性物質(zhì)為基準(zhǔn)。優(yōu)選烯屬不飽和羧酸的用量為5重量份或更多，因其形成的涂料組合物所涂敷的紙可有效地膨脹并溶解于堿中，并且，這種銅版紙的回收利用可易于實(shí)現(xiàn)。為使用烯屬不飽和羧酸，優(yōu)選其用量為30重量份或更少，其原因是，用形成的涂料組合物涂敷的紙顯示出高耐水性。
在本發(fā)明中，有機(jī)烷氧基硅烷優(yōu)選具有可自由基聚合的不飽和鍵的化合物，由下式(1)或(2)代表R-Si(X)3(1)
R-Si(R′)(X)2(2)其中，R表示具有諸如乙烯基、(甲基)丙烯酰氧基、環(huán)氧基、巰基、氨基或異氰酸酯基的有機(jī)基團(tuán)，R′表示具有1～3個(gè)碳原子的低級(jí)烷基，×表示甲氧基或乙氧基，其具有可自由基聚合的不飽和鍵。
這種具有可自由基聚合的不飽和鍵的有機(jī)烷氧基硅烷包括乙烯基有機(jī)烷氧基硅烷，如乙烯基二甲基甲氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基二甲基甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基(2-甲氧基乙氧基)硅烷和乙烯基三乙酰氧基硅烷；環(huán)氧有機(jī)烷氧基硅烷，如γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3，4-環(huán)氧環(huán)己基乙基三甲氧基硅烷和3，4-環(huán)氧環(huán)己基乙基二甲氧基硅烷；巰基有機(jī)烷氧基硅烷，如γ-巰基丙基三甲氧基硅烷；γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷。這些化合物可以單獨(dú)使用或以兩種或多種的組合使用。其中，考慮到可聚合性，本發(fā)明中優(yōu)選3-甲基丙烯酰氧基丙基-三乙氧基硅烷。
具有可自由基聚合的不飽和鍵的有機(jī)烷氧基硅烷的用量優(yōu)選為0.1～10重量份，更優(yōu)選0.5～5重量份，以100重量份的水溶膠乳液的不揮發(fā)性物質(zhì)為基準(zhǔn)。當(dāng)具有可自由基聚合的不飽和鍵的有機(jī)烷氧基硅烷的用量為0.1重量份或更多時(shí)，有機(jī)烷氧基硅烷可與膠態(tài)二氧化硅充分結(jié)合，從而用形成的涂料組合物涂敷的紙可顯示出高耐水性。當(dāng)有機(jī)烷氧基硅烷的用量為10重量份或更低時(shí)，聚合反應(yīng)不能穩(wěn)定進(jìn)行的問題可以避免，而如果出現(xiàn)所述不穩(wěn)定問題將會(huì)形成許多凝塊，聚合體系的粘度不可避免地將會(huì)增加。當(dāng)有機(jī)烷氧基硅烷的用量在上述范圍內(nèi)時(shí)，有機(jī)烷氧基硅烷能與膠態(tài)二氧化硅完全結(jié)合形成復(fù)合物，從而用形成的涂料組合物涂敷的紙?jiān)谀退院湍腿軇┬苑矫婢莾?yōu)異的。
在本發(fā)明中，也可使用不具有可自由基聚合的不飽和鍵的有機(jī)烷氧基硅烷。這種有機(jī)烷氧基硅烷的實(shí)施例包括縮水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷、3-縮水甘油基氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基丙基甲基二甲氧基硅烷和3-氯丙基三甲氧基硅烷。
這種不具有可自由基聚合的不飽和鍵的有機(jī)烷氧基硅烷的用量優(yōu)選為0.1～10重量份，更優(yōu)選0.5～5重量份，以100重量份的水溶膠乳液的不揮發(fā)性物質(zhì)為基準(zhǔn)。
本發(fā)明的涂料組合物進(jìn)一步包含其它選擇性組份。有用的選擇性組份的實(shí)施例包括可與上述(甲基)丙烯酸烷基酯、烯屬不飽和羧酸及具有可自由基聚合的不飽和鍵的有機(jī)烷氧基硅烷進(jìn)行共聚的單體，可交聯(lián)的單體，表面活性劑，聚合引發(fā)劑，鏈轉(zhuǎn)移劑，含水介質(zhì)，pH值改進(jìn)劑，增稠劑，防凍劑，防泡劑，防腐劑，顏料如填料，著色劑如染料和著色顏料，以及其它公知的添加劑如紫外吸收劑。這些選擇性組份可單獨(dú)使用或以兩種或多種組合使用。
上述可共聚合的單體的實(shí)施例包括乙烯、芳族乙烯基化合物如乙烯基氯、偏氯乙烯、苯乙烯和甲基苯乙烯，乙烯基酯如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、支鏈羧酸的乙烯基酯(Veoba)、磷酸乙烯酯、丙烯腈、丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸2-羥基烷基酯和丙烯酸烷氧基乙基酯。這些單體可單獨(dú)使用或以兩種或多種組合使用。其中，考慮到耐水性和光澤，本發(fā)明中優(yōu)選使用苯乙烯作為共聚單體。
可交聯(lián)的單體的優(yōu)選實(shí)施例包括具有兩個(gè)或多個(gè)可聚合的不飽和基團(tuán)的單體。這種具有兩個(gè)或多個(gè)可聚合的不飽和基團(tuán)的單體的實(shí)施例包括二乙烯基化合物、二(甲基)丙烯酸化合物、三(甲基)丙烯酸化合物、四(甲基)丙烯酸化合物、二烯丙基化合物、三烯丙基化合物和四烯丙基化合物。這些單體特別優(yōu)選的實(shí)施例包括二乙烯基苯、己二酸二乙烯基酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三甘醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸1，3-丁基酯、三羥甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二烯丙基鄰苯二甲酸酯、三烯丙基二氰尿酸酯和四烯丙氧基乙烷。這些單體可以單獨(dú)使用或以兩種或多種組合使用。進(jìn)而，在本發(fā)明中，除了上述可共聚的單體外，也可使用這些可交聯(lián)的單體。
可用于本發(fā)明作為選擇性組份的表面活性劑為那些在乳液聚合中起乳化劑作用的表面活性劑。這種表面活性劑的具體實(shí)施例包括常規(guī)陰離子或非離子表面活性劑。為使形成的銅版紙耐水性增強(qiáng)，可以使用作為活性表面活性劑的物質(zhì)，在其分子中包含一個(gè)或多個(gè)可自由基聚合的不飽和基團(tuán)。這些表面活性劑以混合物的形式用于聚合反應(yīng)。
表面活性劑的用量優(yōu)選為0.3～10wt％，更優(yōu)選約1.0～5.0wt％，以所用單體總量計(jì)。當(dāng)表面活性劑的用量為0.3wt％或更大時(shí)，反應(yīng)體系凝結(jié)及反應(yīng)不完全的問題幾乎不會(huì)發(fā)生。當(dāng)表面活性劑的用量為10wt％或更低時(shí)，可以避免反應(yīng)體系的粘度過度增加，用形成的涂料組合物涂敷的紙顯示出高耐水性。
通過熱或還原性物質(zhì)的作用，會(huì)造成可自由基聚合的引發(fā)劑分解，使得單體加聚。有用的聚合引發(fā)劑的實(shí)施例包括水或油溶性的過硫酸鹽，過氧化物和偶氮化合物。這些聚合引發(fā)劑的具體實(shí)施例包括過硫酸鉀、過硫酸銨、叔丁基氫過氧化物、過氧化氫、偶氮異丁腈(AIBN)、甲醛次硫酸氫鈉和焦亞硫酸氫鈉。這些聚合引發(fā)劑可單獨(dú)使用或以兩種或多種組合使用。過渡金屬離子與這些聚合引發(fā)劑一起使用，硫酸鐵、硫酸銅和氯化鐵優(yōu)選作為過渡金屬離子。
適當(dāng)從公知的鏈轉(zhuǎn)移劑中選擇的鏈轉(zhuǎn)移劑可用于本發(fā)明中。鏈轉(zhuǎn)移劑的實(shí)施例包括醇如甲醇、乙醇、丙醇和丁醇，具有2～8個(gè)碳原子的羧酸如丙酮、甲基乙基酮、環(huán)己酮、苯乙酮、乙醛、丙醛、正丁醛、糠醛、苯甲醛，硫醇如十一烷基硫醇、月桂基硫醇、硫醇、巰基乙酸、巰基乙酸辛酯和硫代甘油。這些鏈轉(zhuǎn)移劑可以單獨(dú)使用或以兩種或多種組合使用。
可以采用適當(dāng)選擇的用于此目的的含水介質(zhì)。含水介質(zhì)的實(shí)施例包括水和含水醇溶液。其中，考慮到加工性能、成本等，優(yōu)選采用水?？梢允褂萌魏嗡?，如自來水或離子交換水。
包含在水溶膠乳液中的聚合物的玻璃化溫度(Tg)優(yōu)選0～100℃，更優(yōu)選20～80℃。當(dāng)聚合物的玻璃化溫度為0℃或更高時(shí)，形成的涂料組合物的膜不粘，從而其不會(huì)降低耐結(jié)塊性和耐污性。當(dāng)聚合物的玻璃化溫度為100℃或更低時(shí)，形成的涂料組合物具有優(yōu)異的成膜性，因而形成清晰的膜。
在成膜過程中，合成樹脂乳液通常通過使乳液中的樹脂顆粒相互稠合的方法進(jìn)行。稠合充分進(jìn)行以形成看起來均勻的膜的溫度被稱之為最小成膜溫度(以下稱之為“MFT”)。MFT極大地受聚合物的玻璃化溫度(Tg)的影響；高Tg值的聚合物即不易于成膜也不能完全顯示其固有的物理性質(zhì)。在本發(fā)明中，水溶膠乳液在通過用堿中和合成樹脂乳液獲得的，這種中和作用造成乳液顆粒表面膨脹和溶解。為此，即使聚合物的Tg值高，MFT也不會(huì)與高Tg值成比例地變得極高。因而，具有寬范圍Tg值的聚合物可用于本發(fā)明中。
(b)膠態(tài)二氧化硅用于本發(fā)明的膠態(tài)二氧化硅優(yōu)選分散于水中的超細(xì)二氧化硅顆粒的溶膠。優(yōu)選在該溶膠中的主要顆粒的粒徑為5～20nm，并且主要顆粒為球形。
在本發(fā)明中，膠態(tài)二氧化硅可商購，或者為其表面用金屬離子如偏鋁酸鹽離子處理的那些。進(jìn)而，膠態(tài)二氧化硅可為單分散二氧化硅，或者為其中顆粒以珠粒形式連接或以支鏈構(gòu)型連接的膠態(tài)二氧化硅。其中，其表面用金屬離子如偏鋁酸鹽離子處理的膠態(tài)二氧化硅優(yōu)選用于本發(fā)明中，因這種膠態(tài)二氧化硅可穩(wěn)定地與其它物質(zhì)混合。
膠態(tài)二氧化硅的用量優(yōu)選為10～200重量份，更優(yōu)選20～150重量份，以100重量份的水溶膠乳液的不揮發(fā)性物質(zhì)為基準(zhǔn)。當(dāng)膠態(tài)二氧化硅的用量為10重量份或更高時(shí)，用形成的涂料組合物涂敷的紙顯示出高光澤、高耐水性和優(yōu)異的油墨滲透性。當(dāng)膠態(tài)二氧化硅的用量為200重量份或更低時(shí)，形成的涂料組合物顯示出優(yōu)良的成膜性，因而可很好地用作涂料組合物。當(dāng)膠態(tài)二氧化硅的用量在上述范圍內(nèi)時(shí)，通過涂料組合物形成的層具有優(yōu)異的油墨滲透性和高耐結(jié)快性，還顯示出在進(jìn)行壓延時(shí)具有高耐熱結(jié)快性。
(c)涂料組合物的生產(chǎn)方法本發(fā)明的涂料組合物易于通過采用常規(guī)攪拌裝置等使預(yù)定量的水溶膠乳液和膠態(tài)二氧化硅均勻混合而制得。在本發(fā)明的涂料組合物中，具有優(yōu)異的各種物理性能的包含羧基和烷氧基甲硅烷基的水溶膠乳液與膠態(tài)二氧化硅結(jié)合。因而，涂料組合物顯示出穩(wěn)定的物理性質(zhì)和優(yōu)異的加工性質(zhì)。
涂敷的記錄介質(zhì)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例是通過在基質(zhì)的表面上涂敷上述本發(fā)明的涂料組合物而獲得的涂敷的記錄介質(zhì)。
本發(fā)明的涂料組合物可通過適當(dāng)選擇的常規(guī)涂料方法或精加工技術(shù)對(duì)基質(zhì)表面進(jìn)行涂敷。任一種基質(zhì)材料均可用作本發(fā)明的涂敷的記錄介質(zhì)的基質(zhì)，只要在其上通過涂敷本發(fā)明的涂料組合物可成膜?；|(zhì)材料的實(shí)施例包括紙、布、木材、金屬板及有機(jī)材料如塑料。在本發(fā)明中，優(yōu)選紙作為基質(zhì)。
實(shí)施例通過下述實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。但它們并非對(duì)本發(fā)明范圍的限制。
實(shí)施例1將100重量份的水、0.4重量份的烷基烯丙基磺基琥珀酸鈉和0.2重量份的聚氧乙烯壬基苯基醚加至聚合反應(yīng)器中。將混合物攪拌形成一種溶液，將溶液的溫度升高至75℃。在2個(gè)小時(shí)內(nèi)，向溶液中滴加13重量份4％的過硫酸鉀水溶液和按照下述配方制得的單體乳液組合物，進(jìn)行聚合反應(yīng)。在加完料后，將反應(yīng)體系放置1小時(shí)，產(chǎn)生乳白色的合成樹脂乳液。
單體乳液組合物配方水 50重量份聚氧乙烯壬基苯基醚 0.2重量份烷基烯丙基磺基琥珀酸鈉 1.0重量份苯乙烯 5重量份甲基丙烯酸甲酯 20重量份丙烯酸丁酯 55重量份丙烯酸2-羥基乙酯5重量份甲基丙烯酸 15重量份乙烯基三乙氧基硅烷 2重量份在攪拌下，將70重量份的水加至這種合成樹脂乳液中，減少乳液的粘度。將該乳液通過加入30重量份的5％氫氧化鈉水溶液中和1小時(shí)，從而將乳液轉(zhuǎn)化成水溶膠。因此，獲得半透明的水溶膠乳液。
此后，將100重量份的顆粒表面用鋁酸鹽離子處理過的膠態(tài)二氧化硅與上述水溶膠乳液充分混合，獲得涂料組合物。
實(shí)施例2重復(fù)實(shí)施例1的過程，只是用按照下述配方制得的單體乳液代替實(shí)施例1中的單體乳液。
單體乳液組合物配方水 50重量份聚氧乙烯壬基苯基醚 0.2重量份烷基烯丙基磺基琥珀酸鈉 1.0重量份苯乙烯 3重量份甲基丙烯酸甲酯 35重量份丙烯酸丁酯 44重量份丙烯酸2-羥基乙酯 8重量份甲基丙烯酸 10重量份乙烯基三乙氧基硅烷 2重量份實(shí)施例3重復(fù)實(shí)施例1的過程，只是用按照下述配方制得的單體乳液代替實(shí)施例1中的單體乳液。
單體乳液組合物配方水 50重量份聚氧乙烯壬基苯基醚 0.2重量份烷基烯丙基磺基琥珀酸鈉 1.0重量份苯乙烯 10重量份甲基丙烯酸甲酯 35重量份丙烯酸丁酯 37重量份丙烯酸2-羥基乙酯 3重量份甲基丙烯酸 15重量份γ-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷2重量份實(shí)施例4重復(fù)實(shí)施例1的過程，只是用于中和合成樹脂乳液以形成水溶膠乳液的堿由5％的氫氧化鈉水溶液變?yōu)?％的氨水。
實(shí)施例5重復(fù)實(shí)施例4的過程，只是用于制備單體乳液組合物的乙烯基三乙氧基硅烷的用量由2重量份變成4重量份，膠態(tài)二氧化硅的用量變成50重量份。
實(shí)施例6重復(fù)實(shí)施例4的過程，只是按照下述配方制得的單體乳液組合物用來代替實(shí)施例4采用的單體乳液組合物，膠態(tài)二氧化硅的用量變成150重量份。
單體乳液組合物配方水50重量份聚氧乙烯壬基苯基醚0.2重量份烷基烯丙基磺基琥珀酸鈉1.0重量份甲基丙烯酸環(huán)己酯 10重量份甲基丙烯酸甲酯50重量份丙烯酸丁酯20重量份丙烯酸2-羥基乙酯 5重量份甲基丙烯酸15重量份乙烯基三乙氧基硅烷2重量份實(shí)施例7重復(fù)實(shí)施例4的過程，只是按照下述配方制得的單體乳液組合物用來代替實(shí)施例4采用的單體乳液組合物。
單體乳液組合物配方水 50重量份聚氧乙烯壬基苯基醚 0.2重量份烷基烯丙基磺基琥珀酸鈉 1.0重量份甲基丙烯酸甲酯 73重量份丙烯酸丁酯 17重量份甲基丙烯酸 10重量份乙烯基三乙氧基硅烷 2重量份實(shí)施例8重復(fù)實(shí)施例4的過程，只是按照下述配方制得的單體乳液組合物用來代替實(shí)施例4采用的單體乳液組合物，2重量份的γ-縮水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷加至合成樹脂乳液中。
單體乳液組合物配方水50重量份聚氧乙烯壬基苯基醚0.2重量份烷基烯丙基磺基琥珀酸鈉1.0重量份苯乙烯20重量份甲基丙烯酸甲酯63重量份丙烯酸丁酯7重量份甲基丙烯酸10重量份上述實(shí)施例的涂料組合物的配方示于表1，但常規(guī)加至所有配方中的組份省略。
表1
比較例1重復(fù)實(shí)施例4的過程，只是按照下述配方制得的單體乳液組合物用來代替實(shí)施例4采用的單體乳液組合物，產(chǎn)生的合成樹脂乳液不用堿中和，因而不能轉(zhuǎn)化成水溶膠。
單體乳液組合物配方水 50重量份聚氧乙烯壬基苯基醚 0.2重量份烷基烯丙基磺基琥珀酸鈉 1.0重量份苯乙烯 5重量份甲基丙烯酸甲酯 25重量份丙烯酸丁酯 65重量份丙烯酸2-羥基乙酯5重量份乙烯基三乙氧基硅烷 2重量份比較例2重復(fù)實(shí)施例1的過程，只是按照下述配方制得的單體乳液組合物用來代替實(shí)施例1采用的單體乳液組合物，產(chǎn)生的合成樹脂乳液不用堿中和，因而不能轉(zhuǎn)化成水溶膠。
單體乳液組合物配方水 50重量份聚氧乙烯壬基苯基醚 0.2重量份烷基烯丙基磺基琥珀酸鈉 1.0重量份苯乙烯 10重量份甲基丙烯酸甲酯 32重量份丙烯酸丁酯 43重量份甲基丙烯酸 15重量份乙烯基三乙氧基硅烷 2重量份比較例3重復(fù)實(shí)施例1的過程，只是產(chǎn)生的合成樹脂乳液不用堿中和，因而不能轉(zhuǎn)化成水溶膠，并且不加膠態(tài)二氧化硅。
比較例4重復(fù)實(shí)施例1的過程，只是按照下述配方制得的單體乳液組合物用來代替實(shí)施例1采用的單體乳液組合物，不加膠態(tài)二氧化硅，堿由實(shí)施例1中的5％的氫氧化鈉水溶液變?yōu)?％的氨水。
單體乳液組合物配方水50重量份聚氧乙烯壬基苯基醚0.2重量份烷基烯丙基磺基琥珀酸鈉1.0重量份苯乙烯5重量份甲基丙烯酸甲酯35重量份丙烯酸丁酯45重量份丙烯酸2-羥基乙酯 5重量份甲基丙烯酸10重量份比較例5重復(fù)實(shí)施例4的過程，只是按照下述配方制得的單體乳液組合物用來代替實(shí)施例4采用的單體乳液組合物，堿由實(shí)施例4中的5％的氫氧化鈉水溶液變?yōu)?％的氨水。
單體乳液組合物配方水 50重量份聚氧乙烯壬基苯基醚 0.2重量份烷基烯丙基磺基琥珀酸鈉 1.0重量份苯乙烯 10重量份甲基丙烯酸甲酯 25重量份丙烯酸丁酯65重量份乙烯基三甲氧基硅烷2重量份上述比較例的涂料組合物的配方示于表2，但常規(guī)加至所有配方中的組份省略。
表2
實(shí)施例和比較例的涂料組合物送行下述評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。
耐水性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)將每一種涂料組合物用具有0.3mm坡口的涂敷器涂敷至玻璃板上，在105℃下干燥5分鐘，在玻璃板上形成膜。將這種涂層膜浸入水中。1小時(shí)后，目視觀察膜的狀況，按照下述標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)○膜未溶解并且與玻璃板未分離；△膜未溶解但與玻璃板部分分離；
×膜溶解或與玻璃板分離。
堿溶性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)以與上述對(duì)耐水性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)相同的方式在玻璃板上形成膜。將該膜浸入10％氫氧化鈉水溶液中。30分鐘后，目視觀察膜的狀況，按照下述標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)○膜溶解或與玻璃板分離；△膜未溶解但與玻璃板部分分離；×膜未溶解或未與玻璃板分離。
耐熱性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)將每一種涂料組合物用10號(hào)涂敷器涂敷于優(yōu)質(zhì)紙上，在105℃下干燥3分鐘形成銅版紙。將兩片銅版紙以涂敷的表面相互重疊，在1kg的負(fù)載下在200℃對(duì)其熱壓10秒，采用熱梯度試驗(yàn)儀(HG-100型)，由Toyo Seiki Co.，Ltd.，Japan生產(chǎn)。在熱壓后，將紙片在相對(duì)表面處相互分離。目視觀察紙片的狀況，按照下述標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)○紙片未引起結(jié)塊而分離開；×紙片引起結(jié)塊并且相互仍粘附在一起。
光澤評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)將每一種涂料組合物涂敷至30cm2的黑色氯乙烯板上，用量為15ml/m2，然后在80℃下干燥10分鐘。采用光澤儀(TC-108D型)(由Tokyo Denshoku Co.，Ltd.Japan生產(chǎn))測(cè)量對(duì)于60°的光澤儀幾何學(xué)每一種氧乙烯板上鏡面光澤。
上述評(píng)價(jià)的結(jié)果示于表3和表4中。
表3
表權(quán)利要求
1．一種涂料組合物，其包含一種水溶膠乳液和膠態(tài)二氧化硅，其中，水溶膠乳液是用堿中和合成樹脂乳液獲得的，所述合成樹脂乳液是將具有羧基和烷氧基甲硅烷基的合成樹脂顆粒分散于水中制得的。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的涂料組合物，其中，包含于合成樹脂乳液中的顆粒還包含羥基。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2的涂料組合物，其中，包含于水溶膠乳液中的聚合物其玻璃化溫度(Tg)為0～100℃。
4．根據(jù)權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)的涂料組合物，其中，合成樹脂乳液這樣制備將至少一種(甲基)丙烯酸烷基酯、烯屬不飽和羧酸和具有可自由基聚合的不飽和鍵的有機(jī)烷氧基硅烷進(jìn)行乳液聚合；或者，將至少一種(甲基)丙烯酸烷基酯和烯屬不飽和羧酸進(jìn)行乳液聚合，將所形成的聚合物與不具有可自由基聚合的不飽和鍵的有機(jī)烷氧基硅烷進(jìn)行混合。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的涂料組合物，其中，烯屬不飽和羧酸的用量為5～30重量份，以100重量份的水溶膠乳液的不揮發(fā)性物質(zhì)為基準(zhǔn)。
6．根據(jù)權(quán)利要求4或5的涂料組合物，其中，有機(jī)烷氧基硅烷的用量為0.1～10重量份，以100重量份的水溶膠乳液的不揮發(fā)性物質(zhì)為基準(zhǔn)。
7．根據(jù)權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)的涂料組合物，其中，膠態(tài)二氧化硅的用量為10～200重量份，以100重量份的水溶膠乳液的不揮發(fā)性物質(zhì)為基準(zhǔn)。
8．一種涂敷的記錄介質(zhì)，其是通過向基質(zhì)表面上涂敷權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)的涂料組合物產(chǎn)生的。
9．一種生產(chǎn)涂料組合物的方法，其包括通過將具有羧基和烷氧基甲硅烷基的合成樹脂顆粒分散于水中制備合成樹脂乳液，用堿中和合成樹脂乳液形成水溶膠乳液，和使水溶膠乳液與膠態(tài)二氧化硅混合。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中，合成樹脂乳液這樣制備將至少一種(甲基)丙烯酸烷基酯、烯屬不飽和羧酸和具有可自由基聚合的不飽和鍵的有機(jī)烷氧基硅烷進(jìn)行乳液聚合。
11．根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中，合成樹脂乳液這樣制備將至少一種(甲基)丙烯酸烷基酯和烯屬不飽和羧酸進(jìn)行乳液聚合，將所形成的聚合物與不具有可自由基聚合的不飽和鍵的有機(jī)烷氧基硅烷進(jìn)行混合。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種涂料組合物,其能夠制造具有光澤、耐水性、耐溶劑性、耐熱性、耐熱結(jié)塊性和油墨滲透性等優(yōu)異性能的銅版紙,并且,所述銅版紙還易于回收。本發(fā)明的目的可通過以下的涂料組合物實(shí)現(xiàn),該涂料組合物包含一種水溶膠乳液和膠態(tài)二氧化硅,其中,水溶膠乳液是用堿中和合成樹脂乳液獲得的,所述合成樹脂乳液是將具有羧基和烷氧基甲硅烷基的合成樹脂顆粒分散于水中制得的。
文檔編號(hào)C09D7/12GK1287569SQ9980180
公開日2001年3月14日 申請(qǐng)日期1999年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月20日
發(fā)明者村瀨直一 申請(qǐng)人:克拉瑞特國際有限公司