聚合物乳液及其利用乳液制备的适用温度范围宽且具有长效清洁抗菌功能的水性油墨连接料制造技术

本发明专利技术公开了一种聚合物乳液及其利用乳液制备的适用温度范围宽且具有长效清洁抗菌功能的水性油墨连接料。该聚合物乳液形成膜的玻璃化转变温度Tg从‑19℃连续变化到121℃；所述聚合物乳液主要由硬性单体、软性单体和反应性抗菌单体制成；另外，加入乳化剂、引发剂、缓冲剂和去离子水。本发明专利技术水性油墨连接料是以该聚合物乳液作为单一成膜物质，复配以消泡剂和流平剂制备而成。本发明专利技术水性油墨连接料成的膜在相当宽的温度范围内兼具强韧性，避免了“冬脆夏黏”的弊端，并且本发明专利技术水性油墨连接料具有长效、清洁的抗菌功能。

Polymer emulsion and its water-borne ink connector with wide temperature range and long cleaning antibacterial function prepared by emulsion

The invention discloses a polymer emulsion and a water-borne ink connecting material which is prepared by emulsion and has a wide temperature range and has a long-term clean and antibacterial function. The glass transition temperature Tg of the polymer emulsion forming film is continuously changed from 19 to 121 degrees. The polymer emulsion is mainly made of rigid monomer, soft monomer and reactive antibacterial monomer; in addition, emulsifier, initiator, buffer and deionized water are added. The water-based ink connecting material of the invention is prepared by using the polymer emulsion as a single film forming material, compounded with defoaming agent and leveling agent. The film formed by the water-based ink connector of the invention has both strength and toughness in a relatively wide temperature range, avoids the drawback of \brittle winter and sticky summer\, and the water-based ink connector of the invention has a long-term, clean and antimicrobial function.

【技术实现步骤摘要】
聚合物乳液及其利用乳液制备的适用温度范围宽且具有长效清洁抗菌功能的水性油墨连接料一、
：本专利技术涉及水性油墨
，尤其涉及一种聚合物乳液及其利用乳液制备的适用温度范围宽且具有长效清洁抗菌功能的水性油墨连接料。二、
技术介绍
：水性油墨以水为溶剂或分散介质，VOC含量非常低，可在很大程度上缓解当前包装印刷行业存在的污染问题，所以越来越受到人们的重视，其应用普及程度也越来越高。水性油墨主要由连接料、颜料及助剂等组成。连接料作为水性油墨的基料，其性能直接影响着油墨的成膜性能和印刷效果，如成膜温度、干燥性及墨膜的附着牢度、光泽度、耐热性、力学性能及抗菌性能等。连接料性能不佳会给油墨的应用带来许多问题，如：水性油墨存在“冬脆夏粘”的弊端，或水性油墨不能兼顾墨膜的硬度和柔韧性，或水性油墨在使用过程中霉变或其印刷品易滋生细菌、霉菌等。为了研发出综合性能优良的水性油墨连接料，人们已经做了大量的工作。例如：为改善水性油墨的低温成膜性，在油墨中加入大量的乙二醇醚及其酯类等的成膜助剂(如专利CN105482545A)。一方面，这些成膜助剂在印刷过程中及印刷制品在使用中挥发造成环境污染；另一方面，随着成膜助剂的挥发，油墨膜逐渐变硬变脆，影响产品的使用性能。因此，国家环境保护标准(HJ371—2018)明确规定凹印油墨和柔印油墨产品中不应添加乙二醇醚类物质。为了兼顾水性油墨的硬度和柔韧性，将两种或多种具有不同玻璃化转变温度Tg的乳液混合作为连接料使用(如专利CN105062208A)。该种油墨成膜物质的组分间Tg不是连续变化的，墨膜难以呈现出强韧性在相当宽的温度范围内随温度连续变化的性能。专利CN107216765A公开了一种乳液及其利用乳液制备的玻璃化转变温度范围宽且连续变化的水性光油，在相当宽的温度范围内均易成膜且能呈现出良好的力学性能，但是该乳液及复配的光油不具有抗菌性能。为实现水性油墨的抗菌功能，有研究将小分子抗菌剂与油墨进行共混赋予抗菌功能(如专利CN101084756A)。但这种抗菌油墨形成的墨膜在使用过程中小分子抗菌剂容易迁移析出，不仅会造成污染，对人们健康不利，而且抗菌功能不具有长效性。也有研究工作是将抗菌基团键接在大分子上，解决了混入小分子抗菌剂的问题，赋予长效清洁抗菌功能，如专利CN102212164A。但是，研制的抗菌型聚丙烯酸乳液的聚合物只有一个较低的Tg，如5.8℃的，或6.5℃的等。三、
技术实现思路
：本专利技术要解决的技术问题是：针对现有技术中水性油墨连接料存在的不足之处，本专利技术提供一种由单一聚合物乳液制备出的适用温度范围宽且具有长效清洁抗菌功能的水性油墨连接料，即本专利技术提供一种聚合物乳液及其利用乳液制备的适用温度范围宽且具有长效清洁抗菌功能的水性油墨连接料。本专利技术以自制的玻璃化转变温度(Tg)范围宽且连续变化的、大分子上键接有抗菌剂(抗菌功能团)的聚合物乳液作为单一成膜物质，将其聚合物乳液作为主要原料之一复配出的水性油墨，既不需加成膜助剂，也不需几种连接料或乳液混配就具有相当宽的适宜成膜温度，墨膜在相当宽的温度范围内兼具强韧性，抗菌剂(抗菌功能团)是键接在连接料的聚合物乳液的大分子上，在一般的条件下不会迁移析出，即赋予墨膜长效、清洁的抗菌功能。为了解决上述问题，本专利技术采取的技术方案是：本专利技术提供一种用于制备适用温度范围宽且具有长效清洁抗菌功能水性油墨连接料的聚合物乳液，所述聚合物乳液形成膜的玻璃化转变温度Tg从-19℃连续变化到121℃。根据上述的用于制备适用温度范围宽且具有长效清洁抗菌功能水性油墨连接料的聚合物乳液，以重量百分含量表示，所述聚合物乳液主要由硬性单体60～75％、软性单体20～35％和反应性抗菌单体0.5～15％制成；另外，加入占三种单体总重量4～5％的乳化剂、占三种单体总重量0.60～0.65％的引发剂、占三种单体总重量0.30～0.50％的缓冲剂和占三种单体总重量85～100％的去离子水。根据上述的用于制备适用温度范围宽且具有长效清洁抗菌功能水性油墨连接料的聚合物乳液，所述硬性单体为硬性小分子单体，或为硬性小分子单体和硬性大分子单体；所述软性单体为软性小分子单体，所述软性小分子单体为丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸羟乙酯中的至少一种；所述反应性抗菌单体为烯丙基三苯基溴化鏻、烯丙基三苯基氯化鏻、乙烯基三苯基溴化鏻、乙烯基苄基三丁基氯化鏻、乙烯基苄基三辛基氯化鏻、十六烷基二甲基烯丙基氯化铵、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵、N，N-二甲基十四烷基对乙烯基苄基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧基乙基十六烷基二甲基溴化铵、甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季铵盐和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-溴代十四烷中的至少一种；所述乳化剂为阴离子型乳化剂、非离子型乳化剂和反应型乳化剂中的至少一种；所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、亚硫酸氢钠、叔丁基过氧化氢和抗坏血酸中的至少一种；所述缓冲剂为碳酸氢钠或磷酸氢二钠。根据上述的用于制备适用温度范围宽且具有长效清洁抗菌功能水性油墨连接料的聚合物乳液，所述硬性小分子单体为苯乙烯、α-甲基苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少一种；所述硬性大分子单体为碱溶性丙烯酸树脂；所述阴离子型乳化剂为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠；所述非离子型乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚AEO；所述反应型乳化剂为乳化剂DNS-86。本专利技术提供一种用于制备适用温度范围宽且具有长效清洁抗菌功能水性油墨连接料的聚合物乳液的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：a、首先按照上述聚合物乳液的配方组成称取各种原料；将称取的乳化剂、缓冲剂、去离子水和硬性大分子单体碱溶性丙烯酸树脂的水溶液加入反应器中进行加热搅拌，或者将称取的乳化剂、缓冲剂和去离子水加入反应器中进行加热搅拌，当温度达到40±1℃时保持恒温20min；然后滴加部分硬性小分子单体，15±1min加完，40±1℃恒温搅拌20min；然后升温到80±1℃或75±1℃，滴加部分引发剂的水溶液，10±1min加完，在80±1℃或75±1℃温度条件下恒温反应至出现蓝光，继续恒温反应20min，制得种子乳液；制备种子乳液过程中：所述碱溶性丙烯酸树脂的水溶液中碱溶性丙烯酸树脂的质量百分含量为28～32％；所述加入的部分硬性小分子单体占全部硬性小分子单体总质量的10～40％；加入的部分引发剂占所用引发剂总质量的63～68％，所述引发剂水溶液的质量百分浓度为4.0～8.0％；制得的种子乳液的质量占最终产品乳液质量的60～70％；b、将称取的软性小分子单体和步骤a制备种子乳液中剩余的硬性小分子单体配制成四份“双梯度组成”的混合单体：从第一份到第四份，硬性小分子单体是等比例逐渐减少，软性小分子单体是等比例逐渐增加；将反应性抗菌单体分为四份：从第一份到第四份是等比例逐渐增加，将分成的四份反应性抗菌单体分别配制成质量百分浓度为20～30％的溶液；将步骤a中剩余的引发剂分为四份：四份的比例是1:1:1:1.2，四份引发剂分别配制成质量百分浓度为1.5～1.7％的引发剂水溶液；c、将步骤a中制备的种子乳液恒温在80±1℃或75±1℃的条件下，向反应器中加入步骤b中配制的第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制备适用温度范围宽且具有长效清洁抗菌功能水性油墨连接料的聚合物乳液，其特征在于：所述聚合物乳液形成膜的玻璃化转变温度Tg从‑19℃连续变化到121℃。

【技术特征摘要】
1.一种用于制备适用温度范围宽且具有长效清洁抗菌功能水性油墨连接料的聚合物乳液，其特征在于：所述聚合物乳液形成膜的玻璃化转变温度Tg从-19℃连续变化到121℃。2.根据权利要求1所述的用于制备适用温度范围宽且具有长效清洁抗菌功能水性油墨连接料的聚合物乳液，其特征在于：以重量百分含量表示，所述聚合物乳液主要由硬性单体60～75％、软性单体20～35％和反应性抗菌单体0.5～15％制成；另外，加入占三种单体总重量4～5％的乳化剂、占三种单体总重量0.60～0.65％的引发剂、占三种单体总重量0.30～0.50％的缓冲剂和占三种单体总重量85～100％的去离子水。3.根据权利要求2所述的用于制备适用温度范围宽且具有长效清洁抗菌功能水性油墨连接料的聚合物乳液，其特征在于：所述硬性单体为硬性小分子单体，或为硬性小分子单体和硬性大分子单体；所述软性单体为软性小分子单体，所述软性小分子单体为丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸羟乙酯中的至少一种；所述反应性抗菌单体为烯丙基三苯基溴化鏻、烯丙基三苯基氯化鏻、乙烯基三苯基溴化鏻、乙烯基苄基三丁基氯化鏻、乙烯基苄基三辛基氯化鏻、十六烷基二甲基烯丙基氯化铵、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵、N，N-二甲基十四烷基对乙烯基苄基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧基乙基十六烷基二甲基溴化铵、甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季铵盐和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-溴代十四烷中的至少一种；所述乳化剂为阴离子型乳化剂、非离子型乳化剂和反应型乳化剂中的至少一种；所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、亚硫酸氢钠、叔丁基过氧化氢和抗坏血酸中的至少一种；所述缓冲剂为碳酸氢钠或磷酸氢二钠。4.根据权利要求3所述的用于制备适用温度范围宽且具有长效清洁抗菌功能水性油墨连接料的聚合物乳液，其特征在于：所述硬性小分子单体为苯乙烯、α-甲基苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少一种；所述硬性大分子单体为碱溶性丙烯酸树脂；所述阴离子型乳化剂为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠；所述非离子型乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚AEO；所述反应型乳化剂为乳化剂DNS-86。5.一种用于制备适用温度范围宽且具有长效清洁抗菌功能水性油墨连接料的聚合物乳液的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：a、首先按照权利要求2所述聚合物乳液的配方组成称取各种原料；将称取的乳化剂、缓冲剂、去离子水和硬性大分子单体碱溶性丙烯酸树脂的水溶液加入反应器中进行加热搅拌，或者将称取的乳化剂、缓冲剂和去离子水加入反应器中进行加热搅拌，当温度达到40±1℃时保持恒温20min；然后滴加部分硬性小分子单体，15±1min加完，40±1℃恒温搅拌20min；然后升温到80±1℃或75±1℃，滴加部分引发剂的水溶液，10±1min加完，在80±1℃或75±1℃温度条件下恒温反应至出现蓝光，继续恒温反应20min，制得种子乳液；制备种子乳液过程中：所述碱溶性丙烯酸树脂的水溶液中碱溶性丙烯酸树脂的质量百分含量为28～32％；所述加入的部分硬性小分子单体占全部硬性小分子单体总质量的10～40％；加入的部分引发剂占所用引发剂总质量的63～68％，所述引发剂水溶液的质量百分浓度为4.0～8.0％；制得的种子乳液的质量占最终产品乳液质量的60～70％；b、将称取的软性小分子单体和步骤a制备种子乳液中剩余的硬性小分子单体配制成四份“双梯度组成”的混合单体...

【专利技术属性】
技术研发人员：胥青艳，关萌，马恒印，代建设，刘友平，邱俊平，王经武，
申请(专利权)人：河南华丽纸业包装股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41