一种中性乳液的制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及水性油墨技术领域，具体涉及一种中性乳液的制备方法，以特定重量份的水、乳化剂A、阳离子淀粉、阳离子引发剂‑水溶液、分子量调节剂、混合单体A以及氨水采用特定的方法制得的保护胶体，再以特定重量份的水、步骤(a1)制得的保护胶体、阳离子引发剂‑水溶液、混合单体B、混合单体C和乳化剂B采用特定的方法制得的中性乳液，无需加入氨水调节至碱性仍能保持乳液的稳定性。该方法制得的中性乳液pH值在6.8‑7.3，稳定性高，与现有的碱性乳液相比，本发明专利技术制得的中性乳液的氨气挥发量更低，气味更低，对操作人员的身体损害更低，降低安全隐患，对配制水性油墨的设备及印刷机腐蚀性更小，应用其配制水性油墨后印刷过程更稳定。

Preparation and application of a neutral emulsion

The invention relates to the technical field of water-based ink, in particular to a preparation method of neutral emulsion. The protective colloid is prepared by the specific method of water, emulsifier A, cationic starch, cationic initiator, aqueous solution, molecular weight regulator, mixed monomer A and ammonia water in a specific weight portion, and then the protective colloid and cationic clot prepared by the water and steps (A1) of a specific weight fraction. The neutral emulsion prepared by the specific method, including hair solution, mixed monomer B, mixed monomer C and emulsifier B, can maintain the stability of the emulsion without adding ammonia to the alkaline solution. The pH value of the neutral emulsion prepared by the method is 6.8 to 7.3, and the stability is high. Compared with the existing alkaline emulsion, the neutral emulsion produced by the invention has lower volatilization amount of ammonia, lower odor, lower body damage to operators, lower safety risks, less corrosion to the equipment and printing machine for preparing water-based ink, and the printing process is more stable when the water-based ink is applied.

【技术实现步骤摘要】
一种中性乳液的制备方法及应用
本专利技术涉及水性油墨
，具体涉及一种中性乳液的制备方法及应用。
技术介绍
水性油墨的干燥方式之一就是胺类化合物的挥发，胺类化合物包括氨水、一乙醇胺，三乙醇胺等。胺类的主要挥发成份为氨气，其挥发到空气中，会产生很浓的氨水味，如果pH值较高，还会产生有呛人的气味，污染了环境，浪费了资源，印刷操作工人也深受其害。影响水性油墨pH值的主要原料为水溶性化合，水溶性化合物主要是松香改性树脂和合成丙烯酸树脂。常温下，松香改性树脂和合成丙烯酸树脂均为固体化合物，要转化成水溶性液体，必须使其与胺类化合物反应生成可溶性胺盐，最常用的方法为乳化聚合成乳液，但现有的乳液绝大部分呈碱性，pH值较高，乳液中的氨气容易挥发。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种中性乳液的制备方法，该制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，可用于大规模生产，该方法制得的中性乳液pH值在6.8-7.3，稳定性高，与现有的碱性乳液相比，本专利技术制得的中性乳液的氨气挥发量更低，气味更低，对操作人员的身体损害更低，降低安全隐患，对配制水性油墨的设备及印刷机腐蚀性更小，应用其配制水性油墨后印刷过程更稳定。本专利技术的另一目的在于提供一种上述制备方法制得的中性乳液在水性连接料中的应用，该水性连接料使用方便；因中性乳液的稳定性高，采用中性乳液、助剂和水混合制得的水性连接料，方便直接与现有的色浆复配后即得水性油墨，与现有碱性体系的连接料相比，本专利技术的水性连接料配墨稳定性更高。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种中性乳液的制备方法，包括如下步骤：(a1)、按重量份将65-80份水、1-1.5份乳化剂A和5-10份阳离子淀粉混合后升温至75-88℃，恒温10-20min，接着加入4-7份阳离子引发剂-水溶液，搅拌15-20min后加入0.2-0.5份乳化剂A、0.8-1.5份分子量调节剂和18-25份混合单体A，然后在80-90℃温度下保温40-50min，然后降温至40-50℃，加入氨水直至溶液透明并pH值在6.8-7.2，温度降至20-30℃后过滤，制得保护胶体；(b1)、按重量份将10-20份水和40-50份步骤(a1)制得的保护胶体混合后升温至75-88℃，接着加入0.4-0.7份阳离子引发剂-水溶液，搅拌15-20min后同时加入10-20份混合单体B以及5-10份混合单体C，再同时加入0.5-1.5份乳化剂B、2-5份水和5-10份混合单体C，然后在85-90℃温度下保温1-2h，温度降至20-30℃后过滤，制得所述中性乳液。本专利技术中性乳液的制备方法，以特定重量份的水、乳化剂A、阳离子淀粉、阳离子引发剂-水溶液、分子量调节剂、混合单体A以及氨水采用特定的方法制得的保护胶体，与小分子乳化剂制备的乳液性能相比,本专利技术的保护胶体在乳液的流动性、乳液的稳定性、乳液的初粘性、涂膜的拉伸强度和抗龟裂性等方面具有更大的优越性，而且克服了保护胶体的使用在共轭类单体、丙烯酸酯类单体等单体乳液聚合的聚合稳定性低的问题，为制备中性乳液提供稳定的乳液聚合基础；以特定重量份的水、步骤(a1)制得的保护胶体、阳离子引发剂-水溶液、混合单体B、混合单体C和乳化剂B采用特定的方法制得的中性乳液，无需加入氨水调节至碱性仍能保持乳液的稳定性，pH值稳定在6.8-7.3，氨水的含量和挥发量均比碱性乳液的低。其中，步骤(a1)中，加入的阳离子淀粉与乳化剂A相互作用，使保护胶体pH值在6.8-7.2即可由白色变透明，同时保证中性乳液的稳定性，阳离子淀粉在整个体系中能使中性乳液保持稳定，防止在制备水性油墨过程中乳液与色浆团聚甚至沉淀；而现有的碱性乳液若将pH值控制在6.8-7.3，即使氨气的含量减少，但其稳定性极差，制备水性油墨时，极易与色浆团聚和沉淀，配色稳定性差；加入阳离子引发剂-水溶液再加入乳化剂B、分子量调节剂和混合单体A在80-90℃下反应，。步骤(b1)中，同时加入混合单体B以及混合单体C，此时第一次加入混合单体C，进行乳液聚合，使聚合得到的树脂的粒径分布更集中，再同时加入乳化剂B、水和混合单体C，此时第二次加入混合单体C，进一步乳化，提高整体聚合度。该制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，可用于大规模生产，该方法制得的中性乳液pH值在6.8-7.3，与现有的碱性乳液相比，本专利技术制得的中性乳液的氨气挥发量更低，气味更低，对操作人员的身体损害更低，降低安全隐患，对配制水性油墨的设备及印刷机腐蚀性更小，应用其配制水性油墨后印刷过程更稳定。进一步地，步骤(a1)中，乳化剂B、分子量调节剂和混合单体A均采用滴加的方式加入体系中，滴加时间为2-3h，避免滴加速度过快导致反应剧烈，制得的保护胶体不起作用；加入的氨水同样采用滴加的方式加入体系中，滴加时间为20-40min，避免加入的量过多导致pH值超过7.2而使乳液呈碱性；氨水的浓度为20％wt。步骤(b1)中，同时加入混合单体B以及混合单体C，再同时加入乳化剂A、水和混合单体C，其加入方式为滴加的方式，换言之，同时滴加混合单体B和混合单体C的时间均为1-2h，再同时滴加乳化剂A、水的时间为5-10min，第二次滴加混合单体C的时间为1-2h。优选的，所述步骤(a1)和(b1)中，乳化剂A是由阳离子乳化剂和非离子乳化剂以重量比1：1-2复配而成，乳化剂B为阳离子乳化剂。乳化剂A是由阳离子乳化剂和非离子乳化剂以特定重量比复配，制备的中性乳液能在弱酸和中性条件下聚合以及稳定地储存；而现有的阴离子与非离子复配的方式制备的乳液必须在碱性或者弱碱性条件下才能储存，否则，容易引起团聚凝胶，而本专利技术的乳化剂A和B均使用了阳离子乳化剂，其使用并不是简单的将阴离子乳化剂替换成阳离子乳化剂那么简单，阳离子乳化剂相较与阴离子乳化剂的乳化能力差，在聚合过程中极易出现凝胶和粒径不集中的情况，所以在整个反应中严格控制温度、搅拌时间、混合单体的种类以及比例特别重要，另外，加入的阳离子淀粉可进一步地防止体系团聚、凝胶。乳化剂B为阳离子乳化剂，目的是随着乳化反应的进行，体系中氢离子不断增多，体系呈酸性，阳离子乳化剂在酸性条件中乳化效果好。进一步的，所述阳离子乳化剂为铵盐型、季铵盐型和杂环型乳化剂中的至少一种；更进一步的，所述阳离子乳化剂为十二烷基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵和十六烷基溴化吡啶蝻中的至少一种，所述非离子乳化剂为T-DETA139、EP-N-220、ER－30和LCN-407中的至少一种。优选的，所述步骤(a1)和(b1)中，阳离子引发剂-水溶液为偶氮二异丁基脒盐酸盐-水溶液、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐-水溶液或偶氮二异丁腈-水溶液。更优选的，阳离子引发剂-水溶液为偶氮二异丁基脒盐酸盐-水溶液，引发效果好。进一步的，所述阳离子引发剂-水溶液是由阳离子引发剂和水以重量比0.2-0.5：4-6复配而成，有助于缓解阳离子引发剂的引发速率，避免引发速度过快，导致聚合的粒子粒径不集中。优选的，所述步骤(a1)中，所述混合单体A是由丙烯酸、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸以重量比6-7：3.5-4：5-5.5：4.5-5复配而成。控制混合单体A的种类和复配比例，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中性乳液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(a1)、按重量份将65‑80份水、1‑1.5份乳化剂A和5‑10份阳离子淀粉混合后升温至75‑88℃，恒温10‑20min，接着加入4‑7份阳离子引发剂‑水溶液，搅拌15‑20min后加入0.2‑0.5份乳化剂A、0.8‑1.5份分子量调节剂和18‑25份混合单体A，然后在80‑90℃温度下保温40‑50min，然后降温至40‑50℃，加入氨水直至溶液透明并pH值在6.8‑7.2，温度降至20‑30℃后过滤，制得保护胶体；(b1)、按重量份将10‑20份水和40‑50份步骤(a1)制得的保护胶体混合后升温至75‑88℃，接着加入0.4‑0.7份阳离子引发剂‑水溶液，搅拌15‑20min后同时加入10‑20份混合单体B以及5‑10份混合单体C，再同时加入0.5‑1.5份乳化剂B、2‑5份水和5‑10份混合单体C，然后在85‑90℃温度下保温1‑2h，温度降至20‑30℃后过滤，制得所述中性乳液。

【技术特征摘要】
1.一种中性乳液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(a1)、按重量份将65-80份水、1-1.5份乳化剂A和5-10份阳离子淀粉混合后升温至75-88℃，恒温10-20min，接着加入4-7份阳离子引发剂-水溶液，搅拌15-20min后加入0.2-0.5份乳化剂A、0.8-1.5份分子量调节剂和18-25份混合单体A，然后在80-90℃温度下保温40-50min，然后降温至40-50℃，加入氨水直至溶液透明并pH值在6.8-7.2，温度降至20-30℃后过滤，制得保护胶体；(b1)、按重量份将10-20份水和40-50份步骤(a1)制得的保护胶体混合后升温至75-88℃，接着加入0.4-0.7份阳离子引发剂-水溶液，搅拌15-20min后同时加入10-20份混合单体B以及5-10份混合单体C，再同时加入0.5-1.5份乳化剂B、2-5份水和5-10份混合单体C，然后在85-90℃温度下保温1-2h，温度降至20-30℃后过滤，制得所述中性乳液。2.根据权利要求1所述的一种中性乳液的制备方法，其特征在于：所述步骤(a1)和(b1)中，乳化剂A是由阳离子乳化剂和非离子乳化剂以重量比1：1-2复配而成，乳化剂B为阳离子乳化剂。3.根据权利要求1所述的一种中性乳液的制备方法，其特征在于：所述步骤(a1)和(b1)中，阳离子引发剂-水溶液为偶氮二异丁基脒盐酸盐-水溶液、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐-水溶液或偶氮二异丁腈-水溶液。4.根据权利要求1所述的一种中性乳液的制备方法，其特征在于：所述步骤(a1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘润林，金伟师，连坤鹏，姚征，
申请(专利权)人：广东英科集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44