一种水性丙烯酸乳液、其制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及水性凹版薄膜表印技术领域，具体涉及一种水性丙烯酸乳液、其制备方法及应用，该水性丙烯酸乳液的制备方法，包括如下步骤：将碱溶性树脂、水和氨水混合至体系透明，得到透明体系；向透明体系中加入乳化剂‑水溶液和引发剂‑水溶液混合均匀，得到混合液；向混合液中加入A组分单体，然后保温10‑20min，得到种子乳液A；向种子乳液A中加入含羟基的丙烯酸酯类单体，得到种子乳液B；向种子乳液B中加入B组分单体以及引发剂‑水溶液，得到种子乳液C；向种子乳液C中加入C组分单体，即得水性丙烯酸乳液。该制备方法采用多种子半连续法制备一种耐醇稀释性好、较大地提高水性油墨/色浆的附着力的水性丙烯酸乳液。

Waterborne acrylic emulsion, preparation method and application thereof

【技术实现步骤摘要】
一种水性丙烯酸乳液、其制备方法及应用
本专利技术涉及水性凹版薄膜表印
，具体涉及一种水性丙烯酸乳液、其制备方法及应用。
技术介绍
凹版印刷是使整个印版表面涂满油墨，然后用特制的刮墨机构，把空白部分的油墨去除干净，使油墨只存留在图文部分的网穴之中，再在较大的压力作用下，将油墨转移到承印物表面，获得印刷品。凹版印刷属于直接印刷。印版的图文部分凹下，且凹陷程度随图像的层次有深浅的不同，印版的空白部分凸起，并在同一平面上。其使用的印刷油墨，根据溶剂的不同，可分为有机溶剂油墨、水性油墨，其中，虽然有机溶剂油墨的附着性更佳，但其中含有的可挥发性的有机溶剂特别是苯类溶剂和酮类溶剂，异味大，且易对人体健康造成危害。而水性油墨由于其无毒、环保、安全性能高，且耐候性优良，不易因日晒而变色，因此，以水性油墨作凹版印刷用的油墨符合环保需求，受消费者喜爱。但水性油墨的附着力差，目前借助醇溶剂加快干燥速度提高附着力的理念受研发人员的追捧，但仍未取得较好的进展，水性乳液在调配水性色浆或油墨过程中常因与醇混合后出现破乳现象，导致无法制成水性色浆或油墨。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术的目的之一在于提供一种水性丙烯酸乳液的制备方法，采用多种子半连续法制备一种耐醇稀释性好、较大地提高水性油墨/色浆的附着力的水性丙烯酸乳液；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。本专利技术的目的之二在于提供一种水性丙烯酸乳液，其相容性好，与水、醇、醚及市面上大部分丙烯酸乳液互溶；耐醇稀释性好，避免与醇混合时出现破乳现象导致流动性变差，本专利技术的水性丙烯酸乳液与醇相容，从而突破了使用醇与乳液混合导致破乳的瓶颈，使水性油墨/色浆因可以加入较多的醇而提高其附着力并趋向于现有有机溶剂油墨所达到的附着力，环保型更高，对人体健康危害更小，异味更小，从而可替代现有的苯类溶剂油墨或酮类溶剂油墨在凹版薄膜表印上的应用。本专利技术的目的之三在于提供一种应用水性丙烯酸乳液制得的水性油墨，其应用于凹版薄膜表印的附着力趋向于现有有机溶剂油墨所达到的附着力，环保型更高，对人体健康危害更小，异味更小，从而可替代现有的苯类溶剂油墨或酮类溶剂油墨在凹版薄膜表印上的应用。本专利技术的目的之一通过下述技术方案实现：一种水性丙烯酸乳液的制备方法，包括如下步骤：(S1)、按重量份将5-10份碱溶性树脂、30-40份水和2-7份氨水混合至体系透明，且保证体系pH值在8.5-9.5，得到透明体系；(S2)、按重量份向步骤(S1)制得的透明体系中加入4-7份乳化剂-水溶液和1-5份引发剂-水溶液混合均匀，得到混合液；(S3)、在86-90℃温度下，按重量份向步骤(S2)制得的混合液中加入2-15份A组分单体，然后保温10-20min，得到种子乳液A；(S4)、在86-90℃温度下，按重量份向步骤(S3)制得的种子乳液A中加入1-5份含羟基的丙烯酸酯类单体，得到种子乳液B；(S5)、在88-93℃温度下，按重量份向步骤(S4)制得的种子乳液B中加入10-23份B组分单体以及0.05-0.3份引发剂-水溶液，得到种子乳液C；(S6)、在88-93℃温度下，按重量份向步骤(S5)制得的种子乳液C中加入6-12份C组分单体，然后保温60-90min，即得水性丙烯酸乳液。本专利技术的水性丙烯酸乳液的制备方法，采用多种子半连续法制备一种耐醇稀释性好、较大地提高水性油墨/色浆的附着力的水性丙烯酸乳液；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。其中，所述步骤(S1)中，以水和氨水将碱溶性树脂完全溶解于体系中，从而得到透明体系，氨水呈弱碱性，调节用量可控制体系pH值在8.5-9.5，为后续进行半连续种子聚合提供基本条件，提高水性丙烯酸乳液的得率。所述步骤(S2)中，先加入乳化剂-水溶液和引发剂-水溶液，再在步骤(S3)中加入A组分单体，使反应更易于控制，提高反应稳定性，减少了单体自聚而生成凝聚物的概率；乳化剂-水溶液的用量控制在4-7份，反应体系稳定性提高，单体生成凝胶的概率低，从而提高水性丙烯酸乳液的性能；若乳化剂-水溶液的用量过少，后续加入的单体反应不稳定，易产生凝胶，降低水性丙烯酸乳液的得率；若乳化剂-水溶液的用量过多，容易增大乳液吸水率，导致乳液耐水性降低。所述步骤(S3)中，控制反应温度在86-90℃，且反应后保温10-20min，使A组分单体完全反应，提高反应转化率。所述步骤(S4)中，加入含羟基的丙烯酸酯类单体，使水性丙烯酸乳液获得含羟基的丙烯酸酯类单体中的羟基官能团，从而提高水性丙烯酸乳液在醇类溶剂中的相容性和稳定性，避免乳液破乳。所述步骤(S5)中，控制反应温度在88-93℃，且补充加入引发剂-水溶液，补充种子半连续聚合过程中被中止的活性中心，提高反应稳定性和反应转化率，减少单体自聚而生成凝聚物的概率。所述步骤(S6)中，反应后保温60-90min，使单体完全反应，提高反应转化率，降低单体残留量。进一步的，所述步骤(S3)中，A组分单体采用滴加的方式添加到混合液中，滴加时间为20-30min；所述步骤(S4)中，含羟基的丙烯酸酯类单体采用滴加的方式添加到种子乳液A中，滴加时间为8-15min；所述步骤(S5)中，B组分单体以及引发剂-水溶液均采用滴加的方式添加到种子乳液B中，滴加时间为20-30min；所述步骤(S6)中，C组分单体采用滴加的方式添加到种子乳液C中，滴加时间为30-40min；控制上述反应的滴加时间，以控制反应体系的反应速度，维持较高的体系单体转化率，从而提高水性丙烯酸乳液的得率。所述碱溶性树脂包括但不限于氨基甲酸乙酯树脂、水性氨基树脂或碱溶性丙烯酸树脂。优选的，所述步骤(S1)中，混合至体系透明是在85-90℃温度下搅拌而得。采用上述技术方案，控制温度在85-90℃下搅拌，促进碱溶性树脂溶解于氨水中，缩短溶解时间，提高生产效率。优选的，所述乳化剂-水溶液是由乳化剂和水以重量比0.5-1：4-6复配而成；所述引发剂-水溶液是由引发剂和水以重量比0.08-0.6：1复配而成。采用上述技术方案，本专利技术加入的乳化剂和引发剂的用量较少，先配置乳化剂-水溶液和引发剂-水溶液，使乳化剂和引发剂加入体系的量得到有效控制，减少误差，避免发生大量的副反应，从而提高水性丙烯酸乳液的得率。进一步的，所述乳化剂为阴离子乳化剂和非离子乳化剂按重量比3-6：1-2复配而成，所述阴离子乳化剂包括但不限于脂肪醇硫酸盐和烷基磺酸盐中的至少一种，所述脂肪醇硫酸盐为脂肪醇硫酸钠，所述烷基磺酸盐包括但不限于石油磺酸钠、烷基苯磺酸钠或木素磺酸钠，所述非离子乳化剂包括但不限于直链脂肪醇聚氧乙烯醚、异构脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚和多元醇酯聚氧乙烯醚中的至少一种。所述乳化剂采用阴离子乳化剂和非离子乳化剂复配而成，产生协同效应，提高乳液化学稳定性，提高固含量。乳化剂-水溶液的用量仅在4-7重量份且乳化剂-水溶液是由乳化剂和水以重量比0.5-1：4-6复配而成，节约成本。进一步的，所述引发剂为过氧化物引发剂，所述过氧化物引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的至少一种，更优选的，所述过氧化物引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠按照质量比为1:0.5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(S1)、按重量份将5‑10份碱溶性树脂、30‑40份水和2‑7份氨水混合至体系透明，且保证体系pH值在8.5‑9.5，得到透明体系；(S2)、按重量份向步骤(S1)制得的透明体系中加入4‑7份乳化剂‑水溶液和1‑5份引发剂‑水溶液混合均匀，得到混合液；(S3)、在86‑90℃温度下，按重量份向步骤(S2)制得的混合液中加入2‑15份A组分单体，然后保温10‑20min，得到种子乳液A；(S4)、在86‑90℃温度下，按重量份向步骤(S3)制得的种子乳液A中加入1‑5份含羟基的丙烯酸酯类单体，得到种子乳液B；(S5)、在88‑93℃温度下，按重量份向步骤(S4)制得的种子乳液B中加入10‑23份B组分单体以及0.05‑0.3份引发剂‑水溶液，得到种子乳液C；(S6)、在88‑93℃温度下，按重量份向步骤(S5)制得的种子乳液C中加入6‑12份C组分单体，然后保温60‑90min，即得水性丙烯酸乳液。

【技术特征摘要】
1.一种水性丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(S1)、按重量份将5-10份碱溶性树脂、30-40份水和2-7份氨水混合至体系透明，且保证体系pH值在8.5-9.5，得到透明体系；(S2)、按重量份向步骤(S1)制得的透明体系中加入4-7份乳化剂-水溶液和1-5份引发剂-水溶液混合均匀，得到混合液；(S3)、在86-90℃温度下，按重量份向步骤(S2)制得的混合液中加入2-15份A组分单体，然后保温10-20min，得到种子乳液A；(S4)、在86-90℃温度下，按重量份向步骤(S3)制得的种子乳液A中加入1-5份含羟基的丙烯酸酯类单体，得到种子乳液B；(S5)、在88-93℃温度下，按重量份向步骤(S4)制得的种子乳液B中加入10-23份B组分单体以及0.05-0.3份引发剂-水溶液，得到种子乳液C；(S6)、在88-93℃温度下，按重量份向步骤(S5)制得的种子乳液C中加入6-12份C组分单体，然后保温60-90min，即得水性丙烯酸乳液。2.根据权利要求1所述的一种水性丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于：所述步骤(S1)中，混合至体系透明是在85-90℃温度下搅拌而得。3.根据权利要求1所述的一种水性丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于：所述乳化剂-水溶液是...

【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