一种高遮盖性苯丙乳液、其合成方法及其在水性油墨当中的应用技术

本发明专利技术涉及油墨领域，公开了一种高遮盖性苯丙乳液、其合成方法及其在水性油墨当中的应用。所述制备方法包括：将去离子水、引发剂、保护胶、复合乳化剂混合成为溶液A；调节pH值；通氮除氧；将混合单体和分子量调节剂混合成为溶液B；滴加溶液B到溶液A中进行化学反应；调节外壳乳液pH值、升温，制得外壳乳液；将复合乳化剂、引发剂加入到合成的外壳乳液当中；滴加入乙烯基单体进行核壳乳液合成；冷却、调节pH值、过滤，得到苯丙乳液。本发明专利技术还提供了一种采用所述高遮盖性苯丙乳液的水性油墨。所述制备过程非常简单，反应过程简单易控制，可操作性稳定，适于规模化生产。本发明专利技术提供的水性油墨复溶性好，不容易结皮，不堵塞印刷板材，印刷适应性优异。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油墨领域，具体地说是一种用于油墨的苯丙乳液以及采用这种苯丙乳 液的油墨。
技术介绍
众所周知，大多数的纸张成品表面并不是平整光滑的，在显微镜的观察下，纸张的 表面是凹凸不平的。所以当一般的油墨单独印刷上去时，油墨中的成膜树脂的平整性会被 纸张表面的凹、凸结构破坏掉，从而影响纸张的图文印刷质量。应用核壳乳液作为油墨的载 体，则能起到良好的改善作用。核壳乳液的成膜机理是在乳液中的水分挥发过程中，具有颗粒形状的乳胶粒规 整堆积，形成以颗粒为构架的树脂膜。将核壳乳液用作油墨的载体时，当核壳乳液的水分挥 发后，具有不同尺寸的核壳乳胶粒能把纸张上的凹坑填埋平整，形成齐平的树脂膜。故这样 的成膜效果会令印刷制品具有更加平整、光滑、丰满度高的外观。但是，这对于核壳乳液中的乳胶粒的粒径大小就有了苛刻的限定范围粒径太小 的乳胶粒，不能满足填补凹坑的要求；粒径太大的乳胶粒则会重新造就一层更严重的凹凸 表面。基于以上目的，早在20世纪60年代开始，人们对聚合物乳液中的乳胶粒结构形态 进行深入的研究和分析，尤其是80年代以来，研究更加深入。研究发现，乳胶粒结构形态不 同，其乳液聚合物的性能就大不相同，乳胶粒的结构形态与聚合物的性能有着密切的对应 关系。于是人们提出了 “粒子设计”(particle design)这一新概念。所谓粒子设计就是 在不改变原材料的组分、不增加产品成本的前提下，利用高分子物理、高分子化学、分子设 计、乳胶粒形态热力学及乳胶粒形态动力学等原理，通过巧妙地构思、精细的设计，通过制 定合理的合成工艺，选择适当的聚合条件，有意识有目的地制备出具有某种特定结构形态 的乳胶粒，来赋予乳液聚合物以优异的性能和特殊的功能。核壳乳液聚合可以在不改变乳 液单体组成的前提下改变乳胶粒子的结构，从而提高乳液性能。核壳乳液聚合与常规乳液 聚合得到的乳液相比，最大的优点在于核壳乳液聚合得到的乳液抗回黏性好，最低成膜温 度低，具有更好的成膜性、稳定性，以及更优越的力学性能。核壳乳液聚合可以调节聚合物的Tg值，即可调节聚合物膜的硬度，并为体系带来 内增塑性；通过引入带有不同的反应性基团，如羧基、羟基、酰胺基等的单体，可把某些特性 物理机械性质带给聚合物膜。从而作为油墨的载体，可以根据具体要求进行设计合成符合 要求的核壳乳液。要达到既具有适当尺寸的核壳结构，又具有与油墨良好相容性的乳液，则 对于选择合成乳液的单体性能、合成工业具有严格要求。苯丙乳液是由苯乙烯和丙烯酸酯单体经乳液共聚而得。苯丙乳液附着力好，胶膜 透明，耐水、耐油、耐热、耐老化性能良好，在内外墙乳胶漆和水性涂料中应用广泛，在油墨 中也取得广泛的应用。但是现有技术中的核壳苯丙乳液的制备工艺复杂，原料多，成本也高，而且操作不是很稳定，所以现有技术中的苯丙乳液遮盖性较差，不能很好地满足油墨印 刷中高网线、高精度、高速印刷的要求；另外，现有技术的核壳苯丙乳液耐水性和耐候性还 是差一些，配与水性油墨用时，油墨容易结皮，容易堵塞印刷板材。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种制备工艺简单、操作稳定的制备核壳苯丙 乳液的方法，采用本方法制备的核壳苯丙乳液具有更优异的耐水性和耐候性，具有更好的 遮盖性。一种高遮盖性苯丙乳液的制备方法，以乙烯基单体为主料，所述制备方法包括以 下步骤和工艺条件外壳乳液合成(1)将去离子水、引发剂、保护胶、复合乳化剂混合升温溶解，成为溶液A ；(2)将溶液六升温到801 851后加入？!1调节剂，调节溶液？!1值在7.5 8.8 之间；(3)然后通入氮气除氧；(4)将丙烯酸及丙烯酸酯混合单体和分子量调节剂搅拌混合均勻，成为溶液B ；(5)在设定温度80°C 85°C下，滴加溶液B到第(4)步骤的溶液A中进行化学反 应，滴加时间为30分钟 40分钟，待滴加完毕，于80°C 85°C继续反应25分钟 35分钟， 生成外壳乳液；(6)然后加入pH调节剂调节外壳乳液pH值在7. 1 8.0，升温至88°C 92°C，制 得外壳乳液；在本体系中反应物各组份的重量百分比为丙烯酸及其丙烯酸酯混合单体18 20%、乳化剂1 3%、引发剂0. 1 1%、分子量调节剂1 3%、保护胶1 2. 5%、pH调 节剂0. 1 4%，其余为去离子水；核壳乳液合成(1)将复合乳化剂、引发剂加入到合成的外壳乳液当中；(2)在设定温度88°C 92°C内，滴加入乙烯基单体进行核壳乳液合成，滴加用时 100分钟 120分钟，滴加完毕后，在88°C 92°C内继续反应60分钟 90分钟；(3)冷却、调节pH值在8. 0 8. 5，过滤，得到苯丙乳液；在本体系中反应物各组分的重量百分比为乙烯基单体78 81%、引发剂0. 1 1 %、乳化剂3 5 %、pH调节剂0. 5 3 %，其余为去离子水。优选的，所述外壳乳液合成步骤中采用的丙烯酸及其丙烯酸酯混合单体为丙烯酸 及其(C1 Cltl)醇酯；所述核壳乳液合成步骤中乙烯基单体为丙烯酸及其(C1 Cltl)醇酯、甲基丙烯酸 及其(C1 Cltl)醇酯、苯乙烯的一种或多种。进一步优选的，所述核壳乳液合成步骤中乙烯基单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、 丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丁二烯、醋酸乙烯酯、氯 乙烯、苯乙烯、甲基苯乙烯中任一种或其组合。进一步，所述核壳乳液的乳胶粒中的壳与核的乙烯基单体总用量重量之比为1 1 5。更优选为壳与核的乙烯基单体总用量重量之比为1 3. 8 4. 2。所述的核壳 比例的设计使得合成的苯丙乳液具有理想尺寸的乳胶颗粒。其中所述pH调节剂可以为醇胺类有机胺和氨水。优选以下醇胺类有机胺一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、3-丙醇胺、一异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、N，N-二甲基乙 醇胺、N，N-二乙基乙醇胺中的一种。再进一步所述乳化剂为阴离子和非离子乳化剂得到的复合乳化剂，其中阴离子 乳化剂与非离子乳化剂的比例为1 1.5 1.85。可选的，所述阴离子乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基二苯醚二 磺酸钠、1-丙烯氧-2羟基丙烷磺酸钠、十二烷基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、乙氧基 化烷基酚硫酸铵、壬基酚聚氧乙烯(10)醚-2-硫酸基琥珀酸单酯二钠盐中的1种或者2 种；所述非离子乳化剂诶甲基丙烯酸多苯乙烯烷基酚乙氧基、壬基酚聚氧乙烯醚、辛 基酚聚氧乙烯醚中的1种或者2种。可选的，所述分子量调节剂为伯十二碳硫醇、叔十二碳硫醇、醋酸正十二烷基硫醇 酯、苯甲酸正十二烷基硫醇酯、1-正十二烷流基三氯乙醇、β-苯基β-正十二烷硫基乙基 苯基酮、二芳酰二硫化物或3-巯基丙醇中的一种。可选的，所述保护胶为聚乙烯醇、纤维素及聚丙烯酸钠盐乳液中的一种或两种。可选的，所述水溶性引发剂为过硫酸铵或者过硫酸钾。优选过硫酸铵。本专利技术的另一目的是提供一种采用上述方法制备的高遮盖性苯丙乳液。本专利技术的另一目的是提供一种采用所述高遮盖性苯丙乳液的水性油墨。所述水性 油墨，包括至少一种水性油墨基墨、至少一种成膜乳液、至少一种非成膜乳液、至少一种蜡 乳液，非成膜乳液为本专利技术所述的高遮盖性苯丙乳液。优选的，所述水性油墨基所用树脂为水溶性松香树脂，其重量占水性油墨重量的 2% 96%;所述成膜乳本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种高遮盖性苯丙乳液的制备方法，以乙烯基单体为主料，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤和工艺条件：外壳乳液合成：（１）将去离子水、引发剂、保护胶、复合乳化剂混合升温溶解，成为溶液Ａ；（２）将溶液Ａ升温到８０℃～８５℃后加入ｐＨ调节剂，调节溶液ｐＨ值在７．５～８．８之间；（３）然后通入氮气除氧；（４）将丙烯酸及丙烯酸酯混合单体和分子量调节剂搅拌混合均匀，成为溶液Ｂ；（５）在设定温度８０℃～８５℃下，滴加溶液Ｂ到第（４）步骤的溶液Ａ中进行化学反应，滴加时间为３０分钟～４０分钟，待滴加完毕，于８０℃～８５℃继续反应２５分钟～３５分钟，生成外壳乳液；（６）然后加入ｐＨ调节剂调节外壳乳液ｐＨ值在７．１～８．０，升温至８８℃～９２℃，制得外壳乳液；在本体系中反应物各组份的重量百分比为：丙烯酸及其丙烯酸酯混合单体１８～２０％、乳化剂１～３％、引发剂０．１～１％、分子量调节剂１～３％、保护胶１～２．５％、ｐＨ调节剂０．１～４％，其余为去离子水；核壳乳液合成：（１）将复合乳化剂、引发剂加入到合成的外壳乳液当中；（２）在设定温度８８℃～９２℃内，滴加入乙烯基单体进行核壳乳液合成，滴加用时１００分钟～１２０分钟，滴加完毕后，在８８℃～９２℃内继续反应６０分钟～９０分钟；（３）冷却、调节ｐＨ值在８．０～８．５，过滤，得到苯丙乳液；在本体系中反应物各组分的重量百分比为：乙烯基单体７８～８１％、引发剂０．１～１％、乳化剂３～５％、ｐＨ调节剂０．５～３％，其余为去离子水。...

【技术特征摘要】
1.一种高遮盖性苯丙乳液的制备方法，以乙烯基单体为主料，其特征在于所述制备 方法包括以下步骤和工艺条件外壳乳液合成(1)将去离子水、引发剂、保护胶、复合乳化剂混合升温溶解，成为溶液A；(2)将溶液A升温到80°C 85°C后加入pH调节剂，调节溶液pH值在7.5 8. 8之间；(3)然后通入氮气除氧；(4)将丙烯酸及丙烯酸酯混合单体和分子量调节剂搅拌混合均勻，成为溶液B；(5)在设定温度80°C 85°C下，滴加溶液B到第(4)步骤的溶液A中进行化学反应，滴 加时间为30分钟 40分钟，待滴加完毕，于80°C 85°C继续反应25分钟 35分钟，生成 外壳乳液；(6)然后加入pH调节剂调节外壳乳液pH值在7.1 8. 0，升温至88°C 92°C，制得外 壳乳液；在本体系中反应物各组份的重量百分比为丙烯酸及其丙烯酸酯混合单体18 20%、 乳化剂1 3%、引发剂0. 1 1%、分子量调节剂1 3%、保护胶1 2. 5%、pH调节剂 0. 1 4%，其余为去离子水；核壳乳液合成(1)将复合乳化剂、引发剂加入到合成的外壳乳液当中；(2)在设定温度88°C 92°C内，滴加入乙烯基单体进行核壳乳液合成，滴加用时100分 钟 120分钟，滴加完毕后，在88°C 92°C内继续反应60分钟 90分钟；(3)冷却、调节pH值在8.0 8. 5，过滤，得到苯丙乳液；在本体系中反应物各组分的重量百分比为乙烯基单体78 81 %、引发剂0. 1 1 %、 乳化剂3 5%、pH调节剂0. 5 3%，其余为去离子水。2.如权利要求1所述的高遮盖性苯丙乳液的制备方法，其特征在于所述外壳乳液合 成步骤中采用的丙烯酸及其丙烯酸酯混合单体为丙烯酸及其(C1 Cltl)醇酯；所述核壳乳液合成步骤中乙烯基单体为丙烯酸及其(C1-Cltl)醇酯、甲基丙烯酸及其 (C1 Cltl)醇酯、苯乙烯的一种或多种。3.如权利要求2所述的高遮盖性苯丙乳液的制备方法，其特征在于所述核壳乳液合 成步骤中乙烯基单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯 酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丁二烯、醋酸乙烯酯、氯乙烯、苯乙烯、甲基苯乙烯中任一种或其 组合。4.如权利要求3所述的高遮盖性苯丙乳液的制备方法，其特征在于所述核壳乳液的 乳胶粒中的壳与核的乙烯基单体总用量重量之比为1 1 5。5.如权利要求4所述的高遮盖性苯丙乳液的制备方法，其特征在于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄光海，冯毅，王大田，余中华，
申请(专利权)人：广东天龙油墨集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：44