專利名稱：印刷用水性苯乙烯－丙烯酸酯乳液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于印刷用的水性苯乙烯—丙烯酸酯乳液的設(shè)計及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前印刷行業(yè)用的罩光油和油墨多為溶劑型，有毒害人體健康和污染環(huán)境的嚴(yán)重缺點。隨著人們對環(huán)境的日益重視，印刷行業(yè)發(fā)展無毒、無污染的水性乳液，已成為必然趨勢，以進一步用這樣的乳液配制成印刷用水性罩光油和水性油墨產(chǎn)品。為此，研制開發(fā)出成本較低的、綜合性能優(yōu)異的換代乳液產(chǎn)品，是當(dāng)務(wù)之急。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的問題針對上述問題，本發(fā)明為印刷行業(yè)提供了一種無毒、無污染的高固含量聚丙烯酸酯水性乳液及其制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案本發(fā)明是在裝有攪拌器、冷凝管、氮氣保護及加料裝置的三口瓶中，加入計量的水介質(zhì)、乳化劑、引發(fā)劑、甲基丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸酯的混合物，在70℃-85℃反應(yīng)5-8小時即可。印刷用水性聚丙烯酸酯乳液，它的組成及質(zhì)量份數(shù)配比如下成分 質(zhì)量比水 70-100乳化劑 1.0-3.0苯乙烯 30-80(甲基)丙烯酸酯 30-70(甲基)丙烯酸 2.0-5.0引發(fā)劑 0.5-1.0需要指出的是，(甲基)丙烯酸酯是由丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸羥乙酯中的1-2種單體組成，并以丙烯酸丁酯為主體；(甲基)丙烯酸是丙烯酸和甲基丙烯酸中的一種；乳化劑是十二烷基磺酸鈉和丁二酸磺酸鹽類中的一種或兩者并用；引發(fā)劑是過硫酸鉀和過硫酸銨中的一種；(甲基)丙烯酸酯的優(yōu)選單體為丙烯酸丁酯。
印刷用水性聚丙烯酸酯乳液的制備方法是以水為介質(zhì)，由苯乙烯、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、乳化劑和引發(fā)劑進行的聚合反應(yīng)。它包括以下步驟在反應(yīng)器中加入計量的水、乳化劑和引發(fā)劑，再加入計量十分之一的苯乙烯、(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸的單體混合物，在70℃聚合反應(yīng)0.5-1小時，然后再加入剩余的單體混合物，聚合反應(yīng)3.5-5小時，最后升溫至85℃，反應(yīng)1-2小時，冷卻至室溫。
有益效果本發(fā)明乳液的主要性能如下固含量 45-60％乳膠粒粒徑 0.08-0.2μmpH值 7.8-8.5粘度 50-200mPa·S凍融穩(wěn)定性 合格儲存穩(wěn)定性 ＞半年剝離強度 380-420N/m本發(fā)明提供的水性聚丙烯酸酯乳液具有固含量高、乳膠粒徑小、粘度低和穩(wěn)定性好、無毒、價格較低等優(yōu)點，并且其綜合性能優(yōu)異，與其它樹脂液、乳液、添加劑等兼容性好。采用本發(fā)明的乳液配制成的印刷用水性罩光油和水性油墨具有高光澤、高耐磨、抗粘連等性能。在印刷行業(yè)中，這種水性罩光油和水性油墨具有廣闊的應(yīng)用市場。同時，本發(fā)明提供的制備方法步驟簡單、易于操作、便于推廣、而且無任何溶劑對環(huán)境造成污染，既有經(jīng)濟效益，又有社會效益。
具體實施例方式
實施例1在500ml裝有攪拌器、冷凝管、氮氣保護及加料裝置的三口燒瓶中，加入去離子水70ml及丁二酸磺酸鹽類(BDS)3g，水浴加熱到70℃。加入引發(fā)劑過硫酸鉀(KPS)0.5克，然后加入苯乙烯(St)67g、丙烯酸丁酯(BA)30g、丙烯酸(AA)3g的混合單體的1/10，在70℃反應(yīng)0.5小時后，再滴加剩余的單體混合物，聚合反應(yīng)3.5小時。最后升溫至85℃反應(yīng)2小時，冷卻至室溫。所得水性乳液的固含量60％，乳膠粒徑0.1μm，粘度50mPa·S，剝離強度400N/m，貯存穩(wěn)定性＞半年。
實施例2在500ml裝有攪拌器、冷凝管、氮氣保護及加料裝置的三口燒瓶中，加入去離子水70ml及乳化劑十二烷基磺酸鈉(SDS)1g、丁二酸磺酸鹽類(BDS)1g，水浴加熱到70℃。加入引發(fā)劑過硫酸鉀(KPS)0.5克，然后加入苯乙烯(St)64g、丙烯酸丁酯(BA)32g、丙烯酸(AA)4g的混合單體的1/10，在70℃反應(yīng)0.5小時后，再滴加剩余的單體混合物，聚合反應(yīng)3.5小時。最后升溫至85℃反應(yīng)2小時，冷卻至室溫。所得水性乳液的固含量60％，乳膠粒徑0.1μm，粘度50mPa·S，剝離強度410N/m，貯存穩(wěn)定性＞半年。
實施例3在500ml裝有攪拌器、冷凝管、氮氣保護及加料裝置的三口燒瓶中，加入去離子水70ml及乳化劑十二烷基磺酸鈉(SDS)2g，水浴加熱到70℃。加入引發(fā)劑過硫酸鉀(KPS)0.5克，然后加入苯乙烯(St)30g、甲基丙烯酸乙酯(EMA)20g、丙烯酸丁酯(BA)48g、丙烯酸(AA)2g的混合單體的1/10，在70℃反應(yīng)0.5小時后，再滴加剩余的單體混合物，聚合反應(yīng)3.5小時。最后升溫至85℃反應(yīng)2小時，冷卻至室溫。所得水性乳液的固含量60％，乳膠粒徑0.1μm，粘度55mPa·S，剝離強度390N/m，貯存穩(wěn)定性＞半年。
實施例4在500ml裝有攪拌器、冷凝管、氮氣保護及加料裝置的三口燒瓶中，加入去離子水70ml及乳化劑丁二酸磺酸鹽類(BDS)2g，水浴加熱到70℃。加入引發(fā)劑過硫酸鉀(KPS)0.5克，然后加入苯乙烯(St)35g、甲基丙烯酸丁酯(BMA)20g、丙烯酸丁酯(BA)43g、丙烯酸(AA)2g的混合單體的1/10，在70℃反應(yīng)0.5小時后，再滴加剩余的單體混合物，聚合反應(yīng)3.5小時最后升溫至85℃反應(yīng)2小時，冷卻至室溫所得水性乳液的固含量60％，乳膠粒徑0.12μm，粘度52mPa·S，剝離強度380N/m，貯存穩(wěn)定性＞半年。
實施例5在500ml裝有攪拌器、冷凝管、氮氣保護及加料裝置的三口燒瓶中，加入去離子水70ml及乳化劑丁二酸磺酸鹽類(BDS)2g，水浴加熱到70℃。加入引發(fā)劑過硫酸銨(APS)0.5克，然后加入苯乙烯(St)32g、甲基丙烯酸異丁酯(IBMA)20g、指丙烯酸丁酯(BA)46g、甲基丙烯酸(MA)2g的混合單體的1/10，在70℃反應(yīng)0.5小時后，再滴加剩余的單體混合物，聚合反應(yīng)3.5小時。最后升溫至85℃反應(yīng)2小時，冷卻至室溫。所得水性乳液的固含量60％，乳膠粒徑0.09μm，粘度100mPa·S，剝離強度400N/m，貯存穩(wěn)定性＞半年。
權(quán)利要求
1.印刷用水性苯乙烯—丙烯酸酯乳液，其特征在于它的組成及質(zhì)量份數(shù)配比如下水 70-100乳化劑 1.0-3.0苯乙烯 30-80(甲基)丙烯酸酯 30-70(甲基)丙烯酸 2.0-5.0引發(fā)劑 0.5-1.0其中，(甲基)丙烯酸酯是由丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸羥乙酯中的1-2種單體組成，并以丙烯酸丁酯為主體；(甲基)丙烯酸是丙烯酸和甲基丙烯酸中的一種；乳化劑是十二烷基磺酸鈉和丁二酸磺酸鹽類中的一種或兩者并用；引發(fā)劑是過硫酸鉀和過硫酸銨中的一種。
2.按照權(quán)利要求1中所述的印刷用水性苯乙烯—丙烯酸酯乳液，其特征在于所述的優(yōu)選單體為苯乙烯、丙烯酸丁酯和丙烯酸與甲基丙烯酸中的一種。
3.印刷用水性苯乙烯—丙烯酸酯乳液的制備方法，其特征在于是以水為介質(zhì)，用甲基丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、乳化劑和引發(fā)劑進行的聚合反應(yīng)；它包括下述步驟在反應(yīng)器中加入計量的水、乳化劑和引發(fā)劑，再加入計量十分之一的苯乙烯、(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸的單體混合物，在70℃下進行聚合反應(yīng)0.5-1小時，然后再加入剩余的單體混合物，聚合反應(yīng)3.5-5小時，最后升溫至85℃，反應(yīng)1-2小時，冷卻至室溫。
全文摘要
印刷用水性苯乙烯－丙烯酸酯乳液及其制備方法涉及印刷用水性苯乙烯－丙烯酸酯乳液的設(shè)計和制備方法。本發(fā)明解決了印刷用罩光油和油墨多為溶劑型，有毒害人體健康和污染環(huán)境的嚴(yán)重缺點。本發(fā)明的內(nèi)容是其組成及質(zhì)量份數(shù)配比為水70－100，苯乙烯30－80，(甲基)丙烯酸酯30－70，(甲基)丙烯酸2.0－5.0；各組分混合后在引發(fā)劑和乳化劑的參與下，在70－85℃進行乳液聚合反應(yīng)，制成苯乙烯－丙烯酸酯乳液。該印刷用水性乳液固含量高、乳膠粒徑小、粘度低和穩(wěn)定性高，無毒和無溶劑對環(huán)境的任何污染。其綜合性能優(yōu)異，在印刷行業(yè)的水性罩光油和水性油墨有廣闊的應(yīng)用市場。
文檔編號C09D11/00GK1415636SQ0215800
公開日2003年5月7日 申請日期2002年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月20日
發(fā)明者張邦華, 宋謀道, 張育英, 唐廣糧, 郝廣杰, 郭天瑛 申請人:南開大學(xué)