專利名稱：：一種水性紙張上光油及其制備方法
技術領域：
：本發明涉及一種水性紙張上光油及其制備方法，屬于紙張上光涂料
技術領域：
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背景技術：
：紙張上光是在紙張表面涂(或噴、印)上一層涂料，經流平、干燥、壓光、固化后在紙張表面形成薄而均勻的透明光亮層。該層不僅使紙張表面光亮、平滑，圖文色彩更鮮明，而且還起防潮、防污、耐磨等作用。最為重要的是，該工藝使紙張涂飾后不影響打漿循環利用，可以解決紙塑覆膜材料回收利用時因打漿困難所造成的“二次污染”問題，真正是綠色包裝，正在迅速推廣應用于廣告裝潢、書籍封面、標簽、紙盒、紙袋等領域。現研究較多的是丙烯酸酯類水乳液上光油。一般的丙烯酸酯類水乳液上光油色淺，光亮，具有優異的耐候性和保光保色性，但存在耐溶劑性較差，熱粘冷脆現象，耐磨性和耐水性差等嚴重問題。為保證水性上光油的光澤度，配置時通常增加高光樹脂或是降低消光助劑(蠟粉、蠟乳液等)的百分含量來增加印刷后印刷品的光亮度；而印刷品耐磨性、抗粘連性的提高則是借助于蠟粉或蠟乳液來實現。所以印刷品的光亮度和耐磨性、抗粘連性等耐抗性是相互矛盾的指標，要提高印刷品的光亮度，就要犧牲其它耐抗性能為代價，傳統的水性上光油的配置方法很難讓印刷品在保持高光澤度的同時，也能夠擁有優良的耐抗性能。
發明內容本發明的目的是在于克服現有技術存在的缺陷，提供一種水性高光、高抗粘連、耐磨上光油及其制備方法。為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供一種水性紙張上光油，其特征在于，由以下以重量份計的成分組成具有核殼結構的苯-丙-有機硅共聚乳液4575，水溶性丙烯酸樹脂210，分散劑0.52，蠟乳液0.53，流平劑0.52，消泡劑0.22，平滑劑00.5，中和劑為0.22和水520。所述的具有核殼結構的苯-丙-有機硅共聚乳液的核結構由以下以重量份計的單體共聚而成甲基丙烯酸甲酯410、丙烯酸丁酯56、甲基丙烯酸34以及苯乙烯58；殼結構由以下以重量份計的單體共聚而成甲基丙烯酸甲酯1521、丙烯酸丁酯67、甲基丙烯酸縮水甘油酯68以及有機硅單體57。所述有機硅單體優選為含乙烯基的有機硅氧烷單體。所述的水溶性丙烯酸樹脂優選為多官能團丙烯酸樹脂。所述的分散劑優選為聚丙烯酸鈉鹽、聚丙烯酸銨鹽或直鏈非離子型界面活性劑。所述的蠟乳液優選為聚乙烯蠟乳液、巴西棕櫚蠟乳液或其混合物。所述的流平劑優選為聚醚改性有機硅氧烷、氟改性丙烯酸聚合物或其混合物。所述的消泡劑優選為聚醚改性硅氧烷、乳液型聚硅氧烷、油脂和硅衍生物混合液或其混合物。所述的平滑劑優選為有機硅類物質。所述的中和劑優選為氨水或有機胺。所述的水優選為去離子水。本發明還提供了上述水性紙張上光油的制備方法，其特征在于，具體步驟為第一步在裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計、滴液漏斗的反應瓶中，加入核結構單體1728重量份、乳化劑0.81.2重量份以及水814重量份，室溫預乳化30min，制得核預乳化液；第二步在裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計、滴液漏斗的反應瓶中，加入殼結構單體3243重量份、乳化劑1.82重量份以及水2632重量份，室溫預乳化30min，制得殼預乳化液；第三步將核預乳化液攪拌升溫到60°C，滴加0.1-0.2重量份引發劑配制的水溶液，保溫聚合60min；加入碳酸氫鈉0.1-0.2重量份攪拌均勻，然后滴加殼預乳化液和0.1-0.2重量份引發劑配制的水溶液，85°C保溫聚合120min，冷卻用氨水調節PH值至7，得到具有核殼結構的苯-丙-有機硅共聚乳液；第四步將水以及中和劑加到攪拌器中，加入水溶性丙烯酸樹脂，溶解后加入中和劑調節PH值至89得到水溶性丙烯酸樹脂溶液；第五步將具有核殼結構的苯-丙-有機硅共聚乳液與水溶性丙烯酸樹脂溶液按比例混合，加入流平劑、蠟乳液、分散劑以及平滑劑，攪拌混合均勻，最后將消泡劑加入上述混合物中攪拌均勻，再補充水調節粘度，過濾得到水性紙張上光油。第一步以及第二步中的乳化劑優選由陰離子性乳化劑和非離子性乳化劑復配而成，其中，陰離子性乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基二苯醚二磺酸鈉或其混合物，非離子性乳化劑為壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚或其混合物，陰離子性乳化劑和非離子性乳化劑重量復配比為2112。第三步中所述的引發劑優選為偶氮二異丁腈、過氧化苯甲酰、過硫酸銨或過硫酸鉀。本發明所提供的水性高光、高抗粘連、耐磨上光油，由于在丙烯酸樹脂分子中引入了苯乙烯、有機硅單體，在保持丙烯酸樹脂乳液上光油優點的同時，使涂膜的耐磨性、耐玷污、光亮度都有了明顯的改善，提高了印刷品的光亮度和耐磨性；合成了具有核殼結構的苯丙有機硅共聚乳液，核、殼間羧基與環氧基發生了反應，有機硅單體有一半左右參與了共聚，核殼間形成了化學鍵連接，乳膠粒子結構比較穩定，低溫(室溫)成膜性好，乳膠膜在烘干(60°C或105°C)過程中通過自交聯機理形成了適度交聯結構，透明光亮，有好的耐水、耐污染、耐溶劑、耐熱氧化等優良綜合性能，從而提高了印刷品的抗粘連性，原料來源豐富、方便，是一種比較理想的紙張上光油。具體實施例方式下面結合實施例來具體說明本發明。實施例1一種水性紙張上光油成分如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>上述水性紙張上光油的制備方法如下第一步在裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計、滴液漏斗的反應瓶中，加入核結構單體、乳化劑0.Sg以及水8g，室溫預乳化30min，制得核預乳化液；核結構單體由甲基丙烯酸甲酯4g、丙烯酸丁酯5g、甲基丙烯酸3g以及苯乙烯5g組成。乳化劑由陰離子性乳化劑和非離子性乳化劑復配而成，其中，陰離子性乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉，非離子性乳化劑為壬基酚聚氧乙烯醚，陰離子性乳化劑和非離子性乳化劑重量復配比為21。第二步在裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計、滴液漏斗的反應瓶中，加入殼結構單體32g、乳化劑1.Sg以及水26g，室溫預乳化30min，制得殼預乳化液；殼結構單體由甲基丙烯酸甲酯15g、丙烯酸丁酯6g、甲基丙烯酸縮水甘油酯6g以及乙烯基三甲氧基硅烷5g組成。乳化劑由陰離子性乳化劑和非離子性乳化劑復配而成，其中，陰離子性乳化劑為十二烷基硫酸鈉，非離子性乳化劑為辛基酚聚氧乙烯醚，陰離子性乳化劑和非離子性乳化劑重量復配比為21。第三步將核預乳化液攪拌升溫到60°C，滴加0.Ig引發劑偶氮二異丁腈配制的水溶液，保溫聚合60min；加入碳酸氫鈉0.Ig攪拌均勻，然后滴加殼預乳化液和0.Ig引發劑偶氮二異丁腈配制的水溶液，85°C保溫聚合120min，冷卻用氨水調節pH值至7，得到具有核殼結構的苯-丙-有機硅共聚乳液；第四步將水以及中和劑加到攪拌器中，在300rpm的攪拌速度下加入水溶性丙烯酸樹脂，溶解后加入中和劑調節PH值至89得到水溶性丙烯酸樹脂溶液；第五步將具有核殼結構的苯-丙-有機硅共聚乳液與水溶性丙烯酸樹脂溶液按比例混合，加入流平劑、蠟乳液、分散劑以及平滑劑，攪拌混合均勻，最后將消泡劑加入上述混合物中攪拌均勻，再補充水調節粘度，過濾得到水性紙張上光油。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>上述水性紙張上光油的制備方法如下第一步在裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計、滴液漏斗的反應瓶中，加入核結構單體、乳化劑1.2g以及水14g，室溫預乳化30min，制得核預乳化液；核結構單體由甲基丙烯酸甲酯10g、丙烯酸丁酯6g、甲基丙烯酸4g以及苯乙烯8g組成。乳化劑由陰離子性乳化劑和非離子性乳化劑復配而成，其中，陰離子性乳化劑為十二烷基二苯醚二磺酸鈉，非離子性乳化劑為壬基酚聚氧乙烯醚，陰離子性乳化劑和非離子性乳化劑重量比為12。第二步在裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計、滴液漏斗的反應瓶中，加入殼結構單體43g、乳化劑2g以及水32g，室溫預乳化30min，制得殼預乳化液；殼結構單體由甲基丙烯酸甲酯21g、丙烯酸丁酯7g、甲基丙烯酸縮水甘油酯8g以及乙烯基三甲氧基硅烷5g組成。乳化劑由陰離子性乳化劑和非離子性乳化劑復配而成，其中，陰離子性乳化劑為十二烷基二苯醚二磺酸鈉，非離子性乳化劑為辛基酚聚氧乙烯醚，陰離子性乳化劑和非離子性乳化劑重量比為1:2。第三步將核預乳化液攪拌升溫到60°C，滴加0.2g引發劑過氧化苯甲酰配制的水溶液，保溫聚合60min；加入碳酸氫鈉0.1-0.2g攪拌均勻，然后滴加殼預乳化液和0.1-0.2g弓丨發劑過氧化苯甲酰配制的水溶液，85°C保溫聚合120min，冷卻用氨水調節pH值至7，得到具有核殼結構的苯-丙-有機硅共聚乳液；第四步將水以及中和劑加到攪拌器中，在300rpm的攪拌速度下加入水溶性丙烯酸樹脂，溶解后加入中和劑調節PH值至89得到水溶性丙烯酸樹脂溶液；第五步將具有核殼結構的苯-丙-有機硅共聚乳液與水溶性丙烯酸樹脂溶液按比例混合，加入流平劑、蠟乳液、分散劑以及平滑劑，攪拌混合均勻，最后將消泡劑加入上述混合物中攪拌均勻，再補充水調節粘度，過濾得到水性紙張上光油。實施例3一種水性紙張上光油成分如下生產廠家和型號含量(g)具有核殼結構的苯-丙-有機硅共聚乳液60水溶性丙烯酸樹脂同享化工有限公5司，S-70直鏈非離子型界面活性劑廣州九維商貿有限~~1公司，Disponil05巴西棕櫚蠟乳液天津惠誠精細化工~~1廠，BR-25氟改性丙烯酸聚合物流平劑廣州市霍普化學有~~1限公司，HP-877油脂和硅衍生物混合液消泡劑廣州九維商貿有限~~1公司，FoamasterH有機硅平滑劑南京百聚科技有限~5公司，SL-350乙醇胺1去離子水10上述水性紙張上光油的制備方法如下第一步在裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計、滴液漏斗的反應瓶中，加入核結構單體、乳化劑Ig以及水10g，室溫預乳化30min，制得核預乳化液；核結構單體由甲基丙烯酸甲酯6g、丙烯酸丁酯5.5g、甲基丙烯酸3.5g以及苯乙烯6g組成。乳化劑由陰離子性乳化劑和非離子性乳化劑復配而成，其中，陰離子性乳化劑為十二烷基硫酸鈉，非離子性乳化劑為壬基酚聚氧乙烯醚，陰離子性乳化劑和非離子性乳化劑重量復配比為11。第二步在裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計、滴液漏斗的反應瓶中，加入殼結構單體、乳化劑2g以及水30g，室溫預乳化30min，制得殼預乳化液；殼結構單體由甲基丙烯酸甲酯20g、丙烯酸丁酯6.5g、甲基丙烯酸縮水甘油酯7g以及乙烯基三甲氧基硅烷6g組成。乳化劑由陰離子性乳化劑和非離子性乳化劑復配而成，其中，陰離子性乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉，非離子性乳化劑為壬基酚聚氧乙烯醚，陰離子性乳化劑和非離子性乳化劑重量復配比為11。第三步將核預乳化液攪拌升溫到60°C，滴加0.1-0.2g引發劑過硫酸銨配制的水溶液，保溫聚合60min；加入碳酸氫鈉0.1-0.2g攪拌均勻，然后滴加殼預乳化液和0.1-0.2g弓丨發劑過硫酸鉀配制的水溶液，85°C保溫聚合120min，冷卻用氨水調節pH值至7，得到具有核殼結構的苯-丙-有機硅共聚乳液；第四步將水以及中和劑加到攪拌器中，在300rpm的攪拌速度下加入水溶性丙烯酸樹脂，溶解后加入中和劑調節PH值至89得到水溶性丙烯酸樹脂溶液；第五步將具有核殼結構的苯-丙-有機硅共聚乳液與水溶性丙烯酸樹脂溶液按比例混合，加入流平劑、蠟乳液、分散劑以及平滑劑，攪拌混合均勻，最后將消泡劑加入上述混合物中攪拌均勻，再補充水調節粘度，過濾得到水性紙張上光油。實施例4<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>上述水性紙張上光油的制備方法如下第一步在裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計、滴液漏斗的反應瓶中，加入核結構單體、乳化劑0.Sg以及水14g，室溫預乳化30min，制得核預乳化液；核結構單體由甲基丙烯酸甲酯10g、丙烯酸丁酯6g、甲基丙烯酸3g以及苯乙烯5g組成。乳化劑為重量比為73的十二烷基苯磺酸鈉與壬基酚聚氧乙烯醚的混合物。第二步在裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計、滴液漏斗的反應瓶中，加入殼結構單體、乳化劑2g以及水26g，室溫預乳化30min，制得殼預乳化液；殼結構單體由甲基丙烯酸甲酯15g、丙烯酸丁酯6g、甲基丙烯酸縮水甘油酯6g以及乙烯基三甲氧基硅烷6g組成。乳化劑為重量比為73的十二烷基苯磺酸鈉與壬基酚聚氧乙烯醚的混合物。第三步將核預乳化液攪拌升溫到60°C，滴加0.2g引發劑過硫酸鉀配制的水溶液，保溫聚合60min；加入碳酸氫鈉0.2g攪拌均勻，然后滴加殼預乳化液和0.Ig引發劑過硫酸銨配制的水溶液，85°C保溫聚合120min，冷卻用氨水調節pH值至7，得到具有核殼結構的苯-丙-有機硅共聚乳液；第四步將水以及中和劑加到攪拌器中，在300rpm的攪拌速度下加入水溶性丙烯酸樹脂，溶解后加入中和劑調節PH值至89得到水溶性丙烯酸樹脂溶液；第五步將具有核殼結構的苯-丙-有機硅共聚乳液與水溶性丙烯酸樹脂溶液按比例混合，加入流平劑、蠟乳液、分散劑以及平滑劑，攪拌混合均勻，最后將消泡劑加入上述混合物中攪拌均勻，再補充水調節粘度，過濾得到水性紙張上光油。實施例5<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>上述水性紙張上光油的制備方法如下第一步在裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計、滴液漏斗的反應瓶中，加入核結構單體、乳化劑1.2g以及水8g，室溫預乳化30min，制得核預乳化液；核結構單體由甲基丙烯酸甲酯4g、丙烯酸丁酯5g、甲基丙烯酸4g以及苯乙烯8g組成。乳化劑為重量比為73的十二烷基苯磺酸鈉與壬基酚聚氧乙烯醚的混合物。第二步在裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計、滴液漏斗的反應瓶中，加入殼結構單體、乳化劑1.Sg以及水32g，室溫預乳化30min，制得殼預乳化液；殼結構單體由甲基丙烯酸甲酯21g、丙烯酸丁酯7g、甲基丙烯酸縮水甘油酯8g以及乙烯基三甲氧基硅烷7g組成。乳化劑為重量比為73的十二烷基苯磺酸鈉與壬基酚聚氧乙烯醚的混合物。第三步將核預乳化液攪拌升溫到60°C，滴加0.Ig引發劑過硫酸銨配制的水溶液，保溫聚合60min；加入碳酸氫鈉0.Ig攪拌均勻，然后滴加殼預乳化液和0.Ig引發劑過硫酸鉀配制的水溶液，85°C保溫聚合120min，冷卻用氨水調節pH值至7，得到具有核殼結構的苯-丙-有機硅共聚乳液；第四步將水以及中和劑加到攪拌器中，在300rpm的攪拌速度下加入水溶性丙烯酸樹脂，溶解后加入中和劑調節PH值至89得到水溶性丙烯酸樹脂溶液；第五步將具有核殼結構的苯-丙-有機硅共聚乳液與水溶性丙烯酸樹脂溶液按比例混合，加入流平劑、蠟乳液、分散劑以及平滑劑，攪拌混合均勻，最后將消泡劑加入上述混合物中攪拌均勻，再補充水調節粘度，過濾得到水性紙張上光油。涂布后的涂層的光亮度檢測對比例市場現有的成熟的乳液型產品(上海高邦印刷材料有限公司，水性上光油)使用實施例15配置的產品、對比例，涂布干燥后進行光亮度測試。實驗器材=KGZ-IB型鏡向光澤儀(天津偉達實驗機廠)。實驗步驟按照KGZ-IB型鏡向光澤儀的使用要求，進行測試，測定涂膜的60度光澤。測試結果如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>涂布后的涂層的耐磨性檢測對比例市場現有的成熟的乳液型產品(上海高邦印刷材料有限公司，水性上光油)使用實施例15配置的產品、對比例，涂布干燥后進行耐磨性測試。實驗器材摩擦試驗機(濟南蘭光機電技術有限公司，MCJ-01Α)。實驗步驟按照摩擦試驗機的使用要求，將試樣裁成規定的尺寸，進行測試(往返600次)，根據涂層磨損情況，判定耐磨性。測試結果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>涂布后的涂層的抗粘連性檢測對比例市場現有的成熟的乳液型產品(上海高邦印刷材料有限公司，水性上光油)使用實施例15配置的產品、對比例，涂布干燥后進行抗粘連性測試。實驗器材恒溫恒濕箱(上海一華儀器設備有限公司，HS/YH-100)。實驗步驟將試樣裁成一定的尺寸，放在相對濕度85%，攝氏60°C環境中，施加lkg/cm2的壓力，面對面壓24小時，觀察涂層是否粘連。測試結果如下對比例略微發粘實施例1略微發粘實施例2不發粘實施例3不發粘實施例4不發粘實施例5不發粘結論從上述應用結果可以看出使用實施例15配置的紙張上光油，與對比例相比，光亮度、耐磨性和抗粘連性均有所提高。權利要求一種水性紙張上光油，其特征在于，由以下以重量份計的成分組成具有核殼結構的苯-丙-有機硅共聚乳液45～75，水溶性丙烯酸樹脂2～10，分散劑0.5～2，蠟乳液0.5～3，流平劑0.5～2，消泡劑0.2～2，平滑劑0～0.5，中和劑為0.2～2和水5～10。2.如權利要求1所述的水性紙張上光油，其特征在于，所述的具有核殼結構的苯-丙_有機硅共聚乳液的核結構由以下以重量份計的單體共聚而成甲基丙烯酸甲酯410、丙烯酸丁酯56、甲基丙烯酸34以及苯乙烯58；殼結構由以下以重量份計的單體共聚而成甲基丙烯酸甲酯1521、丙烯酸丁酯67、甲基丙烯酸縮水甘油酯68以及有機硅單體57。3.如權利要求2所述的水性紙張上光油，其特征在于，所述有機硅單體為含乙烯基的有機硅氧烷單體。4.如權利要求1所述的水性紙張上光油，其特征在于，所述的分散劑為聚丙烯酸鈉鹽、聚丙烯酸銨鹽或直鏈非離子型界面活性劑。5.如權利要求1所述的水性紙張上光油，其特征在于，所述的蠟乳液為聚乙烯蠟乳液、巴西棕櫚蠟乳液或其混合物。6.如權利要求1所述的水性紙張上光油，其特征在于，所述的消泡劑為聚醚改性硅氧烷、乳液型聚硅氧烷、油脂和硅衍生物混合液或其混合物。7.如權利要求1所述的水性紙張上光油，其特征在于，所述的平滑劑為有機硅類物質。8.如權利要求1所述的水性紙張上光油，其特征在于，所述的中和劑為氨水或有機胺。9.權利要求2所述水性紙張上光油的制備方法，其特征在于，具體步驟為第一步在裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計、滴液漏斗的反應瓶中，加入核結構單體1728重量份、乳化劑0.81.2重量份以及水814重量份，室溫預乳化30min，制得核預乳化液；第二步在裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計、滴液漏斗的反應瓶中，加入殼結構單體3243重量份、乳化劑1.82重量份以及水2632重量份，室溫預乳化30min，制得殼預乳化液；第三步將核預乳化液攪拌升溫到60°C，滴加0.1-0.2重量份引發劑配制的水溶液，保溫聚合60min；加入碳酸氫鈉0.1-0.2重量份攪拌均勻，然后滴加殼預乳化液和0.1-0.2重量份引發劑配制的水溶液，85°C保溫聚合120min，冷卻用氨水調節pH值至7，得到具有核殼結構的苯-丙-有機硅共聚乳液；第四步將水以及中和劑加到攪拌器中，加入水溶性丙烯酸樹脂，溶解后加入中和劑調節PH值至89得到水溶性丙烯酸樹脂溶液；第五步將具有核殼結構的苯-丙-有機硅共聚乳液與水溶性丙烯酸樹脂溶液按比例混合，加入流平劑、蠟乳液、分散劑以及平滑劑，攪拌混合均勻，最后將消泡劑加入上述混合物中攪拌均勻，再補充水調節粘度，過濾得到水性紙張上光油。全文摘要本發明提供了一種水性紙張上光油及其制備方法，所述的水性紙張上光油，其特征在于，由以下以重量份計的成分組成具有核殼結構的苯-丙-有機硅共聚乳液45～75，水溶性丙烯酸樹脂2～10，分散劑0.5～2，蠟乳液0.5～3，流平劑0.5～2，消泡劑0.2～2，平滑劑0～0.5，中和劑為0.2～2和水5～20。所述的制備方法包括制備具有核殼結構的苯-丙-有機硅共聚乳液、配制水溶性丙烯酸樹脂溶液以及與其他原料混合。本發明的優點是同時具有高光、高抗粘連、耐磨性能。文檔編號D21H19/22GK101798776SQ2010101352公開日2010年8月11日申請日期2010年3月30日優先權日2010年3月30日發明者孫付霞,張華,王寶湖申請人:上海睿途新材料科技有限公司