專利名稱：一種水性油墨以及其所用彈性乳液和制備方法
技術領域：
本發明涉及一種水性油墨用彈性乳液及其制備方法，并涉及一種用該彈性乳液的水性油墨。
背景技術：
彈性乳液由于具有優異的回彈性、柔韌性、粘接性、耐候性等性能，被廣泛應用于彈性乳膠漆、彈性膩子和彈性涂料等，尤其在建筑領域的應用更為常見。但應用于水性油墨中很少見。流變性是水性油墨最重要的基本性能之一。流變性對水性油墨中顏料的沉淀聚并，印刷轉移性以及流平成膜性有重大的決定作用，而作為水性油墨用的乳液直接影響著水性油墨的流變性。發明專利公開號CN101638452A《高固含純丙彈性乳液》，CN1557850A 《有機硅改性丙烯酸彈性乳液的制備方法》，CN101358049A《用于固化建筑膩子的彈性乳液及其制備方法》等制備的彈性乳液黏度低，流變性不佳，很難適用于水性油墨。
發明內容
基于現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種適合用于水性油墨的彈性乳液和制備方法，并提供一種用該彈性乳液的水性油墨，令用該彈性乳液作為連接料配制成的水性油墨具有優良的流變性，印刷適應性，成膜后彈性好，耐折性能優異。為了實現上述目的，本發明的解決方案是
一種水性油墨用彈性乳液，由下列原料按重量份數配制而成
苯乙烯5 8份；
丙烯酸乙酯3 5份；
丙烯酸丁酯32 35份；
衣康酸單丁酯1 2份；
N-羥甲基丙烯酰胺1 2份；丙烯酸酯樹脂液5 10份；
碳酸氫鈉0. 05 0. 1份；
復合乳化劑2 3份；
復合引發劑0. 35 0.5份；
去離子水35 45份。所述的丙烯酸酯樹脂液的酸值為120 160，分子量為5 10萬，Tg=70 80°C， pH=9. 5 10. 0，固含量為28 30%。丙烯酸酯樹脂液比例增加，彈性乳液的穩定性、流平性等性能也隨之提高。但是如果丙烯酸酯樹脂液比例過高時，彈性乳液的防水性會下降。綜合考慮，丙烯酸酯的最佳比例為占彈性乳液質量分數的5 10份。所述的復合乳化劑是由可聚合陰離子乳化劑烯丙基聚氧乙烯醚硫酸銨、陰離子乳化劑烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉和非離子乳化劑烷基聚氧乙烯醚(含40個EO環氧乙烷)三種組
4成，且有效成分重量比為1:3:2。所述的復合引發劑是由過硫酸銨、雕白粉(甲醛次硫酸氫鈉)和叔丁基過氧化氫三種組成，且重量比為7:2:1。一種水性油墨用彈性乳液的制備方法，包括如下步驟 第一步預制組分
A、釜底部分將陰離子乳化劑烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉原料重量的10 20%和含40個 EO的非離子乳化劑烷基聚氧乙烯醚原料重量的5 10%、所有的碳酸氫鈉以及20份去離子水混合，組成釜底部分；
B、過硫酸銨水溶液將所有的過硫酸銨和10份去離子水混合，獲得過硫酸銨水溶液；
C、預乳化液將所有單體、可聚合陰離子乳化劑烯丙基聚氧乙烯醚硫酸銨、剩余的陰離子乳化劑烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉和含40個EO的非離子乳化劑烷基聚氧乙烯醚以及13份去離子水混合，攪拌乳化，獲得預乳化液；
D、雕白粉水溶液將所有的雕白粉與1份去離子水混合，獲得雕白粉水溶液； 第二步聚合
將釜底部分及預乳化液重量的5% 10%加熱至80 85°C，加入過硫酸銨水溶液重量的10 20%，反應30分鐘；保持釜內溫度80 85°C，同時滴加剩余的硫酸銨水溶液和預乳化液，滴加時間為4 4. 5小時；滴加完畢后，于85°C保溫1小時，接著降溫至70 75°C， 加入叔丁基過氧化氫，10分鐘后，于65 70°C用30分鐘滴完雕白粉水溶液，然后保溫15 分鐘；最后，緩慢加入丙烯酸酯樹脂液，分散10分鐘后，過濾，出料，獲得水性油墨用彈性乳液。含有上述彈性乳液的水性油墨，由以下原料按重量百分比配制而成 水性油墨基墨40% 50%;
彈性乳液30% 45% ；
費托蠟乳液3% 5% ；
消光粉0% 6% ；
有機硅消泡劑0. 3% 0. 5% ；
潤濕劑0. 5% 1%。
去離子水5% 10%。所述的水性油墨基墨為水溶性丙烯酸樹脂。所述的費托蠟乳液是一種混合物，蠟粉含量為45% 50%。所述的消光粉為氣相二氧化硅消光粉。所述的潤濕劑是一種動態潤濕劑，其結構是非離子型，具有優秀的親水、潤濕、低泡等性能，如美國氣體公司的104E表面活性劑。采用上述方案后，本發明與現有技術相比，有益的是
(1)在常規丙烯酸乳液生產過程中加入丙烯酸酯樹脂液，從根本上改變乳液液體的流變性能，使其接近牛頓型流體，并提高乳液的穩定性和印刷適應性等關鍵性能；
(2)在彈性乳液中引入衣康酸單丁酯，其長酯鏈有一定增塑(增韌，并提高附著力)作用，一來可以提高乳液對顏料的潤濕性和分散性，還可以提高成膜后的柔韌性。
具體實施例方式實施例一
在帶有攪拌器的三口燒瓶中，加入70份固含量為42%、酸值為150、分子量為5 10萬、 Tg=78°C的堿溶性丙烯酸乳液，再加入16. 8份去離子水和8份異丙醇，然后一邊攪拌一邊加入5. 2份的一乙醇胺，得到固含量為29. 4%的透明丙烯酸酯樹脂液，測得黏度為150 200 秒(國產涂4#杯，測試溫度為40°C )，PH值為9. 6。
實施例二
1、在一個帶有攪拌的圓底燒瓶中(攪拌開啟，300-500轉/分鐘)，加入130克去離子水、5克可聚合乳化劑Emulsogen APS 100 (100%，Clariant注100%為此乳化劑的有效含量，德國科萊恩產品，即可聚合陰離子乳化劑烯丙基聚氧乙烯醚硫酸銨)、12克Emulsogen EPA073 ( %，Clariant，即陰離子乳化劑烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉)、9克Emulsogen LCN 407 (70%, Clariant,即含40個EO的非離子乳化劑烷基聚氧乙烯醚)，攪拌5分鐘，然后在不斷攪拌過程中，加入50克苯乙烯、30克丙烯酸乙酯、350克丙烯酸丁酯、20克N-羥甲基丙烯酰胺(48%)、10克衣康酸單丁酯，制得預乳化液；
2、用100克去離子水溶解3.5克過硫酸銨，制得過硫酸銨水溶液；
3、一個帶有漿式攪拌器、熱電偶和冷凝器的1升四口圓底燒瓶中，加入200克去離子水、1 克碳酸氫鈉、3 克 Emulsogen EPA073 (28%, Clariant)U 克 Emulsogen LCN 407 (70%, Clariant)，攪拌升溫至80°C左右加入10%預乳化液和20% (占過硫酸銨水溶液總量)的過硫酸銨水溶液；再升溫到85°C，待乳液變藍時繼續反應30分鐘，制得種子乳液；
4、在85°C，同時滴加剩余的預乳化液和引發劑溶液，滴加時間為4 4.5小時；
5、在85°C下保溫1小時，接著降溫至70 75°C，加入0.5克叔丁基過氧化氫，10分鐘后，于65 70°C用30分鐘滴完1克雕白粉和10水組成的水溶液，然后保溫15分鐘；
6、最后，緩慢加入65克丙烯酸酯樹脂液，分散10分鐘后，過濾，出料，獲得水性油墨用彈性乳液A。實施例三
在實施列一的預乳化液中，將衣康酸單丁酯的用量改為20克，丙烯酸丁酯的用量改為 340克，其它配方和實施工藝與實施例一相同，制得水性油墨用彈性乳液B。實施例四
在實施列二中，將丙烯酸酯樹脂液的用量提高到100克，其它配方和實施工藝與實施例二相同，制得水性油墨用彈性乳液C。應用實施例
用本發明的彈性乳液作為連接料配制成軟質啞光墨，可廣泛應用于水性涂布墨中，提高涂布紙的耐折性、柔韌性和手感等性能，達到禮品盒等包裝要求。以下是采用進口的彈性乳液PRIMAL 2438M (美國羅門哈斯)及本發明的三種彈性乳液配制成四種藍色軟質啞光墨， 其配方如表1所示。
權利要求
1.一種水性油墨用彈性乳液，其特征在于由下列原料按重量份數配制而成 苯乙烯5 8份；丙烯酸乙酯3 5份； 丙烯酸丁酯32 35份； 衣康酸單丁酯1 2份； N-羥甲基丙烯酰胺1 2份； 丙烯酸酯樹脂液5 10份； 碳酸氫鈉0. 05 0. 1份； 復合乳化劑2 3份； 復合引發劑0. 35 0.5份； 去離子水35 45份。
2.如權利要求1所述的一種水性油墨用彈性乳液，其特征在于所述的丙烯酸酯樹脂液的酸值為120 160，分子量為5 10萬，Tg=70 80°C，pH=9. 5 10. 0，固含量為28 30%。
3.如權利要求1所述的一種水性油墨用彈性乳液，其特征在于所述的復合乳化劑是由可聚合陰離子乳化劑烯丙基聚氧乙烯醚硫酸銨、陰離子乳化劑烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉和含40個EO的非離子乳化劑烷基聚氧乙烯醚三種組成，且有效成分重量比為1 :3 :2。
4.如權利要求1所述的一種水性油墨用彈性乳液，其特征在于所述的復合引發劑是由過硫酸銨、雕白粉和叔丁基過氧化氫三種組成，且重量比為7 2 :1。
5.如權利要求1所述一種水性油墨用彈性乳液的制備方法，其特征在于包括如下步驟第一步預制組分A、釜底部分將陰離子乳化劑烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉原料重量的10 20%和含40個 EO的非離子乳化劑烷基聚氧乙烯醚原料重量的5 10%、所有的碳酸氫鈉以及20份去離子水混合，組成釜底部分；B、過硫酸銨水溶液將所有的過硫酸銨和10份去離子水混合，獲得過硫酸銨水溶液；C、預乳化液將所有單體、可聚合陰離子乳化劑烯丙基聚氧乙烯醚硫酸銨、剩余的陰離子乳化劑烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉和含40個EO的非離子乳化劑烷基聚氧乙烯醚以及13份去離子水混合，攪拌乳化，獲得預乳化液；D、雕白粉水溶液將所有的雕白粉與1份去離子水混合，獲得雕白粉水溶液； 第二步聚合將釜底部分及預乳化液重量的5% 10%加熱至80 85°C，加入過硫酸銨水溶液重量的10 20%，反應30分鐘；保持釜內溫度80 85°C，同時滴加剩余的硫酸銨水溶液和預乳化液，滴加時間為4 4. 5小時；滴加完畢后，于85°C保溫1小時，接著降溫至70 75°C， 加入叔丁基過氧化氫，10分鐘后，于65 70°C用30分鐘滴完雕白粉水溶液，然后保溫15 分鐘；最后，緩慢加入丙烯酸酯樹脂液，分散10分鐘后，過濾，出料，獲得水性油墨用彈性乳液。
6.如權利要求1所述一種水性油墨用彈性乳液在水性油墨中的應用，其特征在于該水性油墨由以下原料按重量百分比配制而成水性油墨基墨40% 50%;彈性乳液30% 45% ；費托蠟乳液3% 5% ；消光粉0% 6% ；有機硅消泡劑0. 3% 0. 5% ；潤濕劑0. 5% 1%去離子水5% 10%。
7.如權利要求6所述一種水性油墨用彈性乳液在水性油墨中的應用，其特征在于 所述的水性油墨基墨為水溶性丙烯酸樹脂；所述的費托蠟乳液是一種混合物，蠟粉含量為 45% 50% ；所述的消光粉為氣相二氧化硅消光粉；所述的潤濕劑是一種動態潤濕劑。
全文摘要
本發明公開一種水性油墨用彈性乳液，由下列原料按重量份數配制而成苯乙烯5～8份；丙烯酸乙酯3～5份；丙烯酸丁酯32～35份；衣康酸單丁酯1～2份；N-羥甲基丙烯酰胺1～2份；丙烯酸酯樹脂液5～10份；碳酸氫鈉0.05～0.1份；復合乳化劑2～3份；復合引發劑0.35～0.5份；去離子水35～45份。本發明還公開該水性油墨用彈性乳液的制備方法和用該彈性乳液的水性油墨。使用該彈性乳液作為連接料配制成的水性油墨具有優良的流變性，印刷適應性，成膜后彈性好，耐折性能優異。
文檔編號C08F220/18GK102382509SQ20111026475
公開日2012年3月21日 申請日期2011年9月8日 優先權日2011年9月8日
發明者劉潤林, 朱力勇, 趙英華, 連坤鵬 申請人:東莞市英科水墨有限公司