專利名稱：高光澤水性上光涂料的制備方法及應用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用作造紙涂布過程的功能性助劑，尤其涉及高光澤水性上光涂料的制備方法及應用。
背景技術(shù)：
隨著印刷包裝材料上光要求的提高和人們環(huán)保意識的增強，紙張水性上光涂料由于其具有高光澤、優(yōu)良的耐磨性和耐候性及低VOC等優(yōu)點，已廣泛用于煙、酒、瓶貼、茶葉、 食品、化妝品、日化、百貨、禮品、工藝品等產(chǎn)品的精美包裝，水性上光涂料的市場需求也不斷上升。上光涂料在上光加工過程中起著重要的作用，其性能直接影響到紙張的光澤、外觀清晰度、防潮、防霉、耐磨等保護效果。目前，國內(nèi)生產(chǎn)的上光涂料有溶劑型、醇溶型、水性 (乳液型)涂料，其中溶劑型和醇溶型涂料中含有大量有機溶劑，氣味大，易對環(huán)境造成污染；高光澤水性上光涂料是以合成樹脂代替油脂，以水代替有機溶劑的一種環(huán)境友好型上光油，不僅具有高光澤度，而且有利于紙品的回收再生，已經(jīng)成為涂料工業(yè)的主要發(fā)展方向之一。申請人:曾公開過一項專利(CN200810035264)，通過加丙烯酸樹脂、丙烯酸酯樹脂、 中和劑、流平劑和耐磨劑等制備的真空鍍鋁紙用面涂涂料具有優(yōu)異的透明度和耐磨性，在此基礎(chǔ)上，申請人研究發(fā)現(xiàn)，其成膜后，透明度和光澤度還需要進一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高光澤水性上光涂料的制備方法及應用，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。本發(fā)明的高光澤水性上光涂料的制備方法，包括如下步驟(1)將功能單體、(甲基)丙烯酸酯和(甲基)苯乙烯在1. 5 3. 5 /J' 入由丙烯酸樹脂、乳化劑和引發(fā)劑組成的混合乳液中，在75 90°C下反應2. 0 -得到合成樹脂；
、時內(nèi)，滴加 -4. 0小時，
各組份及重量百分比如下 功能單體1 5%
(甲基)丙烯酸酯類單體2 15% (甲基)苯乙烯5 25%
丙烯酸樹脂3 10%
乳化劑0.05 2.0%
引發(fā)劑0.2 2.0%
水60 80%
所述的功能單體選自丙烯酰胺、羥甲基丙烯酰胺、雙丙酮丙烯酰胺、二甲基二烯丙
所述的(甲基)丙烯酸酯選自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異辛酯、丙烯酸-2-羥乙酯或甲基丙烯酸-2-羥丙酯中的至少一種；所述的乳化劑選自壬基酚聚氧乙烯醚、二芐基異丙苯基酚聚氧乙烯醚、松香酸聚氧乙烯酯或甘油聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚脂肪酸酯、聚氧化乙烯單月桂酸酯中的至少一種；所述的引發(fā)劑選自過硫酸銨、過硫酸鉀或過硫酸鈉中的至少一種；所述的丙烯酸樹脂的酸值為150 400mgK0H/g，分子量為1000 5000 ；(2)將所述的取合成樹脂5 35份，丙烯酸酯樹脂100份，消泡劑0. 1 1. 0份， 流平劑0. 2 0. 8份，水150 500份，攪拌混合，即可獲得所述高光澤水性上光涂料；所述的消泡劑選自聚二甲基硅氧烷、磷酸三丁酯、乙酸月桂醇酯、苯乙醇油酸酯或聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚中的至少一種；所述的丙烯酸酯樹脂的玻璃化溫度Tg為-10 30°C，酸值為0 15mgK0H/g ；所述的流平劑選自聚二甲基硅氧烷、聚酯改性有機硅或硅酮改性聚丙烯酸酯中的至少一種；本發(fā)明制備的高光澤水性上光涂料，對CN200810035264進行了改進，通過合成樹脂(步驟1中的產(chǎn)物)，使高光澤水性上光涂料具有成膜后透明度高、光澤度好的優(yōu)點。其中加入功能單體，能形成陽離子線性共聚產(chǎn)物，在涂料中提供穩(wěn)定性和陽離子作用；在釜底加入丙烯酸樹脂，是由于此種樹脂富含羥基官能團，能穩(wěn)定懸浮于堿性分散體系中，而且能使成膜樹脂具有再增溶性，防止印刷上光過程成膜樹脂在滾軸上沉積。另外由于丙烯酸樹脂是水性上光涂料中最重要的部分，它對上光油涂層的光澤、附著力、耐磨性以及干燥速度均有影響，能起到保護紙張和油墨表面的作用，這樣使得涂料的成膜性能和光澤度都得到了提尚。本發(fā)明制備的高光澤水性上光涂料，重量固含量為15 40%，pH值為5 8，能夠有效地克服現(xiàn)有工藝的缺點，使涂料成膜后透明度和光澤度都得到了提高。
具體實施例方式實施例1在帶有冷凝器、攪拌器、溫度計和滴加裝置的IOOOmL四口燒瓶中，加入15克丙烯酸樹脂(酸值為150mgK0H/g，分子量為1000)、0. 25克壬基酚聚氧乙烯醚、1. 0克過硫酸鉀和400克蒸餾水，攪拌升溫至75°C，然后滴加以下混合單體4. 4克丙烯酰胺、0. 6克二甲基二烯丙基氯化銨，20克甲基丙烯酸甲酯和60克苯乙烯混合單體，在1. 5小時內(nèi)加完，維持溫度在75°C反應4. 0小時，降溫出料，得到自制合成樹脂，重量固含量為20. 1 %。然后將25克自合成樹脂、100克丙烯酸酯樹脂(玻璃化溫度Tg為-10°C )、0. 1克聚二甲基硅氧烷、0. 2 克聚酯改性有機硅和425克水混合攪拌30分鐘，制得高光澤水性上光涂料，pH值為6. 5，重量固含量15. 0%。實施例2在帶有冷凝器、攪拌器、溫度計和滴加裝置的IOOOmL四口燒瓶中，加入60克丙烯酸樹脂(酸值為270mgK0H/g，分子量為3000)、12克二芐基異丙苯基酚聚氧乙烯醚、12克過硫酸鈉和460克蒸餾水，攪拌升溫至85°C，然后滴加以下混合單體15克羥甲基丙烯酰胺、3
4克二甲基二烯丙基氯化銨，30克丙烯酸異辛酯和30克苯乙烯混合單體，在2. 5小時內(nèi)加完， 維持溫度在85°C反應3. 0小時，降溫出料，得到自制合成樹脂，重量固含量為5%。然后將143克自合成樹脂、100克丙烯酸酯樹脂(玻璃化溫度Tg為0°C )、0. 5克聚二甲基硅氧烷、0. 5克聚二甲基硅氧烷和298克水混合攪拌30分鐘，制得高光澤水性上光涂料，pH值為 5. 0，重量固含量25. 0%o實施例3在帶有冷凝器、攪拌器、溫度計和滴加裝置的IOOOmL四口燒瓶中，加入60克丙烯酸樹脂(酸值為400mgK0H/g，分子量為5000)、3克二芐基異丙苯基酚聚氧乙烯醚、3克過硫酸鈉和375克蒸餾水，攪拌升溫至80°C，然后滴加以下混合單體10克丙烯酰胺、2克二甲基二烯丙基氯化銨，90克甲基丙烯酸甲酯和60克苯乙烯混合單體，在3. 5小時內(nèi)加完，維持溫度在80°C反應3. 5小時，降溫出料，得到自制合成樹脂，重量固含量為36. 5%。然后將41 克自合成樹脂、100克丙烯酸酯樹脂(玻璃化溫度Tg為20°C )、0. 6克苯乙酸月桂醇酯、0. 8 克聚酯改性有機硅和183克水混合攪拌30分鐘，制得高光澤水性上光涂料，pH值為7. 6，重量固含量35. 4%0實施例4在帶有冷凝器、攪拌器、溫度計和滴加裝置的IOOOmL四口燒瓶中，加入48克丙烯酸樹脂(酸值為220mgK0H/g，分子量為4000)、6克二芐基異丙苯基酚聚氧乙烯醚、6克過硫酸銨和350克蒸餾水，攪拌升溫至90°C，然后滴加以下混合單體25克雙丙酮丙烯酰胺、5 克二甲基二烯丙基氯化銨，12克丙烯酸丁酯和150克苯乙烯混合單體，在2. 5小時內(nèi)加完， 維持溫度在90°C反應2. 0小時，降溫出料，得到自制合成樹脂，重量固含量為40. 0%。然后將50克自合成樹脂、100克丙烯酸酯樹脂(玻璃化溫度Tg為30°C ),1.0克磷酸三丁酯、 0. 6克硅酮改性聚丙烯酸酯和150克水混合攪拌30分鐘，制得高光澤水性上光涂料，PH值為8.0，重量固含量40.0%。實施例5對比例按照CN200810035264的方法制備水性上光涂料。使用實施例1 4配方配制的涂料。使用實施例1 4和對比例進行應用檢測，結(jié)果見下表涂膜后透明度用膜層透光率評定衡量，涂料膜層透光率用WGW光電霧度計測量， 檢測結(jié)果如下。
權(quán)利要求
1.高光澤水性上光涂料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將功能單體、(甲基)丙烯酸酯和(甲基)苯乙烯在1.5 3.5小時內(nèi)，滴加入由丙烯酸樹脂、乳化劑和引發(fā)劑組成的混合乳液中，在75 90°C下反應2. 0 4. 0小時，得到合成樹脂；(2)將所述的合成樹脂5 35份，丙烯酸酯樹脂100份，消泡劑0.1 1. 0份，流平劑 0. 2 0. 8份，水150 500份，攪拌混合，即可獲得所述高光澤水性上光涂料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，各組份及重量百分比如下 功能單體1 5%(甲基)丙烯酸酯類單體2 15% (甲基)苯乙烯5 25%丙烯酸樹脂3 10%乳化劑0.05 2.0%引發(fā)劑0.2 2.0%水60 80%所述的功能單體選自丙烯酰胺、羥甲基丙烯酰胺、雙丙酮丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化銨或甲基丙烯酸二甲胺基乙酯一氯甲烷季銨中的至少一種；所述的(甲基)丙烯酸酯選自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異辛酯、 甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異辛酯、丙烯酸-2-羥乙酯或甲基丙烯酸-2-羥丙酯中的至少一種；所述的乳化劑選自壬基酚聚氧乙烯醚、二芐基異丙苯基酚聚氧乙烯醚、松香酸聚氧乙烯酯或甘油聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚脂肪酸酯、聚氧化乙烯單月桂酸酯中的至少一種； 所述的弓I發(fā)劑選自過硫酸銨、過硫酸鉀或過硫酸鈉中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述的丙烯酸樹脂的酸值為 150 400mgK0H/g，分子量為 1000 5000。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的消泡劑選自聚二甲基硅氧烷、磷酸三丁酯、乙酸月桂醇酯、苯乙醇油酸酯或聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚中的至少一種；步驟⑵中，所述的丙烯酸酯樹脂的玻璃化溫度Tg為-10 30°C，酸值為0 15mgK0H/g；所述的流平劑選自聚二甲基硅氧烷、聚酯改性有機硅或硅酮改性聚丙烯酸酯中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4任一項所述的方法制備的高光澤水性上光涂料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高光澤水性上光涂料的應用，其特征在于，用于造紙涂布的表面處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高光澤水性上光涂料的制備方法及應用，制備方法，包括如下步驟(1)將功能單體、(甲基)丙烯酸酯和(甲基)苯乙烯在1.5～3.5小時內(nèi)，滴加入由丙烯酸樹脂、乳化劑和引發(fā)劑組成的混合乳液中，在75～90℃下反應2.0～4.0小時，得到合成樹脂；(2)將所述的合成樹脂5～35份，丙烯酸酯樹脂100份，消泡劑0.1～1.0份，流平劑0.2～0.8份，水150～500份，攪拌混合，即可獲得所述高光澤水性上光涂料。本發(fā)明制備的高光澤水性上光涂料，重量固含量為15～40％，pH值為5～8，能夠有效地克服現(xiàn)有工藝的缺點，使涂料成膜后透明度和光澤度都得到了提高。
文檔編號C08F220/56GK102533034SQ20111037568
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月22日
發(fā)明者周海波, 施曉旦, 王養(yǎng)臣 申請人:上海東升新材料有限公司