[發明專利]核殼結構的低溫自交聯丙烯酸酯乳液及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201310526726.4
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN103554341A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 皮丕輝;王衛憲;文秀芳;蔡智奇;徐守萍;程江
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08F220/14
• 分類號: C08F220/14;C08F220/18;C08F222/02;C08F220/58;C08F220/06;C08F2/26;C08F2/30;C09D11/10
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發明涉及一種丙烯酸酯乳液，特別是涉及一種核殼結構的低溫自交聯丙烯酸酯乳液及其制備方法與應用，具體應用于低極性的PE/PP薄膜油墨制備中。

背景技術

PE/PP薄膜由于極性低，所用油墨樹脂以溶劑型為主，存在溶劑揮發，污染環境，嚴重危害工人健康等諸多問題。而目前水性化的PE/PP薄膜用油墨，與溶劑型油墨相比，在附著力、耐濕摩擦性、抗回粘性等使用性能上還存在較大差距，難以滿足技術要求。

例如：中國發明專利CN201110220909.4公開的一種常溫自交聯有機硅改性的丙烯酸乳液，采用硬殼/軟核的核殼乳膠粒結構并在聚丙烯酸酯大分子上引入化學性能活潑的酮羰基，提高了乳膠膜的耐水、耐油性及抗回粘性，但在低極性的基材上附著力差，并不適合作為PE/PP塑料薄膜油墨。中國發明專利CN201010119665.6公開的一種塑料膜用水性油墨乳液，采用單體預乳化工藝，提高了水性油墨與塑料膜的粘結強度。但乳液配方中沒有羧酸類單體，最終乳液無法采用堿增稠調節粘稠度，且乳膠粒未采用不同玻璃化轉變溫度的核殼結構。中國發明專利CN201210081822.8公開的一種水性印刷油墨粘結劑，由兩種不同玻璃化轉變溫度的丙烯酸酯共聚物乳液A和B按一定比例混合制得，最終成膜溫度較高，作為塑料薄膜油墨抗粘連性較差。

發明內容

本發明的目的在于克服水性油墨在塑料薄膜上應用的不足，提供在PE、PP、PO、BOPP等塑料薄膜表面附著力高，耐水性好，抗粘連性優異的水性油墨乳液連接料。

本發明的另一個目的在于提供一種核殼結構的低溫自交聯丙烯酸酯乳液的制備方法。

本發明的再一個目的在于提供一種核殼結構的低溫自交聯丙烯酸酯乳液在水性油墨中的應用。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

核殼結構的低溫自交聯丙烯酸酯乳液的制備方法，包括以下步驟：

步驟一，以質量份數計，稱取0.3～0.6份的碳酸氫鈉、25～35份去離子水和0.6～1.2份乳化劑加入到反應器中，轉速200～400rpm攪拌，升高溫度至70～80℃；

步驟二，以質量份數計，稱取5～20份核單體、0.2～0.5份乳化劑、2～8份去離子水，以1000～2000rpm轉速分散15～30min，制得預乳化的核單體，待用；稱取0.1～0.3份引發劑、4～8份去離子水制備核引發劑液，待用；

保持反應溫度70～80℃，轉速200～400rpm，同時向所述反應器中滴加所述預乳化的核單體和核引發劑液，保溫反應30～40min，即得核層乳液；

步驟三，以質量份數計，稱取30～40份殼單體、0.8～1.2份乳化劑和7～14份去離子水，以1000～2000rpm轉速分散15～30min，制得預乳化的殼單體，待用；稱取0.2～0.5份引發劑和10～18份去離子水制備殼引發劑液；

保持溫度70～80℃，轉速200～400rpm,在步驟二所得的核層乳液中同時滴加所述預乳化的殼單體和殼引發劑液，制備殼層乳液，2～3h內滴完，保溫反應2～4h，冷卻降溫至35～40℃，調節pH值為7～9，得到核殼結構的低溫自交聯丙烯酸酯乳液；

所述的乳化劑為陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑以質量比為（1～3）:1的混合物，所述的陰離子表面活性劑為十二烷基二苯醚二磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、烷基酰胺基乙烯基磺酸鈉中的一種或多種；所述的非離子表面活性劑為烷酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇對異辛基苯基醚和辛基酚聚氧乙烯醚中的一種或多種；

所述引發劑為過硫酸鉀、過硫酸銨或過硫酸鈉；

所述核單體為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯其中一種或多種的混合物；

所述殼單體為第一類單體與第二類單體的混合物，其中第一類單體為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯其中一種或多種的混合物，占殼單體總量的85～95%；第二類單體為甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸、N-羥乙基丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、雙丙酮丙烯酰胺、乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯的一種或多種混合物，占殼單體總量的5%～15%。

為進一步實現本發明目的，所述的調節pH值是通過加入氨水調節。所述的反應器為帶溫度計、攪拌器、恒壓漏斗、回流冷凝器的四口燒瓶。所述的預乳化的核單體和核引發劑液30min內滴完。所述核層乳液的玻璃化轉變溫度是50～80℃，殼層乳液的玻璃化轉變溫度為0～30℃。