[發(fā)明專利]一種水性油墨用耐熱乳液的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202211044776.4
• 申請日: 2022-08-30
• 公開（公告）號: CN115353590A
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊云飛;楊智健
• 申請（專利權(quán)）人: 上海高邦印刷材料有限公司
• 主分類號: C08F265/06
• 分類號: C08F265/06;C08F230/08;C08F212/08;C08F220/14;C08F220/18;C08F232/08;C09D11/106
• 代理公司: 上海三方專利事務(wù)所(普通合伙) 31127
• 代理人: 吳瑋

本發(fā)明涉及高分子精細(xì)化工領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是一種水性油墨用耐熱乳液的制備方法，包含兩個步驟：第一步是將水溶性丙烯酸聚合物制備成堿性水溶液；第二部是將含耐熱單體有機(jī)硅氧烷和環(huán)狀乙烯基單體、烯屬不飽和單體混合物滴加至第一步制備好的聚合物溶液進(jìn)行乳液聚合。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點在于：該乳液由于水溶性聚合物的存在賦予了乳液很好的復(fù)溶性，適合水性油墨的印刷。有機(jī)硅單體和環(huán)狀乙烯基單體的存在大大提高了乳液的耐熱性。該乳液的所用的耐熱單體安全環(huán)保，可以廣泛應(yīng)用于具有耐熱要求的食品包裝印刷油墨和光油領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子精細(xì)化工領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是一種水性油墨用耐熱乳液的制備方法。

背景技術(shù)

丙烯酸酯樹脂是熱塑性高分子聚合物。通過乳液聚合合成的丙烯酸酯乳液有單體轉(zhuǎn)化率高、固含量高、無毒無味、環(huán)保等特點，因而具有廣泛的用途。包括用于水性油墨、水性光油、涂料、膠黏劑等領(lǐng)域。

用于油墨的水性丙烯酸乳液由于有印刷適應(yīng)性要求通常需要很好的復(fù)溶性，所以在合成過程中引入了大量的低分子量、高酸值的輔助樹脂來提高樹脂的復(fù)溶性。這種特殊的工藝使得丙烯酸樹脂中引入了大量的低分子量聚合物而降低了乳液本身的耐熱性，這也限制了油墨用樹脂在更多耐熱場合的使用。目前研究較多的方向是通過引入交聯(lián)單體提高樹脂的交聯(lián)密度來提高乳液的耐熱性。中國專利CN102911630通過引入雙丙酮丙烯酰胺作為交聯(lián)單體的方法制備了一種耐熱壓敏膠，通過交聯(lián)單體的引入，很好的提高了膠黏劑的耐熱性，但是該方法制得的樹脂由于是常溫后交聯(lián)機(jī)理，交聯(lián)很慢，乳液的耐熱性通常要一星期之后才能很好的體現(xiàn)，很難滿足市場上要求的快速交聯(lián)的要求。中國專利CN1887921提出了引入有機(jī)硅單體提高乳液耐熱、耐水性的方法，通過有機(jī)硅單體的開環(huán)聚合合成核乳液，通過后滴加醋酸乙烯酯單體的方式合成殼乳液制得了高性能有機(jī)硅改性醋酸乙烯乳液。該發(fā)明闡述了有機(jī)硅的引入提高了膠膜的耐水性、耐熱性。但是該聚合物乳液是以聚乙烯醇為保護(hù)膠，以此制得的乳液酸值很低，無法滿足水性油墨印刷復(fù)溶性的要求。美國專利US6162850通過引入硼砂作為交聯(lián)劑制得了耐熱乳液。但是，硼砂由于其毒性的存在，在食品包裝領(lǐng)域已經(jīng)禁用。該方法制得的乳液無法應(yīng)用于食品包裝用油墨和光油領(lǐng)域。總之，市場上關(guān)于可用于油墨的耐熱乳液的研究屈指可數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，通過引入乙烯基有機(jī)硅交聯(lián)單體和具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的乙烯基單體來提高丙烯酸乳液的耐熱性能，同時保證乳液具有較高的酸值，以保證可以滿足用于食品包裝用水性油墨及光油的印刷要求。

為了實現(xiàn)上述目的，設(shè)計一種水性油墨用耐熱乳液的制備方法，該制備方法包含兩個步驟：第一步是將水溶性丙烯酸聚合物制備成堿性水溶液；第二部是將含耐熱單體有機(jī)硅氧烷和環(huán)狀乙烯基單體、烯屬不飽和單體混合物滴加至第一步制備好的聚合物溶液進(jìn)行乳液聚合。

水溶性聚合物是指由丙烯酸酯類單體、苯乙烯、甲基苯乙烯等經(jīng)溶液聚合而形成的具有一定酸值和分子量的聚合物。其中丙烯酸酯單體可以是(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、(甲基)丙烯酸中的一種或幾種。其中典型的聚合物代表可以選自市售的產(chǎn)品：如BASF的系列產(chǎn)品，Joncryl 678,Joncryl 682,Joncryl 680,Joncryl690等.INDULOR公司的Indurez SR10,Indurez SR20,Indurez SR30,Indurez SR100等，以及其它市售的類似于此類結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品。

乙烯基有機(jī)硅單體具體的通式如下：CH2＝CR1-(Si-O)n-R2,其中R1可以是氫、C1～12的烷基、酰氧基；n＝1～10；R2是C1～12的直鏈或支鏈烷基。

環(huán)狀乙烯基環(huán)狀單體結(jié)構(gòu)的市售的(甲基)丙烯酸環(huán)己基酯、(甲基)丙烯酸環(huán)戊酯、(甲基)丙烯酸雙環(huán)戊二烯酯、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己內(nèi)酰胺、N-乙烯基嗎啉中的一種或幾種。