[发明专利]成膜流变型聚丙烯酸酯无皂乳液和合成工艺及其在油墨中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种无皂丙烯酸乳液，还涉及其制备方法，以及其在水性油墨中的应用。

背景技术

在公知常识中，传统的乳液聚合中都要加入乳化剂，以使体系稳定和成核。乳化剂一般为亲水性小分子化合物，残留在乳液中难以除去，使涂膜出现空隙而不完整，从而影响乳液聚合的电性能、光学性能、表面性能及耐水性等，同时还会造成环境污染。然而无皂乳液聚合是指不加乳化剂(更确切地说不加常规小分子乳化剂)或加入微量乳化剂(小于其临界胶束浓度)的乳液聚合过程。由于其基本不含小分子乳化剂，用无皂乳液所制备的水性油墨及罩光油产品的耐水性大大提高，不易起泡，聚合物乳液的性能大为改善，同时，无皂乳液聚合还具有高反应速率、高转化率、低体系粘度、单分散性和无污染等性能。

而流变性是油墨、涂料重要的基本性能之一，流变性对油墨中颜料的沉淀聚并，印刷转移性，流平成膜性有重大的决定作用，而作为油墨、涂料基料用的乳液直接影响着油墨的流变性。

基于上述目的，自1960年Matsumoto和Ochi在完全不含乳化剂的条件下，合成出了具有粒度单分散性的聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯及聚醋酸乙烯酯乳液，此后，人们一直致力于无皂乳液聚合的理论研究及技术开发工作。无皂乳液合成技术可制备单分散、粒径在150～600nm可控聚合物乳胶粒。为了提高无皂乳液及其聚合的稳定性，国内外进行了大量的研究，提出了许多方法，如采用水溶性单体共聚，或采用反应性表面活性剂或大分子乳化剂，或加入难溶无机固体粉末或有机溶剂等。其中，述中的采用水溶性单体共聚所合成的无皂乳液，粒径较大，多数在500nm左右，其成膜性能差，由于水溶性单体的亲水性太强而造成膜的耐水性较差，所以该方法还未获得工业应用；而加入难溶无机固体粉末会影响颜色的鲜艳度，产生色差；加入有机溶剂，又会污染环境；只有采用反应性表面活性剂或保护胶的无皂乳液聚合方法近年来取得较大的进展。

而无皂聚合物乳液主要是应用在油墨、涂料、胶粘剂、纸张涂布和皮革涂饰等方面的，早期的水性油墨通常采用顺丁烯二酸酐改性的天然松香作为颜料分散树脂，以该树脂生产的水性油墨，颜料含量低(一般不超过10％)、显色性差、抗水性差、白色油墨色泽很深，而且干燥速度慢，很难适应现代高速印刷的要求，亟待改善。

目前，普遍采用丙烯酸树脂溶液和丙烯酸乳液生产水性油墨，以丙烯酸树脂溶液作为颜料分散树脂，丙烯酸乳液调节印刷适应性，丙烯酸乳液对油墨的干燥速度和印刷精度(及适合高网线印刷)有很大的影响，且油墨粘度低、光泽度高、流平性优良，是高档水性油墨的首选原材料。由于水性油墨在国内发展时间短，水性油墨特别是高档水性油墨所用的此类丙烯酸研磨树脂国内一直不能生产，而是全部依赖进口导致每年耗费大量外汇。原因在于国内树脂生产厂家很难把树脂的快干性、成膜性、抗水性、接近牛顿流体的流变性融进一种树脂中，而只有成膜流变型聚丙烯酸酯无皂乳液是唯一具备上述性能的。

发明内容

基于现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于公开一种成膜流变型聚丙烯酸酯无皂乳液和合成工艺及其在油墨中的应用。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明一方面在于提供一种聚丙烯酸酯无皂乳液，该乳液包含：

至少一种表面活性剂；

至少一种保护胶；

甲基丙烯酸或丙烯酸；

和甲基丙烯酸酯类单体或丙烯酸酯类单体。

所述的表面活性剂为可聚合表面活性剂，用量为乳液固含量重量的0.5～10％。

所述的可聚合表面活性剂，其结构式为：

所述的保护胶选自聚乙烯醇、纤维素钠及聚丙烯酸钠乳液常用保护胶，用量为乳液固含量重量的0.5～30％。

所述的甲基丙烯酸或丙烯酸用量为乳液固含量重量的0～15％。

所述的甲基丙烯酸酯类单体或丙烯酸酯类单体为乳液固含量重量的1～99％。

本发明另一方面还在于提供成膜流变型聚丙烯酸酯无皂乳液在水性油墨中的应用，所述水性油墨包括：

至少一种水性油墨基墨；

至少一种非成膜乳液；

成膜乳液和蜡。

其中，所述的基墨所用树脂为水溶性丙烯酸树脂，基墨用量占水性油墨重量的0.5～95％；所述的非成膜乳液为苯乙烯-丙烯酸乳液，玻璃化温度为70～105℃，用量占水性油墨重量的0～95％；所述的成膜乳液为丙烯酸乳液，玻璃化温度为-30～7℃，用量占水性油墨重量的0～95％；所述的蜡为石蜡或微粉蜡或聚乙烯蜡或蜡乳液，用量占水性油墨重量的0～10％。