[发明专利]核壳结构的低温自交联丙烯酸酯乳液及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种丙烯酸酯乳液，特别是涉及一种核壳结构的低温自交联丙烯酸酯乳液及其制备方法与应用，具体应用于低极性的PE/PP薄膜油墨制备中。

背景技术

PE/PP薄膜由于极性低，所用油墨树脂以溶剂型为主，存在溶剂挥发，污染环境，严重危害工人健康等诸多问题。而目前水性化的PE/PP薄膜用油墨，与溶剂型油墨相比，在附着力、耐湿摩擦性、抗回粘性等使用性能上还存在较大差距，难以满足技术要求。

例如：中国发明专利CN201110220909.4公开的一种常温自交联有机硅改性的丙烯酸乳液，采用硬壳/软核的核壳乳胶粒结构并在聚丙烯酸酯大分子上引入化学性能活泼的酮羰基，提高了乳胶膜的耐水、耐油性及抗回粘性，但在低极性的基材上附着力差，并不适合作为PE/PP塑料薄膜油墨。中国发明专利CN201010119665.6公开的一种塑料膜用水性油墨乳液，采用单体预乳化工艺，提高了水性油墨与塑料膜的粘结强度。但乳液配方中没有羧酸类单体，最终乳液无法采用碱增稠调节粘稠度，且乳胶粒未采用不同玻璃化转变温度的核壳结构。中国发明专利CN201210081822.8公开的一种水性印刷油墨粘结剂，由两种不同玻璃化转变温度的丙烯酸酯共聚物乳液A和B按一定比例混合制得，最终成膜温度较高，作为塑料薄膜油墨抗粘连性较差。

发明内容

本发明的目的在于克服水性油墨在塑料薄膜上应用的不足，提供在PE、PP、PO、BOPP等塑料薄膜表面附着力高，耐水性好，抗粘连性优异的水性油墨乳液连接料。

本发明的另一个目的在于提供一种核壳结构的低温自交联丙烯酸酯乳液的制备方法。

本发明的再一个目的在于提供一种核壳结构的低温自交联丙烯酸酯乳液在水性油墨中的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

核壳结构的低温自交联丙烯酸酯乳液的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，以质量份数计，称取0.3～0.6份的碳酸氢钠、25～35份去离子水和0.6～1.2份乳化剂加入到反应器中，转速200～400rpm搅拌，升高温度至70～80℃；

步骤二，以质量份数计，称取5～20份核单体、0.2～0.5份乳化剂、2～8份去离子水，以1000～2000rpm转速分散15～30min，制得预乳化的核单体，待用；称取0.1～0.3份引发剂、4～8份去离子水制备核引发剂液，待用；

保持反应温度70～80℃，转速200～400rpm，同时向所述反应器中滴加所述预乳化的核单体和核引发剂液，保温反应30～40min，即得核层乳液；

步骤三，以质量份数计，称取30～40份壳单体、0.8～1.2份乳化剂和7～14份去离子水，以1000～2000rpm转速分散15～30min，制得预乳化的壳单体，待用；称取0.2～0.5份引发剂和10～18份去离子水制备壳引发剂液；

保持温度70～80℃，转速200～400rpm,在步骤二所得的核层乳液中同时滴加所述预乳化的壳单体和壳引发剂液，制备壳层乳液，2～3h内滴完，保温反应2～4h，冷却降温至35～40℃，调节pH值为7～9，得到核壳结构的低温自交联丙烯酸酯乳液；

所述的乳化剂为阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂以质量比为（1～3）:1的混合物，所述的阴离子表面活性剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、烷基酰胺基乙烯基磺酸钠中的一种或多种；所述的非离子表面活性剂为烷酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇对异辛基苯基醚和辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种；

所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠；

所述核单体为甲基丙烯酸甲酯、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、丙烯酸丁酯其中一种或多种的混合物；

所述壳单体为第一类单体与第二类单体的混合物，其中第一类单体为甲基丙烯酸甲酯、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、丙烯酸丁酯其中一种或多种的混合物，占壳单体总量的85～95%；第二类单体为甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸、N-羟乙基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯的一种或多种混合物，占壳单体总量的5%～15%。

为进一步实现本发明目的，所述的调节pH值是通过加入氨水调节。所述的反应器为带温度计、搅拌器、恒压漏斗、回流冷凝器的四口烧瓶。所述的预乳化的核单体和核引发剂液30min内滴完。所述核层乳液的玻璃化转变温度是50～80℃，壳层乳液的玻璃化转变温度为0～30℃。