專(zhuān)利名稱(chēng)：水性油墨用低固含量酪素基乳液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水性油墨用乳液及其制備方法，具體涉及一種水性油墨用低固含量酪素基乳液及其制備方法。
背景技術(shù)：
酪素作為一種可完全生物降解并可再生的天然材料，其溶液具有較好的粘合力，耐熨燙、耐打光、耐高溫，對(duì)顏料良好的分散穩(wěn)定和流平效果，以及一定的成膜性能和韌性，但是由于自身結(jié)構(gòu)的原因，酪素也存在著成膜硬脆、延伸性小、耐水性差、易發(fā)霉、裂漿等缺點(diǎn)，所以其應(yīng)用受到一定限制。目前大多數(shù)研究著眼于乙烯基類(lèi)單體對(duì)酪素進(jìn)行接枝改性，這種改性方法可以克服酪素吸水性強(qiáng)、成膜硬、易斷裂、延伸性和耐曲折性差等缺點(diǎn)，改性 后的酪素被賦予一定疏水性、柔韌性、耐曲撓性等優(yōu)良性能。和常規(guī)乳液聚合相比，無(wú)皂乳液聚合由于不采用外加表面活性劑或加入很少量的表面活性劑而使得制備的乳液具有優(yōu)良的綜合性能，采用無(wú)皂乳液聚合法，通過(guò)引入己內(nèi)酰胺和丙烯酸酯類(lèi)單體可制備改性酪素乳液，但乳液的穩(wěn)定性仍有待提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能令油墨的固含量更低、粘度更合適、印刷適性更強(qiáng)、自身穩(wěn)定性更高的水性油墨用低固含量酪素基乳液及其制備方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是
水性油墨用低固含量酪素基乳液的制備方法，其特征在于
由以下步驟實(shí)現(xiàn)
步驟一將裝有攪拌器、冷凝管及加料裝置的三口燒瓶水浴加熱至65 75°C，加入三元兩親物乳化劑0. 50-3. 00重量份、酪素6. 00-36. 00重量份、三乙醇胺I. 50-9. 00重量份和去離子水8. 50-84. 75重量份，攪拌90 120min ；
步驟二 待酪素溶解后，升溫到80 90°C，開(kāi)始滴加己內(nèi)酰胺水溶液，滴加己內(nèi)酰胺
2.50-15. 00重量份后，恒溫反應(yīng)90 120min ；
步驟三加入丙烯酸酯類(lèi)單體4. 50-27. 00重量份，反應(yīng)30min后，開(kāi)始滴加引發(fā)劑，滴加引發(fā)劑0. 25-1. 50重量份后，攪拌90 120min，然后降至室溫，即得水性油墨用低固含量酪素基乳液。步驟一中，三元兩親物乳化劑是指以丙烯酰胺、丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯為單體制備的三元兩親性共聚物；
其中，n (醋酸乙烯酯)n (丙烯酸丁酯)n (丙烯酸丁酯)=6:4: I。步驟一中，攪拌的速度為300 350rpm。步驟三中，丙烯酸酯類(lèi)單體為丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯或甲基丙烯酸甲酯。步驟三中，弓I發(fā)劑為過(guò)硫酸銨或過(guò)硫酸鉀。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明采用具有乳化和聚合能力的三元兩親物作乳化劑制備酪素基水性油墨用乳液，不僅可提高乳液的穩(wěn)定性，而且制備的乳液具有固含量低、粘度合適、印刷適性強(qiáng)等特點(diǎn)，克服了酪素本身成膜硬脆，延伸性小，耐水性差，易發(fā)霉、裂漿等缺陷，是一種性能優(yōu)良的、價(jià)格低廉的、對(duì)環(huán)境友好的水性油墨用低固含量酪素基乳液。此外，酪素是一種可完全生物降解并可再生的天然材料，采用酪素為基料制備水性油墨乳液，所得產(chǎn)物具有較優(yōu)的可生物降解性和生物相容性，符合“綠色”化學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。本發(fā)明為了進(jìn)一步改善乳液的穩(wěn)定性及綜合性能，采用三元兩親物作乳化劑制備改性酪素乳液。因兩親性聚合物兼具高分子的增黏性和低分子的表面活性，對(duì)水相與油相皆有親和力，在粘合劑、皮革制劑、生物材料、藥物載體等方面得到廣泛應(yīng)用。此外，采用三元兩親物作乳化劑避免了常規(guī)乳化劑易殘留、遷移的缺陷。本發(fā)明以酪素為原料，采用三元兩親物作乳化劑，通過(guò)己內(nèi)酰胺和丙烯酸酯類(lèi)單體對(duì)酪素進(jìn)行改性，制備水性油墨用低固含量酪素基乳液，具體制備步驟的實(shí)施例如下
實(shí)施例一
步驟一將裝有攪拌器、冷凝管及加料裝置的三口燒瓶水浴加熱至65°C，加入三元兩親物乳化劑0. 50重量份、酪素6. 00重量份、三乙醇胺I. 50重量份和去離子水8. 50重量份，攪拌90min，攪拌的速度為300rpm。三元兩親物乳化劑是指以丙烯酰胺、丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯為單體制備的三元兩親性共聚物，n (醋酸乙烯酯)n (丙烯酸丁酯)n (丙烯酸丁酯)=6:4:1。步驟二 待酪素溶解后，升溫到80°C，開(kāi)始滴加己內(nèi)酰胺水溶液，滴加己內(nèi)酰胺
2.50重量份后,恒溫反應(yīng)90min ；
步驟三加入丙烯酸丁酯4. 50重量份，反應(yīng)30min后，開(kāi)始滴加引發(fā)劑硫酸銨，滴加丙烯酸丁酯0. 25重量份后，攪拌90min，然后降至室溫，即得水性油墨用低固含量酪素基乳液。實(shí)施例二
步驟一將裝有攪拌器、冷凝管及加料裝置的三口燒瓶水浴加熱至65°C，加入三元兩親物乳化劑I. 00重量份、酪素12. 00重量份、三乙醇胺3. 00重量份和去離子水23. 75重量份，攪拌90min，攪拌的速度為310rpm。三元兩親物乳化劑是指以丙烯酰胺、丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯為單體制備的三元兩親性共聚物，n (醋酸乙烯酯)n (丙烯酸丁酯):n (丙烯酸丁酯)=6:4:1。步驟二 待酪素溶解后，升溫到80°C，開(kāi)始滴加己內(nèi)酰胺水溶液，滴加己內(nèi)酰胺5. 00重量份后,恒溫反應(yīng)90min ；
步驟三加入丙烯酸丁酯9. 00重量份，反應(yīng)30min后，開(kāi)始滴加引發(fā)劑硫酸銨，滴加硫酸銨0. 50重量份后，攪拌90min，然后降至室溫，即得水性油墨用低固含量酪素基乳液。實(shí)施例三
步驟一將裝有攪拌器、冷凝管及加料裝置的三口燒瓶水浴加熱至70°C，加入三元兩未物乳化劑I. 50重量份、酪素18. 00重量份、三乙醇胺4. 50重量份和去尚子水39. 00重量份，攪拌lOOmin，攪拌的速度為320rpm。三元兩親物乳化劑是指以丙烯酰胺、丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯為單體制備的三元兩親性共聚物，n (醋酸乙烯酯):n (丙烯酸丁酯):n (丙烯酸丁酯)=6:4:1。步驟二 待酪素溶解后，升溫到85°C，開(kāi)始滴加己內(nèi)酰胺水溶液，滴加己內(nèi)酰胺7. 50重量份后，恒溫反應(yīng)IOOmin ；
步驟三加入醋酸乙烯酯13. 50重量份，反應(yīng)30min后，開(kāi)始滴加引發(fā)劑硫酸銨，滴加硫酸銨0. 75重量份后，攪拌lOOmin，然后降至室溫，即得水性油墨用低固含量酪素基乳液。實(shí)施例四
步驟一將裝有攪拌器、冷凝管及加料裝置的三口燒瓶水浴加熱至70°C，加入三元兩未物乳化劑2. 00重量份、酪素24. 00重量份、三乙醇胺6. 00重量份和去尚子水54. 25重量 份，攪拌lOOmin，攪拌的速度為330rpm。三元兩親物乳化劑是指以丙烯酰胺、丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯為單體制備的三元兩親性共聚物，n (醋酸乙烯酯):n (丙烯酸丁酯):n (丙烯酸丁酯)=6:4:1。步驟二 待酪素溶解后，升溫到85°C，開(kāi)始滴加己內(nèi)酰胺水溶液，滴加己內(nèi)酰胺10. 00重量份后，恒溫反應(yīng)IOOmin ；
步驟三加入醋酸乙烯酯18. 00重量份，反應(yīng)30min后，開(kāi)始滴加引發(fā)劑過(guò)硫酸鉀，滴加過(guò)硫酸鉀I. 00重量份后，攪拌lOOmin，然后降至室溫，即得水性油墨用低固含量酪素基乳液。實(shí)施例五
步驟一將裝有攪拌器、冷凝管及加料裝置的三口燒瓶水浴加熱至75°C，加入三元兩親物乳化劑2. 50重量份、酪素30. 00重量份、三乙醇胺7. 50重量份和去離子水69. 50重量份，攪拌llOmin，攪拌的速度為340rpm。三元兩親物乳化劑是指以丙烯酰胺、丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯為單體制備的三元兩親性共聚物，n (醋酸乙烯酯):n (丙烯酸丁酯):n (丙烯酸丁酯)=6:4:1。步驟二 待酪素溶解后，升溫到90°C，開(kāi)始滴加己內(nèi)酰胺水溶液，滴加己內(nèi)酰胺12. 50重量份后,恒溫反應(yīng)IlOmin ；
步驟三加入甲基丙烯酸甲酯22. 50重量份，反應(yīng)30min后，開(kāi)始滴加引發(fā)劑過(guò)硫酸鉀，滴加過(guò)硫酸鉀1.25重量份后，攪拌llOmin，然后降至室溫，即得水性油墨用低固含量酪素
基乳液。實(shí)施例六
步驟一將裝有攪拌器、冷凝管及加料裝置的三口燒瓶水浴加熱至75°C，加入三元兩親物乳化劑3. 00重量份、酪素36. 00重量份、三乙醇胺9. 00重量份和去離子水84. 75重量份，攪拌120min，攪拌的速度為350rpm。三元兩親物乳化劑是指以丙烯酰胺、丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯為單體制備的三元兩親性共聚物，n (醋酸乙烯酯):n (丙烯酸丁酯):n (丙烯酸丁酯)=6:4:1。步驟二 待酪素溶解后，升溫到90°C，開(kāi)始滴加己內(nèi)酰胺水溶液，滴加己內(nèi)酰胺15. 00重量份后,恒溫反應(yīng)120min ；
步驟三加入甲基丙烯酸甲酯27. 00重量份，反應(yīng)30min后，開(kāi)始滴加引發(fā)劑過(guò)硫酸鉀，滴加過(guò)硫酸鉀I. 50重量份后，攪拌120min，然后降至室溫，即得水性油墨用低固含量酪素基乳液。將制備得到的水性油墨用低固含量酪素基乳液應(yīng)用于制備水性油墨中，具體使用方法如下將水性樹(shù)脂液、蒸餾水、若干份色料、助劑在高速分散機(jī)中分散2 3小時(shí)，制得水性印刷油墨，油墨pH值為7. 8 8. 2，固含量為5 6%，粘度為30s ± 2s。本發(fā)明實(shí)施例中制備方法得到的水 性油墨用酪素基乳液應(yīng)用在水性油墨中，由于用水作為溶劑，在印刷過(guò)程中無(wú)有機(jī)溶劑(VOC)揮發(fā)，沒(méi)有氣味。對(duì)環(huán)境、對(duì)印刷操作人員的身體均無(wú)任何的污染及損害。固含量低，可明顯降低油墨的成本，同時(shí)適中的粘度保證了材料優(yōu)異的印刷適性和可操作性。酪素具有較好的粘結(jié)力，對(duì)顏料有良好的分散穩(wěn)定和流平效果，又有一定的成膜性能和韌性，故酪素基水性油墨成膜干燥速度較快，流平性?xún)?yōu)，粘結(jié)性及耐水性好，與顏料配伍性能好，展色性較優(yōu)。采用水性油墨印刷，印刷無(wú)任何的溶劑殘留，符合世界上任何國(guó)家與地區(qū)對(duì)食品包裝及其它包裝的環(huán)保要求。
權(quán)利要求
1.水性油墨用低固含量酪素基乳液的制備方法，其特征在于 由以下步驟實(shí)現(xiàn) 步驟一將裝有攪拌器、冷凝管及加料裝置的三口燒瓶水浴加熱至65 75°C，加入三元兩親物乳化劑0. 50-3. 00重量份、酪素6. 00-36. 00重量份、三乙醇胺I. 50-9. 00重量份和去離子水8. 50-84. 75重量份，攪拌90 120min ； 步驟二 待酪素溶解后，升溫到80 90°C，開(kāi)始滴加己內(nèi)酰胺水溶液，滴加己內(nèi)酰胺2.50-15. 00重量份后，恒溫反應(yīng)90 120min ； 步驟三加入丙烯酸酯類(lèi)單體4. 50-27. 00重量份，反應(yīng)30min后，開(kāi)始滴加引發(fā)劑，滴加引發(fā)劑0. 25-1. 50重量份后，攪拌90 120min，然后降至室溫，即得水性油墨用低固含量酪素基乳液。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水性油墨用低固含量酪素基乳液的制備方法，其特征在于 步驟一中，三元兩親物乳化劑是指以丙烯酰胺、丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯為單體制備的三元兩親性共聚物； 其中，n (醋酸乙烯酯)n (丙烯酸丁酯)n (丙烯酸丁酯)=6:4: I。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的水性油墨用低固含量酪素基乳液的制備方法，其特征在于 步驟一中，攪拌的速度為300 350rpm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水性油墨用低固含量酪素基乳液的制備方法，其特征在于 步驟三中，丙烯酸酯類(lèi)單體為丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯或甲基丙烯酸甲酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水性油墨用低固含量酪素基乳液的制備方法，其特征在于 步驟三中，弓I發(fā)劑為過(guò)硫酸銨或過(guò)硫酸鉀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水性油墨用乳液及其制備方法，具體涉及一種水性油墨用低固含量酪素基乳液及其制備方法。酪素是一種可完全生物降解并可再生的天然成膜材料，但存在成膜硬脆，延伸性小，耐水性差，易發(fā)霉、裂漿等缺點(diǎn)，不能滿(mǎn)足工業(yè)要求。酪素側(cè)鏈帶有羧基、氨基及羥基等官能團(tuán)，可引入各種單體對(duì)其進(jìn)行改性，賦予其優(yōu)良的性能。本發(fā)明以酪素為原料，采用三元兩親物作乳化劑，通過(guò)己內(nèi)酰胺和丙烯酸酯類(lèi)單體對(duì)酪素進(jìn)行改性，制備水性油墨用低固含量酪素基乳液，本發(fā)明制備的乳液具有固含量低、粘度合適、印刷適性強(qiáng)等特點(diǎn)，是一種性能優(yōu)良、價(jià)格低廉、對(duì)環(huán)境友好的水性油墨用低固含量酪素基乳液。
文檔編號(hào)C08H1/00GK102702446SQ20121022941
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月4日
發(fā)明者周建華, 徐群娜, 甘長(zhǎng)鳳, 馬建中 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)