阅读说明：本技术 一种免胶水纸杯用水性光油及其制备方法 (Glue-free water-based varnish for paper cup and preparation method thereof ) 是由 罗祥涛 董前年 谷圣军 朱胜利 操玉节 朱双单 于 2020-04-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种免胶水纸杯用水性光油,其原料按重量百分比包括：微波乳液70-85％,丙烯酸树脂乳液10-20％,水性润湿剂1-2％,抑泡剂0.1-0.5％,消泡剂0.1-0.5％,防滑蜡乳液2-5％,耐磨蜡乳液3-6％,乙醇2-5％,二乙二醇丁醚1-3％,二丙二醇甲醚1-3％,其中,各原料的重量百分比总和为100％。本发明还公开了上述免胶水纸杯用水性光油的制备方法。本发明热合后粘黏强度好,不易开胶,且本发明具有良好的耐磨性、耐水性和防滑性。(The invention discloses water-based gloss oil for glue-free paper cups, which comprises the following raw materials in percentage by weight: 70-85% of microwave emulsion, 10-20% of acrylic resin emulsion, 1-2% of water-based wetting agent, 0.1-0.5% of foam inhibitor, 0.1-0.5% of defoaming agent, 2-5% of anti-skid wax emulsion, 3-6% of wear-resistant wax emulsion, 2-5% of ethanol, 1-3% of diethylene glycol butyl ether and 1-3% of dipropylene glycol methyl ether, wherein the total weight percentage of all the raw materials is 100%. The invention also discloses a preparation method of the water-based varnish for the glue-free paper cup. The invention has good adhesive strength after heat seal, is not easy to be separated, and has good wear resistance, water resistance and skid resistance.)

一种免胶水纸杯用水性光油及其制备方法

技术领域

本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种免胶水纸杯用水性光油及其制备方法。

背景技术

水性上光油又称为水性光油，是用来增加纸质印刷品的光泽度、耐水性、耐磨性的一种液体，具有可用水稀释和清洗、对操作要求相对较低等特点，在使用中赋予印刷品良好的光泽性、耐折性、耐磨性和耐化学药品性，特别适合食品、药品和烟草等包装印刷材料的加工。

随着市场应用的深入，水性光油的品种也不断细化，其性能也不断完善。纸杯使用方便，易携带，特别是即溶性饮料(如咖啡杯、奶茶杯等)和快餐(如纸碗、宣传文案纸杯等)的流行，纸杯需要做隔热保护，纸杯图案需要耐磨涂层，由于纸杯的制造中需要成型粘合工艺，既能保护涂层又能在微波加热时充当胶水的水性光油应运而生。

目前，现有市售的免胶水水性光油常存在以下问题：1.热合后的粘黏强度一般，易开胶，不能有效解决纸杯存放问题；2.包装纸杯有大量宣传图文，需要对图案进行保护，而现有纸杯光油的耐磨性能达不到市场要求；3.由于纸杯经常接触到液体和需要手接触，纸杯光油耐水和防滑性能不高。因此需要改善免胶水水性光油的性能。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种免胶水纸杯用水性光油及其制备方法，本发明热合后粘黏强度好，不易开胶，且本发明具有良好的耐磨性、耐水性和防滑性。

本发明提出了一种免胶水纸杯用水性光油，其原料按重量百分比包括：微波乳液70-85％，丙烯酸树脂乳液10-20％，水性润湿剂1-2％，抑泡剂0.1-0.5％，消泡剂0.1-0.5％，防滑蜡乳液2-5％，耐磨蜡乳液3-6％，乙醇2-5％，二乙二醇丁醚1-3％，二丙二醇甲醚1-3％，其中，各原料的重量百分比总和为100％。

优选地，在微波乳液的制备过程中，取丙烯酸树脂乳液，升温至82-90℃，依次加入乳化剂、引发剂1，然后用水调节固含量得到底液A；继续保温，向底液A中滴加混合单体，混合单体的滴加时间为3-3.5h，得到乳液B；向乳液B中加入引发剂2，继续保温0.5-1h，然后降温至72-77℃，再加入叔丁基过氧化氢和吊白块，继续保温0.8-1.2h得到微波乳液。

优选地，在微波乳液的制备过程中，混合单体包括硬单体、软单体和功能性单体。

优选地，硬单体为甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯中的至少一种。

优选地，软单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯中的至少一种。

优选地，功能性单体为甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、双丙酮丙烯酰胺、己二酸二酰肼中的至少一种。

优选地，硬单体、软单体和功能性单体的重量比为0.50-0.55:0.35-0.45:0.02-0.03。

优选地，在微波乳液的制备过程中，底液A和混合单体的重量比为6-7:3-4。

优选地，在微波乳液的制备过程中，引发剂1和引发剂2相同，均为过硫酸铵或过硫酸钾。

优选地，在微波乳液的制备过程中，引发剂1和引发剂2的重量比为9:1。

优选地，在微波乳液的制备过程中，丙烯酸树脂乳液、乳化剂、引发剂1的重量比为400-450:2.5-3.0:2.5-3.0。

优选地，在微波乳液的制备过程中，底液A的固含量为10-15％。

优选地，在微波乳液的制备过程中，乳液B的固含量为45-50％。

优选地，在微波乳液的制备过程中，乳液B的TG为40-45℃。

优选地，在微波乳液的制备过程中，乳液B、叔丁基过氧化氢和吊白块的重量比为1:0.003-0.005:0.003-0.005。

优选地，丙烯酸树脂乳液的制备方法为：用质量分数为20-30％的氨水溶液溶解TG为35-40℃的固体丙烯酸树脂即得。

上述“TG”为玻璃化温度，是高聚物由高弹态转变为玻璃态的温度，指无定型聚合物(包括结晶型聚合物中的非结晶部分)由玻璃态向高弹态或者由后者向前者的转变温度，是无定型聚合物大分子链段自由运动的最低温度，通常用TG表示。

优选地，丙烯酸树脂乳液的固含量为30-35％。

优选地，免胶水纸杯用水性光油的pH＝7-8，黏度为40-60s，固含量为35-40％。

本发明还公开了上述免胶水纸杯用水性光油的制备方法，包括如下步骤：将微波乳液、丙烯酸树脂乳液混匀，然后加入水性润湿剂、抑泡剂、消泡剂、防滑蜡乳液、耐磨蜡乳液混匀，接着加入乙醇、二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚混匀，再加水调节黏度，过滤得到免胶水纸杯用水性光油。

有益效果：

1、本发明创造性的在微波乳液合成阶段引入低TG点的固体丙烯酸树脂作为保护胶体，参与合成反应，并且调整软硬单体的比例，生产出微波专用乳液，彻底解决了微波光油在热合过程中的粘黏牢度不好的问题；

2、本发明创造性的在微波乳液合成阶段引入特殊功能性单体，提高光油的耐水功能；

3、通过优化光油配方，引入功能性防滑蜡乳液，增强光油的防滑性能；选用增强微波光油耐磨性能的助剂，有效保护纸杯图文美观完整；

本发明从微波乳液合成技术层面改进，扩展产品的适应性，解决了纸杯光油粘黏难题，提高热合效果，并且选用其他适宜原料相互配合，增强纸杯光油的防水和防滑效果。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

一种免胶水纸杯用水性光油，其原料按重量百分比包括：微波乳液70％，固含量为35％的丙烯酸树脂乳液19％，水性润湿剂1％，抑泡剂0.5％，消泡剂0.5％，防滑蜡乳液2％，耐磨蜡乳液3％，乙醇2％，二乙二醇丁醚1％，二丙二醇甲醚1％；

其中，在微波乳液的制备过程中，取固含量为35％的丙烯酸树脂乳液，升温至82℃，依次加入乳化剂、引发剂1的水溶液，然后用水调节固含量为15％得到底液A；继续保温，向底液A中滴加混合单体，混合单体的滴加时间为3h，得到固含量为50％，TG为40-45℃的乳液B，其中，底液A和混合单体的重量比为6:4，混合单体为硬单体、软单体和功能性单体，硬单体、软单体和功能性单体的重量比为0.50:0.45:0.02，丙烯酸树脂乳液、乳化剂、引发剂1的重量比为450:2.5:3.0；

向乳液B中加入引发剂2的水溶液，继续保温0.5h，然后降温至77℃，再加入叔丁基过氧化氢和吊白块，继续保温0.8h得到微波乳液，其中，引发剂1和引发剂2均为过硫酸铵或过硫酸钾，引发剂1和引发剂2的重量比为9:1，乳液B、叔丁基过氧化氢和吊白块的重量比为1:0.005:0.003；

丙烯酸树脂乳液的制备方法均为：用质量分数为30％的氨水溶液溶解TG为35-40℃的固体丙烯酸树脂即得。

上述免胶水纸杯用水性光油的制备方法，包括如下步骤：将微波乳液、丙烯酸树脂乳液混匀，然后加入水性润湿剂、抑泡剂、消泡剂、防滑蜡乳液、耐磨蜡乳液混匀，接着加入乙醇、二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚混匀，再加水调节黏度，过200目滤网得到pH＝7-8，黏度为40-60s，固含量为40％的免胶水纸杯用水性光油。

实施例2

一种免胶水纸杯用水性光油，其原料按重量百分比包括：微波乳液70.8％，固含量为30％的丙烯酸树脂乳液10％，水性润湿剂2％，抑泡剂0.1％，消泡剂0.1％，防滑蜡乳液2％，耐磨蜡乳液6％，乙醇3％，二乙二醇丁醚3％，二丙二醇甲醚3％；

其中，在微波乳液的制备过程中，取固含量为30％的丙烯酸树脂乳液，升温至90℃，依次加入乳化剂、引发剂1的水溶液，然后用水调节固含量为10％得到底液A；继续保温，向底液A中滴加混合单体，混合单体的滴加时间为3.5h，得到固含量为45％，TG为40-45℃的乳液B，其中，底液A和混合单体的重量比为7:3，混合单体为硬单体、软单体和功能性单体，硬单体、软单体和功能性单体的重量比为0.55:0.35:0.03，丙烯酸树脂乳液、乳化剂、引发剂1的重量比为400:3.0:2.5；

向乳液B中加入引发剂2的水溶液，继续保温1h，然后降温至72℃，再加入叔丁基过氧化氢和吊白块，继续保温1.2h得到微波乳液，其中，引发剂1和引发剂2均为过硫酸铵或过硫酸钾，引发剂1和引发剂2的重量比为9:1，乳液B、叔丁基过氧化氢和吊白块的重量比为1:0.003:0.005；

丙烯酸树脂乳液的制备方法均为：用质量分数为20％的氨水溶液溶解TG为35-40℃的固体丙烯酸树脂即得。

上述免胶水纸杯用水性光油的制备方法，包括如下步骤：将微波乳液、丙烯酸树脂乳液混匀，然后加入水性润湿剂、抑泡剂、消泡剂、防滑蜡乳液、耐磨蜡乳液混匀，接着加入乙醇、二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚混匀，再加水调节黏度，过400目滤网得到pH＝7-8，黏度为40-60s，固含量为35％的免胶水纸杯用水性光油。

实施例3

一种免胶水纸杯用水性光油，其原料按重量百分比包括：微波乳液73％，固含量为32％的丙烯酸树脂乳液10％，水性润湿剂1％，抑泡剂0.5％，消泡剂0.5％，防滑蜡乳液5％，耐磨蜡乳液3％，乙醇5％，二乙二醇丁醚1％，二丙二醇甲醚1％；

其中，在微波乳液的制备过程中，取固含量为32％的丙烯酸树脂乳液，升温至84℃，依次加入乳化剂、引发剂1的水溶液，然后用水调节固含量为14％得到底液A；继续保温，向底液A中滴加混合单体，混合单体的滴加时间为3.1h，得到固含量为48％，TG为40-45℃的乳液B，其中，底液A和混合单体的重量比为6.3:3.7，混合单体为硬单体、软单体和功能性单体，硬单体、软单体和功能性单体的重量比为0.51:0.42:0.022，丙烯酸树脂乳液、乳化剂、引发剂1的重量比为430:2.6:2.8；

向乳液B中加入引发剂2的水溶液，继续保温0.6h，然后降温至76℃，再加入叔丁基过氧化氢和吊白块，继续保温0.9h得到微波乳液，其中，引发剂1和引发剂2均为过硫酸铵或过硫酸钾，引发剂1和引发剂2的重量比为9:1，乳液B、叔丁基过氧化氢和吊白块的重量比为1:0.005:0.003；

丙烯酸树脂乳液的制备方法均为：用质量分数为28％的氨水溶液溶解TG为35-40℃的固体丙烯酸树脂即得。

上述免胶水纸杯用水性光油的制备方法，包括如下步骤：将微波乳液、丙烯酸树脂乳液混匀，然后加入水性润湿剂、抑泡剂、消泡剂、防滑蜡乳液、耐磨蜡乳液混匀，接着加入乙醇、二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚混匀，再加水调节黏度，过200目滤网得到pH＝7-8，黏度为40-60s，固含量为38％的免胶水纸杯用水性光油。

实施例4

一种免胶水纸杯用水性光油，其原料按重量百分比包括：微波乳液79.8％，固含量为33％的丙烯酸树脂乳液10％，水性润湿剂1％，抑泡剂0.1％，消泡剂0.1％，防滑蜡乳液2％，耐磨蜡乳液3％，乙醇2％，二乙二醇丁醚1％，二丙二醇甲醚1％；

其中，在微波乳液的制备过程中，取固含量为33％的丙烯酸树脂乳液，升温至88℃，依次加入乳化剂、引发剂1的水溶液，然后用水调节固含量为12％得到底液A；继续保温，向底液A中滴加混合单体，混合单体的滴加时间为3.3h，得到固含量为46％，TG为40-45℃的乳液B，其中，底液A和混合单体的重量比为6.7:3.3，混合单体为硬单体、软单体和功能性单体，硬单体、软单体和功能性单体的重量比为0.53:0.38:0.028，丙烯酸树脂乳液、乳化剂、引发剂1的重量比为420:2.8:2.6；

向乳液B中加入引发剂2的水溶液，继续保温0.8h，然后降温至74℃，再加入叔丁基过氧化氢和吊白块，继续保温1.1h得到微波乳液，其中，引发剂1和引发剂2均为过硫酸铵或过硫酸钾，引发剂1和引发剂2的重量比为9:1，乳液B、叔丁基过氧化氢和吊白块的重量比为1:0.003:0.005；

丙烯酸树脂乳液的制备方法均为：用质量分数为22％的氨水溶液溶解TG为35-40℃的固体丙烯酸树脂即得。

上述免胶水纸杯用水性光油的制备方法，包括如下步骤：将微波乳液、丙烯酸树脂乳液混匀，然后加入水性润湿剂、抑泡剂、消泡剂、防滑蜡乳液、耐磨蜡乳液混匀，接着加入乙醇、二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚混匀，再加水调节黏度，过400目滤网得到pH＝7-8，黏度为40-60s，固含量为36％的免胶水纸杯用水性光油。

实施例5

一种免胶水纸杯用水性光油，其原料按重量百分比包括：微波乳液70.8％，固含量为33％的丙烯酸树脂乳液14％，水性润湿剂1％，抑泡剂0.1％，消泡剂0.1％，防滑蜡乳液3％，耐磨蜡乳液4％，乙醇3％，二乙二醇丁醚2％，二丙二醇甲醚2％；

其中，在微波乳液的制备过程中，取固含量为33％的丙烯酸树脂乳液，升温至85℃，依次加入乳化剂、引发剂1的水溶液，然后用水调节固含量为13％得到底液A；继续保温，向底液A中滴加混合单体，混合单体的滴加时间为3.2h，得到固含量为47％，TG为40-45℃的乳液B，其中，底液A和混合单体的重量比为6.5:3.5，混合单体为硬单体、软单体和功能性单体，硬单体、软单体和功能性单体的重量比为0.52:0.4:0.025，丙烯酸树脂乳液、乳化剂、引发剂1的重量比为425:2.7:2.7；

向乳液B中加入引发剂2的水溶液，继续保温0.7h，然后降温至75℃，再加入叔丁基过氧化氢和吊白块，继续保温1h得到微波乳液，其中，引发剂1和引发剂2均为过硫酸铵或过硫酸钾，引发剂1和引发剂2的重量比为9:1，乳液B、叔丁基过氧化氢和吊白块的重量比为1:0.004:0.004；

丙烯酸树脂乳液的制备方法均为：用质量分数为25％的氨水溶液溶解TG为35-40℃的固体丙烯酸树脂即得。

上述免胶水纸杯用水性光油的制备方法，包括如下步骤：将微波乳液、丙烯酸树脂乳液混匀，然后加入水性润湿剂、抑泡剂、消泡剂、防滑蜡乳液、耐磨蜡乳液混匀，接着加入乙醇、二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚混匀，再加水调节黏度，过400目滤网得到pH＝7-8，黏度为40-60s，固含量为40％的免胶水纸杯用水性光油。

检测实施例1-5的性能，结果如下表所示：

备注：1.抗回黏性能的检测方法为：在试样表面涂覆水性光油，干燥后裁成尺寸相同的试样，取2张试样，将水性光油面对叠在一起，然后放在相对湿度为85％，温度为60℃的环境中，施加1kg/cm²的压力，保持24h，观察水性光油是否粘连。

2.防滑性能的检测方法参照斜面法DIN53119-2-1997。

3.耐磨性能的检测方法参照GB/T7706凸版装潢印刷品，使用耐磨试验机测试，将涂覆水性光油的样板干燥后，裁剪成宽50mm×长220mm，并用压纸装置固定在摩擦台，取80gA4复印纸剪裁成宽50mm×长220mm，在4磅压力下，以43次/分钟的频率，来回往复在样板涂膜面摩擦，以涂膜磨损露出油墨时的次数来表示。

4.微波热合的检测方法为：将涂覆水性光油的样板裁剪成宽50mm×长220mm，取两张正反叠加，通过热合机进行热合后剥离测试，以墨层破坏程度来表示。

由上表可以看出，本发明热合后粘黏强度好，不易开胶，且本发明具有良好的耐磨性、耐水性和防滑性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。