CN105153825A

CN105153825A - 水性保润涂料及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN105153825A
Application number: CN201510498304.XA
Authority: CN
Inventors: 白永平; 钟文; 刘亚华; 许力
Original assignee: Changde Jin Run New Materials Technology Co Ltd Wuxi Research Institute Of New Materials
Current assignee: Changde Jin Run New Materials Technology Co Ltd Wuxi Research Institute Of New Materials
Priority date: 2015-08-14
Filing date: 2015-08-14
Publication date: 2015-12-16

Abstract

本发明公开了一种水性保润涂料及其制备方法和应用，该水性保润涂料由以下的组分组成：部分水解的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、水性丙烯酸酯类共聚物、聚醋酸乙烯酯、水、消泡剂和防腐剂。其制备方法：以醋酸乙烯和乙烯单体为基本原料，通过乳液聚合方法共聚获得乙烯-醋酸乙烯酯类共聚物乳液，然后在碱的作用下得到部分水解的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；将水性丙烯酸酯类共聚物、聚醋酸乙烯酯和水按照配比混匀得到混合乳液；将部分水解的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物搅拌并加入混合乳液，再加入消泡剂和防腐剂。本发明的水性保润涂料具有阻隔特性，应用在纸包装上，特别是对水蒸气有优异的阻隔效果，采用的原料易得、制备方法简单，便于工业化生产。

Description

水性保润涂料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及涂料领域，特别是涉及一种水性保润涂料及其制备方法和应用。

背景技术

纸包装，原料来源丰富、易加工、性能优良、绿色环保，给人们的生活生产带来巨大的便利。近些年来，随着人们环保意的提高，纸包装将越来多的替代不可再生并且存在较大环境污染的塑料包装。然而，纸包装的热封性差，特别是其疏松多孔结构以及纤维的亲水性，对于水汽阻隔性极差，限制了其在食品、医药、烟酒、化妆品等领域的广泛应用。

为了改善纸包装的这些不足，工业技术人员通过在纸上涂布一层或者多层涂料实现纸包装对于水汽的阻隔。这些涂料水汽透过率较低，能够阻隔包装内外水汽，保持包装内水分恒定，可称作保润涂料。聚丙烯酸酯涂料、改性聚乙烯醇涂料、聚氨酯涂料等是比较常见的保润涂料。

在现有的保润涂料中，聚丙烯酸酯涂料、聚氨酯涂料对于水汽阻隔效果一般，只能满足水汽阻隔要求不高的领域，聚乙烯醇涂料，初始水汽阻隔性较好，但是由于聚合物结构中存在大量亲水性的羟基，涂布后易吸水，水汽阻隔性难以长久保持。特别是在高湿环境下，其水汽阻隔效果下降更为明显。即使是通过添加纳米蒙脱土、二氧化硅等无机粉体材料进行改性，水汽阻隔效果不理想。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种水性保润涂料及其制备方法和应用，该水性保润涂料具有阻隔特性，特别是对水蒸气有优异的阻隔效果，同时该水性保润涂料以水为溶剂，安全环保、廉价，且采用的原料易得、制备方法简单，便于工业化生产。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种水性保润涂料，由以下重量百分比的组分组成：

部分水解的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20%~55%，

水性丙烯酸酯类共聚物10%~30%，

聚醋酸乙烯酯10%~30%，

水20%~40%，

消泡剂1.0%~2.0%，

防腐剂1.0%~2.0%。

在本发明一个较佳实施例中，所述的部分水解的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯酯的重量含量为50~80%。

在本发明一个较佳实施例中，所述的部分水解的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的水解度为35~80%。

在本发明一个较佳实施例中，所述的水性丙烯酸酯类共聚物为聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯-丙烯酸丁酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁脂-丙烯酸共聚物、丙烯腈-丙烯酸乙酯-丙烯酸-2-羟基丙脂共聚物中的一种或几种。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种水性保润涂料的制备方法，包括以下步骤：

（1）部分水解的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的制备：以醋酸乙烯和乙烯单体为基本原料，通过乳液聚合方法共聚获得乙烯-醋酸乙烯酯类共聚物乳液，然后在碱的作用下部分水解；

（2）将水性丙烯酸酯类共聚物、聚醋酸乙烯酯和水按照配比混匀得到混合乳液；

（3）将部分水解的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物搅拌并加入混合乳液，搅拌均匀后，加入消泡剂和防腐剂继续搅拌25~35min，即得。

本发明还进一步提供了本发明制备的水性保润涂料在纸包装的应用。

在本发明一个较佳实施例中，应用方法如下：在基纸表面涂布一层隔绝层，再将所述的水性保润涂料涂布在隔绝层上。

在本发明一个较佳实施例中，所述的水性保润涂料在隔绝层上的涂布量为2~5g/m²。

在本发明一个较佳实施例中，所述的隔绝层为丙烯酸酯类共聚物乳液涂层。

本发明首次将部分水解的乙烯-醋酸乙烯酯类共聚物按一定比例，添加在水性聚丙烯酸酯类和聚醋酸乙烯酯的混合乳液中获得一种具有保润功能的水性涂料。本发明采用水性转移涂料，具有水性环境，在隔绝层的作用下，水性涂料的稀释剂向纸张内部渗透的问题得到抑制，从而部分水解的乙烯-醋酸乙烯酯类共聚物有足够的时间形成均匀致密的涂层，涂层的表面致密，孔隙少，能够最大限度的限制水蒸汽分子的吸附和溶解，而部分水解的乙烯-醋酸乙烯酯类共聚物分子间强大的凝聚力能够抑制液体分子的移动，从而具有很强的防潮保润功能，保持纸类包装内部的水分恒定，同时丙烯酸酯类共聚物和聚醋酸乙烯酯的加入提高和加强了保润层对隔绝层的附着性，且固化过程中丙烯酸酯类共聚物产生的轻度交联，其形成的网状结构加强了对水蒸气的阻隔作用。

本发明的有益效果是：本发明的水性保润涂料具有阻隔特性，特别是对水蒸气有优异的阻隔效果，同时该水性保润涂料以水为溶剂，安全环保、廉价，且采用的原料易得、制备方法简单，便于工业化生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是涂布后的保润纸结构示意图；

附图中各部件的标记如下：1、基纸，2、隔绝层，3、水性保润涂料涂布层，4、装饰印刷图文层。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1：

实施例1

一种水性保润涂料的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）部分水解的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的制备：以醋酸乙烯酯和乙烯单体为基本原料，其中醋酸乙烯酯70g，乙烯30g，通过乳液聚合方法共聚得到乙烯-醋酸乙烯酯类共聚物乳液100g，然后在15%NaOH的作用下部分水解，得到水解度为35%的部分水解的乙烯-醋酸乙烯酯类共聚物100g；

（2）将重量配比为甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯-丙烯酸丁酯共聚物：聚丙烯酸=1:1的水性丙烯酸酯类共聚物20g、聚醋酸乙烯酯20g和水50g混匀得到混合乳液；

（3）将部分水解的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物搅拌并加入混合乳液，搅拌均匀后，加入Foamex902消泡剂4g和O2C防腐剂2.5g继续搅拌25min，得到水性保润涂料。

将制得的水性保润涂料应用在纸包装上，应用方法如下：在基纸1内衬纸一面涂布一层水性丙烯酸酯类共聚物乳液涂层作为隔绝层2，涂布量为4g/m²，再将所述的水性保润涂料涂布在隔绝层上，涂布量为2g/m²，最后在基纸1的另一面上印上装饰印刷图文层4；其中，水性丙烯酸酯类共聚物乳液的制备过程为：将甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚物120g加入64g的水中，随后添加Foamex822消泡剂3g、Dispers740润滑分散剂2g和O2C防腐剂1g，搅拌0.5h得到水性丙烯酸脂类共聚物乳液。

实施例2

一种水性保润涂料的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）部分水解的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的制备：以醋酸乙烯酯和乙烯单体为基本原料，其中醋酸乙烯酯48g，乙烯32g，通过乳液聚合方法共聚得到乙烯-醋酸乙烯酯类共聚物乳液80g，然后在15%NaOH的作用下部分水解，得到水解度为65%的部分水解的乙烯-醋酸乙烯酯类共聚物80g；

（2）将重量配比为甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚物：聚甲基丙烯酸甲酯=5:2的水性丙烯酸酯类共聚物35g、聚醋酸乙烯酯35g和水45g混匀得到混合乳液；

（3）将部分水解的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物搅拌并加入混合乳液，搅拌均匀后，加入Foamex902消泡剂4g和O2C防腐剂2.5g继续搅拌35min，得到水性保润涂料。

将制得的水性保润涂料应用在纸包装上，应用方法如下：在基纸1内衬纸一面涂布一层水性丙烯酸酯类共聚物乳液涂层作为隔绝层2，涂布量为4g/m²，再将所述的水性保润涂料涂布在隔绝层上，涂布量为5g/m²，最后在基纸1的另一面上印上装饰印刷图文层4；其中，水性丙烯酸酯类共聚物乳液的制备过程为：将甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯-丙烯酸-2-羟基丙脂共聚物120g加入64g的水中，随后添加Foamex822消泡剂3g、Dispers740润滑分散剂2g和O2C防腐剂1g，搅拌0.5h得到水性丙烯酸脂类共聚物乳液。

实施例3

一种水性保润涂料的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）部分水解的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的制备：以醋酸乙烯酯和乙烯单体为基本原料，其中醋酸乙烯酯20g，乙烯20g，通过乳液聚合方法共聚得到乙烯-醋酸乙烯酯类共聚物乳液40g，然后在15%NaOH的作用下部分水解，得到水解度为80%的部分水解的乙烯-醋酸乙烯酯类共聚物40g；

（2）将甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚物50g、聚醋酸乙烯酯45g和水55g混匀得到混合乳液；

（3）将部分水解的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物搅拌并加入混合乳液，搅拌均匀后，加入Foamex902消泡剂4g和O2C防腐剂2.5g继续搅拌30min，得到水性保润涂料。

将制得的水性保润涂料应用在纸包装上，应用方法如下：在基纸1内衬纸一面涂布一层水性丙烯酸酯类共聚物乳液涂层作为隔绝层2，涂布量为4g/m²，再将所述的水性保润涂料涂布在隔绝层上，涂布量为3g/m²，最后在基纸1的另一面上印上装饰印刷图文层4；其中，水性丙烯酸酯类共聚物乳液的制备过程为：将重量配比为甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯-丙烯酸-2-羟基丙脂共聚物：甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚物=1:2的水性丙烯酸酯类共聚物120g加入64g的水中，随后添加Foamex822消泡剂3g、Dispers740润滑分散剂2g和O2C防腐剂1g，搅拌0.5h得到水性丙烯酸脂类共聚物乳液。

实施例1~实施例3应用在纸包装上的保润效果有表1所示，其中，g/m²·24h表示在规定的温梯度、相对湿度，一定的水蒸气压差和一定厚度的条件下，1m²的试样在24h内透过的水蒸气量。

表1

保湿效果	实施例1	实施例2	实施例3
				涂布前	1640 g/m²·24h	1640 g/m²·24h	1640 g/m²·24h
涂布后	97g/m²·24h	49g/m²·24h	158 g/m²·24h

本发明的水性保润涂料具有阻隔特性，特别是对水蒸气有优异的阻隔效果，同时该水性保润涂料以水为溶剂，安全环保、廉价，且采用的原料易得、制备方法简单，便于工业化生产。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种水性保润涂料，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：

部分水解的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20%~55%，

水性丙烯酸酯类共聚物10%~30%，

聚醋酸乙烯酯10%~30%，

水20%~40%，

消泡剂1.0%~2.0%，

防腐剂1.0%~2.0%。

2.根据权利要求1所述的水性保润涂料，其特征在于，所述的部分水解的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯酯的重量含量为50~80%。

3.根据权利要求1所述的水性保润涂料，其特征在于，所述的部分水解的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的水解度为35~80%。

4.根据权利要求1所述的水性保润涂料，其特征在于，所述的水性丙烯酸酯类共聚物为聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯-丙烯酸丁酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁脂-丙烯酸共聚物、丙烯腈-丙烯酸乙酯-丙烯酸-2-羟基丙脂共聚物中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的水性保润涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求1所述的水性保润涂料在纸包装的应用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，应用方法如下：在基纸表面涂布一层隔绝层，再将所述的水性保润涂料涂布在隔绝层上。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述的水性保润涂料在隔绝层上的涂布量为2~5g/m²。

9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述的隔绝层为丙烯酸酯类共聚物乳液涂层。