[发明专利]铝箔涂料用水溶性苯乙烯-丙烯酸固体树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于苯乙烯-丙烯酸树脂材料制备技术领域，具体涉及一种铝箔涂料用水溶性苯乙烯-丙烯酸固体树脂的制备方法。

背景技术

烟用包装内衬纸基本上分为铝箔复合内衬纸、转移镀铝内衬纸和直接镀铝内衬纸三大类。截至目前，市场上的烟用包装内衬纸尤其是铝箔复合内衬纸均采用溶剂型的装饰涂色保护涂料，如以丁酮为溶剂的涂色涂料，以乙酸乙酯为溶剂的涂色涂料，以及以乙醇为溶剂的涂色涂料，包括我公司技术革新后开发的能够部分水溶的丙烯酸树脂涂料。在烟包生产企业应用时，由于含有大量的酮类、酯类和醇醚类有机溶剂，造成大量溶剂的挥发，带来环境污染问题，且溶剂挥发不尽会导致在烟用包装内衬纸上溶剂残留超标，带来的成品纸张不能满足烟用材料对VOCs标准的要求等问题。加之现在的有机溶剂涂料，使用成本高的问题需要迫切得到解决。如何避免使用溶剂型涂料，采用水溶性树脂涂料成为烟用材料亟待解决的问题之一。

截止目前，尚未发现一种专用于铝箔表面涂料的水溶性苯乙烯-丙烯酸固体树脂的制备方法见诸报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种铝箔涂料用水溶性苯乙烯-丙烯酸固体树脂的制备方法。采用该方法制备的铝箔涂料用水溶性苯乙烯-丙烯酸固体树脂不仅可以有效地遏制污染行为，而且能够大幅度降低生产成本，提高生产效率，具有低投入、高产出的显著特点，以及广泛的推广价值和节能效能。利用该固体树脂配制而成的苯乙烯-丙烯酸固体树脂水溶液，能够作为铝箔专用的装饰涂色保护涂料应用于烟用包装内衬纸领域，且具有非常显著的优点。该水溶液外观透明、稳定、均匀且能够无限稀释，不含有机溶剂，无苯系物，满足烟用包装材料挥发性有机化合物残留VOCs的检测要求；其在23℃室温条件下的粘度适中，适于涂刷工艺，将该水溶液涂刷于烟用铝箔内衬纸表面所得到的涂层与烟用铝箔内衬纸的粘接性良好，不易脱落；此外，由于该溶液为水性溶液，避免使用有机溶剂，不会因大量溶剂的挥发造成环境污染问题，更不会因溶剂挥发不尽而使烟用铝箔内衬纸的溶剂残留超标，导致成品纸张不能满足烟用材料对VOCs标准的要求等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种铝箔涂料用水溶性苯乙烯-丙烯酸固体树脂的制备方法，其特征在于，该方法采用的设备包括反应釜主体和搅拌装置，所述搅拌装置包括设置于反应釜主体内的搅拌器和设置于反应釜主体顶部且与搅拌器连接的驱动电机，所述反应釜主体顶部连接有冷凝器和配料槽，所述反应釜主体底部连接有集料槽，所述配料槽上设置有流量计量器，该方法包括以下步骤：

步骤一、按重量份称取脂肪族羧酸4～6份，乙醇4～6份，然后将称取后的脂肪族羧酸和乙醇搅拌均匀，得到脂肪族羧酸乙醇溶液；

步骤二、按重量份称取脂肪族乙烯基不饱和单体15～20份，脂肪族不饱和羧酸单体20～25份，链转移剂0.1～2份，引发剂0.1～1份，酯类溶剂1.5～2份，然后将称取后的脂肪族乙烯基不饱和单体、脂肪族不饱和羧酸单体、链转移剂、引发剂和酯类溶剂一起加入配料槽中搅拌均匀，得到第一预处理液；所述脂肪族不饱和羧酸单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸或丙烯酰胺；

步骤三、按重量份称取酯类溶剂10.5～14份，再将称取后的酯类溶剂加入反应釜主体中，在搅拌的条件下加热回流，然后利用流量计量器将步骤二中所述第一预处理液匀速滴加至酯类溶剂中，滴加完毕后继续搅拌20min～40min，之后加入步骤一中所述脂肪族羧酸乙醇溶液，搅拌均匀后得到基液；

步骤四、按重量份称取芳香族乙烯基不饱和单体20～25份，脂肪族乙烯基不饱和单体10～15份，链转移剂1～3份，引发剂0.5～2份，酯类溶剂3～4份，然后将称取后的芳香族乙烯基不饱和单体、脂肪族乙烯基不饱和单体、链转移剂、引发剂和酯类溶剂一起加入配料槽中搅拌均匀，得到第二预处理液；所述芳香族乙烯基不饱和单体为苯乙烯、α-甲基苯乙烯和二乙烯基苯或氯苯乙烯中的一种或几种；

步骤五、将步骤三中所述基液在搅拌的条件下加热回流，然后利用流量计量器将步骤四中所述第二预处理液匀速滴加至基液中，滴加完毕后继续搅拌20min～40min，得到反应液；

步骤六、将步骤五中所述反应液导入集料槽中，然后加入去离子水进行萃取，形成液相和固相后将固相分离并进行干燥，得到铝箔涂料用水溶性苯乙烯-丙烯酸固体树脂；所述去离子水的加入量为反应液质量的50%～80%；