专利名称：水性纸箱罩光涂料的制作方法
技术领域：
本发明涉及涂料和油墨及其生产方法，尤其涉及同时具有防潮、罩光功能的水溶性纸箱涂料，以及该涂料的生产方法。
当前瓦楞纸箱表面防潮、罩光用的涂料和油墨，国内一般采用二次性手工涂刷，即第一次涂底胶闭封；第二次涂刷油性清漆。通过涂刷不同功能的涂料实现瓦楞纸箱表面的防潮和罩光。这些涂料不仅干燥慢、工效低、成本高、受气候、场地等条件的严格限制，而且使用时大量的汽油、松节油挥发污染环境，易引起火灾。近年以来，虽然也有人研制了几种一次性纸箱涂料，但都不够理想，归纳起来有两种类型一是乳化蜡型，以松香、石蜡、氧化聚乙烯为主要原料，其缺点是几乎没有光泽，强度和硬度较低，贮藏稳定性较差，贴压敏胶带和标签纸易脱落，严重局限了这种涂料的使用范围；二是改性尿醛型，其缺点是柔韧性差，抗折裂性差，贮藏性很差，增稠快，约40天，难于施工，加固化剂后，几小时就硬化而报废，刺眼刺鼻的甲醛气味大，影响操作工人的身心健康。
本发明的目的是提供一种水性纸箱罩光涂料及其生产方法。该涂料的涂膜性能具有防潮和罩光的双重特性，使二次涂布工艺变为一次性涂布工艺，并能以水代油，解决和减小环境污染和火灾危险性大的问题，保护操作工人的身心健康。
本发明的目的是这样实现的要想涂膜在纸箱表面得到光亮和快干、抗水的性能，在纸张纤维毛细管没有封闭的条件下，就必须使更多的成膜物留在纸张的表面上，不能使合成树脂渗入纸张的纤维中。据此，利用纸张油墨固着速度的新理论，选择对溶剂释放性大的高熔点合成树脂，利用物理(凝固)干燥的方法，达到快干和光亮的目的。在此过程，成膜物迅速释放出溶剂，这就是固着干燥。成膜物失去流动就不能渗入纤维里去，所以光泽很好，而氧化结膜则在后期才慢慢完成，这叫实干。据纸张油墨中，增光剂和防渗剂以及增稠剂的配方设计原理，使油墨合成树脂分子量更大，形成网状结构，因而起着增稠、防渗作用，使印刷品印迹有较好的光泽。而水性合成树脂之能水溶，是由于树脂分子键上含有一定的数量的强亲水基因所造成。
因此，本发明的涂料分为两类，即胶体态分散体和水稀释型合成树脂分散体。
对于胶体态分散体，它以皮胶或骨胶等作为假胶体，它的分子量大，成膜强度高，起着增稠、防渗、防沉淀、增光等作用。由于极性基团的关系，它是一种可逆的水溶物，因此不可多用。
对于水溶性合成树脂，分子上有一定的水溶性官能团羧基盐。由于树脂羧基与胺中和之后成胺盐可溶于水，但涂刷后氨挥发还原为羧基化树脂又不溶于水，叫不可逆的水性树脂。合成树脂的分子量大小对涂膜性能影响较大，以同类树脂比较，分子量越大，抗水性、光泽、快干越好。因此尽可能使合成树脂分子量大一些。
据此，本发明先把松香或聚合松香或两者的混合物通过下列反应式生成硬树脂
其中R′CHOOH表示改性松香、或聚合松香、或两者的混合物。
然后对于把干性油羧基化，干性油可以用桐油、或亚麻油。具有共轭双键的桐油与顺丁烯二酸酐反应，在170～230℃进行。在270～300℃能生成环状二聚体、三聚体、或胶化。其化学反应式是
把制得的羧基化桐油(也称软树脂)与硬树脂进行酯交换反应，制得合成树脂，其反应式如下
把制得的合成树脂用助剂、胺、催干剂和皮(骨)胶水进行胺化、乳化处理，即可制得水性纸箱罩光涂料。其中助剂可先用200#汽油或松节油、丁醇或二甘醇或正丁醇或异丁醇、酒精或异丙醇，胺可选用乙醇胺或氨水，催干剂选用环烷酸钴。
本发明的生产方法是这样的用改性松香或聚合松香或它们的混合体加热熔化，加入多元醇在270～300℃温度下保温120～240°分钟。把干性油、顺丁烯二酸酐或富马酸在搅拌中降温至180～230℃得软树脂，加入所制得的硬树脂，在270～300℃温度下保温90～150分钟，制得合成树脂。把制得的合成树脂降温至140～220℃，加入溶剂油，再降温至100～125℃，加入四碳醇，再降温至70～85℃，加入低碳醇，再降温至55～70℃，加入乙醇胺或氨水，保温40分钟以上，加入环烷酸钴后，控制PH值7.2～8.5，然后在10～30分钟内，在60～70℃温度下加入皮胶水或骨胶水或淀粉浆，在搅拌中降温30分钟以上，过滤后即得产品。其中，在配制硬树脂时，可在改性松香或聚合松香或它的混合物熔化后在170～230℃的温度下，在搅拌中加入顺丁烯二酸酐或富马酸，然后在210～230℃温度下保温30～50分钟，然后再加入多元醇。在配制合成树脂时，最后可加入石蜡或氧化聚乙烯。
上述制备过程的各原料配方为(单位％ kg)松 香 0～17 干性油3～18 环烷酸钴(含8％)0.15～0.17聚合松香0～16 四碳醇1～4.5皮胶或骨胶 0～3.0多元醇 0.3～3.0 低碳醇1～5 淀粉 0～2.0顺丁烯二酸酐0.4～3.5 溶剂油0.1～1.0 水 45～85或富马酸 乙醇胺0.4～1.5 石蜡 0～1.0或氨水 氧化聚乙烯 0～2.0下面是本发明的几个实施例。
硬树脂的制配例1按下列配方(单位％ kg)松香83 顺丁烯二酸酐7 季戊四醇10将松香升温熔化后，在搅拌中加入顺丁烯二酸酐，在210℃温度下保温30分钟，再加入季戊四醇，升温至270℃保温2小时出锅。其软化点为110℃。
硬树脂的制配例2按下列配方(单位％ kg)松香53 聚合松香37 甘油7 富马酸3将松香和聚合松香升温熔化后，在搅拌中加入富马酸，在220℃保温40分钟，再加入甘油，升温至280℃保温3小时出锅。其软化点为125℃。
硬树脂的制配例3按下列配方(单位；％ kg)聚合松香95 季戊四醇5将聚合松香升温熔化后，加入季戊四醇，升温至300℃，保温4小时出锅。其软化点为145℃。
合成树脂的制配例1按下列配方(单位％ kg)桐油58 硬树脂38顺丁烯二酸酐4将桐油、顺丁烯二酸酐在搅拌中升温至180℃，加入上述例1制得的硬树脂，升温至270℃，保温90分钟即可。
合成树脂的制配例2按下列配方(单位％ kg)亚麻油50 硬树脂46富马酸3.6石蜡0.4将亚麻油和富马酸在搅拌中升温至200℃，加入上述例2制得的硬树脂升温至280℃，保温120分钟，加入石蜡即可。
合成树脂的制配例3按下列配方(单位％ kg)桐油46硬树脂51 顺丁烯二酸酐3.2 氧化聚乙烯0.8将桐油和顺丁烯二酸酐在搅拌中升温至230℃，加上述例3所得的硬树脂升温至300℃，保温150分钟，加入氧化聚乙烯即可。
最终产品的制配例1接下列配方(单位％ kg)合成树脂19.5 200#汽油0.5 正丁醇1.7 酒精0.2乙醇胺0.7 皮胶1.9 环烷酸钴(含8％)0.15 水72.5将上述例1熬炼的合成树脂降温至220℃，加入200#汽油，降温至100℃加入正丁醇，降温至70℃加入酒精，降温至50℃加入乙醇胺，在60℃温度下保温40分钟，加入环烷酸钴，测PH值为7.2，用15分钟将50℃的皮胶水加入，降温搅拌30分钟，过滤出锅。
最终产品的制配例2按下列配方(单位％ kg)合成树脂18 200#汽油0.6 二甘醇1.5酒精1乙醇胺0.7淀粉2.5 环烷酸钴(含8％)0.15 水74.15将上述例2熬炼的合成树脂降温至140℃，加入汽油，降温至110℃，加入二甘醇，降温至80℃，加入酒精，再降温至58℃，加入乙醇胺，在70℃温度下保温60分钟，加入环烷酸钴测得PH值为7.8，用20分钟将70℃的淀粉浆加入，降温搅拌60分钟出锅。
最终产品的制配例3按下列配方(单位％ kg)合成树脂21.5 松节油0.6 异丁醇1.5异丙醇0.6氨水0.75 骨胶2.4环烷酸钴(含8％)0.17 水70.48将上述例3熬炼的合成树脂限温至180℃，加入松节油，降温至125℃，加入异丙醇，再降温至70℃，加入氨水，保温50分钟，加入环烷酸钴，测得PH值为8.4，用30分钟将60℃的骨胶水加入，降温搅拌40分钟，过滤出锅。
上述三例制得的产品指标分别是干燥时间表干 120分钟 110分钟 105分钟实干 180小时 160小时 150小时耐水性浸水12小时不起泡，不脱落。
光泽 90％ 91％ 92％本发明的涂膜性能与油性清漆相似，将两次涂布工艺合二为一，解决了环境污染，易引起火灾和保护人身心健康等问题。
权利要求
1.水性纸箱罩光涂料，其特征在于是通过用改性松香或聚合松香加入多元醇制成硬树脂，在所得的硬树脂中加入干性油，加入顺丁烯二酸酐或富马酸制成软树脂，制成合成树脂，再在所说的合成树脂中加入溶剂油，加入低碳醇，加入乙醇胺或氨水，加入环烷酸钴，加入皮胶水或骨胶水或淀粉浆而制成的产品。
2.根据权利要求1所述的水性纸箱罩光涂料，其特征在于制成合成树脂的过程中，最后可加入石蜡或氧化聚乙烯。
3.根据权利要求1所述的水性纸箱罩光涂料，其特征在于所说的多元醇是季戊四醇或甘油。
4.根据权利要求1所述的水性纸箱罩光涂料，其特征在于所说的干性油是桐油或亚麻油。
5.根据权利要求1所述的水性纸箱罩光涂料，其特征在于所说的低碳醇是正丁醇、或异丁醇、或二甘醇。
6.根据权利要求1所述的水性纸箱罩光涂料，其特征在于所说的低碳醇是酒精或异丙醇。
7.根据权利要求1所述的水性纸箱罩光涂料，其特征在于所说的溶剂油是汽油、或煤油、或松节油、或苯类溶剂。
8.根据权利要求1～7任一项所述的水性纸箱罩光涂料，其特征在于所说的各种原料的使用量为(单位％kg)。松香 0～17 低碳醇 1～5.0聚合松香 0～16 溶剂油 0.1～1.0多元醇 0.3～3.0 乙醇胺(或氨水) 0.4～1.5皮胶或骨胶 0～3.0顺丁烯二酸酐 0.4～3.5 淀粉0～2.0(或富马酸) 水 45～85环烷酸钴(含8％) 0.15～0.17干性油 3～18 石蜡0～1.0四碳醇 1～4.5 氧化聚乙烯 0～2.0
9.水性纸箱罩光涂料生产方法，其特征在于首先把松香或聚合松香、或两者混合升温熔化，在搅拌中加入顺丁烯二酸酐或富马酸经保温后再加入多元醇，再经保温后制得硬树脂，将酐性油，顺丁烯二酸酐或富马酸在搅拌中升温，加入所制得的硬树脂，经保温后制得合成树脂，将所得的合成树脂降温后，加入溶剂油，再经降温，加入四碳醇，经进一步降温后加入低碳醇，然后继续降温，加入乙醇胺或氨水进行保温，加入皮胶水、或骨胶水、或淀粉浆，经搅拌降温后，即可制得。
10.根据权利要求9所述的水性纸箱罩光涂料生产方法，其特征在于制成硬树脂的过程是把改性松香、或聚合松香、或二者的混合物熔化后，在170～230℃的温度下，在搅拌中加入顺丁烯二酸酐或富马酸，然后在210～230℃温度下保温30～50分钟，再加入多元醇，在270～300℃温度下，保温120～240分钟即可制得。
11.根据权利要求9所述的水性纸箱罩光涂料生产方法，其特征在于制成合成树脂的过程是先对于性油，顺丁烯二酸酐或富马酸在搅拌中升温至180～230℃，加入硬树脂，在270～300℃温度下保温40～150分钟即可。
12.根据权利要求9所述的水性纸箱罩光涂料生产方法，其特征在于制得合成树脂后，降温至140～220℃加入溶剂油，再降温至100～125℃加入四碳醇，降温至70～85℃，加入低碳醇，再降温至55～70℃，加入乙醇胺或氨水，保温40分钟以上，测得PH值7.2～8.5，然后在10～30分钟内，在50～70℃温度下加入皮胶水或骨胶水或淀粉浆，在搅拌中降温30分钟以上即可获得产品。
全文摘要
本发明公开了一种水性纸箱罩光涂料及其生产方法。采用改性松香、多元醇制得硬树脂,以干性油,加入顺丁烯二酸酐或富马酸制得软树脂。将软、硬树脂混合一起进行反应制得合成树脂,它与溶剂油,低碳醇,乙醇胺或氨水,皮胶水或骨胶水或淀粉浆等经胺化和乳化后即可制成,本发明的涂膜性能与油性清漆相似,使用时将两次涂布工艺合二为一,解决了环境污染、易引起火灾和保护工人身心健康等问题。
文档编号C09D193/00GK1185470SQ96114789
公开日1998年6月24日 申请日期1996年12月17日 优先权日1996年12月17日
发明者曾昭丰 申请人:江门市林业科学研究所