Page 176 - 201811

·1962· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷

Key words: waterborne polyacrylate emulsion; wettability; adhesion; BOPP film
Foundation item: Green Printing and Publishing Technology 2011 Collaborative Innovation Center-Green
Printing and Packaging Safety Field (04190117029/001)

丙烯酸树脂以其优异的附着力、耐光、耐溶剂 去离子水，自制；35 µm BOPP 薄膜，工业级，雄县
#
及耐水性能，广泛用于生产高性能的涂料、油墨和 卓佳兴旺包装制品有限公司；3 丝棒，英国 RK
胶粘剂等 [1-2] ，因为双轴拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜 PrintCoat Instruments 公司。
表面能低，以水性丙烯酸树脂作连接料生产的水性 Nicolet iS50 衰减全反射-傅立叶变换红外光谱
油墨在 BOPP 薄膜上的附着极差，所以解决水性丙 分析仪，美国 ThermoFisher 公司；AVANCE III
烯酸树脂在低极性塑料薄膜上的附着牢度是水性油 600 MHz 核磁共振光谱分析仪，德国 Bruker 公司；
墨应用的前提。目前，提高聚丙烯酸酯乳液附着牢 凝胶渗透色谱仪、LC20 高效液相色谱泵和 RID-20
[3]
度的研究很多，例如，Duan 等用 N-羟甲基丙烯酰 示差折光检测器，日本岛津公司；Styragel HR4 THF
胺改性聚丙烯酸酯提高乳液在 PP 薄膜上的附着力； 凝胶色谱柱，美国 Waters 公司；TG 209 F3 Tarsus
[4]
王海侨 等用有机硅改性丙烯酸酯提高油墨在 PP 膜 热重分析仪，德国 Netzsch 公司；Q800 动态热机械
[5]
上的附着力；陈曦 等用双丙酮丙烯酰胺改性聚丙 分析仪，美国 TA 公司；DynaPro Titan 动态光散射
烯酸酯，与交联剂己二酸二酰肼发生酮肼交联反应，
仪，美国 Wyatt 公司；K100 表面张力仪、DSA 100
提高聚丙烯酸酯乳液在 PP、PE 薄膜上的附着牢度，
视频接触角仪，德国 Kruss 公司。
但是这些丙烯酸体系都选用丙烯酸丁酯作软单体，
[6]
李玉南 等发现用丙烯酸异辛酯作软单体合成的丙 1.2 聚丙烯酸酯乳液的聚合
烯酸乳液的附着牢度比丙烯酸丁酯作软单体的好， 在装配有温度计、搅拌装置、回流冷凝管的
但甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸异辛酯的质量配比对乳 250 mL 五 口烧瓶中， 加入 0.6 g 复合乳化剂
液性能及附着的影响研究较少。 〔m(SDS)∶m(AEO-9)=1∶5〕、0.1g NaHCO 3 、16.4 g
据吸附理论，聚丙烯酸酯对基材的润湿性越好， 水、质量分数 20%MMA 和质量分数 20%2-EHA，
聚合物与基材表面分子间的吸附力越大，乳液在基 N 2 气氛下，40 ℃、400 r/min 乳化 30 min，然后降
材上的附着力越高。由于硬单体与软单体表面张力 低搅拌速度到 300 r/min，开始加热升温至 78 ℃，
不同，且聚合物的表面张力符合摩尔数加和关系， 加入引发剂水溶液（0.08 g APS 溶于 10 g 水）的 30%，
其配比对润湿性影响较大。故本文以甲基丙烯酸甲 至冷凝管无回流。滴加剩余的单体混合物（MMA、
酯为硬单体、丙烯酸异辛酯为软单体，采用半连续
2-EHA、MAA 和 NDM）和剩余的 70%引发剂水溶
种子乳液聚合技术合成单体配比不同的聚丙烯酸酯
液，1.5 h 滴加完毕，升温至 85 ℃保温 2 h，然后降
乳液，研究单体配比对乳液的粒径、热性能、表面
温至 40 ℃，加入氨水，调节 pH=8~9，搅拌 15 min，
张力、界面张力、接触角和附着牢度的影响规律，制
停止搅拌，用 200 目筛过滤，即得到聚丙烯酸酯乳
备一种适合在 BOPP 薄膜上应用的水性油墨连接料。
液。表 1 是制备水性丙烯酸酯乳液的配方，其合成
1 实验部分 路线如下式所示。

1.1 试剂与仪器 表 1 水性聚丙烯酸酯乳液配方
Table 1 Polyacrylate emulsion formula
甲基 丙烯酸甲酯 （ MMA ）、丙烯酸异 辛酯
（ 2-EHA）、 甲基丙 烯酸 （ MAA）、 正十二 硫醇 样品 APS/g NDM/g MMA/g 2-EHA/g MAA/g
（NDM）、过硫酸铵（APS）、十二烷基硫酸钠（SDS）、 S1 0.08 0.12 10 10 0.2
碳酸氢钠（NaHCO 3 ），AR，上海阿拉丁生化科技股 S2 0.08 0.12 9 11 0.2
份有限公司；脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9），工业级， S3 0.08 0.12 8 12 0.2
巴斯夫（中国）有限公司；氨水，AR，北京化工厂； S4 0.08 0.12 7 13 0.2