一种瓦楞纸箱用防水高光的水性光油及其制备方法

摘要

本发明公开一种瓦楞纸箱用防水高光的水性光油及其制备方法，按质量百分比由以下原料制成：有机硅改性苯乙烯-丙烯酸酯乳液50～69%；苯乙烯-丙烯酸酯树脂液16～30%；高光蜡乳液为3～8%；防水蜡乳液为1～3%；水为5～10%；消泡剂为0.1～0.3%。制备方法是：常温下，先加入有机硅改性苯乙烯-丙烯酸酯乳液，然后在800～900转/分钟的转速下边搅拌边缓慢地依次加入苯乙烯-丙烯酸酯树脂液、高光蜡乳液、防水蜡乳液和水，5分钟后调低转速至400转/分钟，加入消泡剂，再分散5分钟，使体系的各种原料分散均匀。该水性光油具备高防水、高光泽和抗磨性能，适用于各种瓦楞纸箱的上光，达到纸箱美观、防潮、抗磨要求。

说明书

技术领域

本发明涉及水性光油领域技术，尤其是指一种瓦楞纸箱用防水高光的水性光油及其制备方法。

背景技术

目前，瓦楞纸箱已经成为现代包装中使用最广泛的包装容器，也是当今世界各国所采用的最重要的包装形式之一。与人民生活密切相关的食品行业、电子电器行业、饮料行业、机械行业、医药行业、日化行业等各个行业均不断推出新产品，出口数量与品种也逐日增加，这极大地带动了作为产品外包装的瓦楞纸箱生产。这些行业用户不仅对纸箱的需求量大幅增加，还对纸箱的防潮、美观、环保、抗磨等提出了很多更高的要求。比如冷冻食品行业特别注重纸箱的防潮功能，要求纸箱出冷库的时候在纸箱表面能形成水珠流走不留水痕，如果纸箱防水性不够，水会渗透到原纸里，这样就很容易把瓦楞纸箱的抗压力和挺度破坏掉，瓦楞纸箱就丧失了它的防护功能。但是，一般的水性光油很难同时达到高光泽、高防水和抗磨的要求。这是因为一般的抗磨蜡浆均会消光，增光树脂液（如松香树脂液、丙烯酸酯树脂液）由于其高酸值而影响了光油的防水性能。同时，一般的苯乙烯-丙烯酸酯乳液，仅能提供防水性能而无法提供高光泽性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种瓦楞纸箱用防水高光水性光油及其制备方法，其性能同时满足高光、防潮、抗磨和环保的要求，解决了高光与防水、高光与抗磨之间的矛盾问题。

为了实现上述目的，本发明的目的是通过如下的技术方案来实现的：

一种瓦楞纸箱用防水高光的水性光油，按质量百分比由以下原料制成：

有机硅改性苯乙烯-丙烯酸酯乳液   50～69%；

苯乙烯-丙烯酸酯树脂液           16～30%；

高光蜡乳液                      3～8%；

防水蜡乳液                      1～3%；

水                              5～10%；

消泡剂                          0.1～0.3%；

以上原料的质量百分比之和等于100%。

所述的有机硅改性苯乙烯-丙烯酸酯乳液为一种Tg值（玻璃态转变温度）为-15～-30℃、酸值为50mgKOH/g、固含量为46～48%的成膜乳液，具有优异的防水性能。

所述的苯乙烯-丙烯酸酯树脂液为一种Tg值（玻璃态转变温度）为100～105℃、酸值为220 mgKOH/g、固含量为35～37%的水溶性树脂，其外观为浅黄色粘稠性透明液体，具有高光泽、耐摩擦和极佳的抗水性能。相对于苯乙烯-丙烯酸酯乳液，苯乙烯-丙烯酸酯树脂液具有低分子量、低固含量、高光泽等特点。本发明采用的苯乙烯-丙烯酸酯树脂液可以在提高光泽度的同时，对防水无负面作用。（注：苯乙烯-丙烯酸酯乳液的分子量在10万以上，而苯乙烯-丙烯酸酯树脂液的分子量在数千至2万）。

所述的高光蜡乳液为高密度聚乙烯蜡（HDPE），其固含量为35～42%，粒径分布在10～500纳米的微小范围内。该类型蜡乳液可有效改善水性上光油的光泽及抗磨性能，如德国Keim-Additec公司生产的E-842N（固含量为42%）蜡乳液。

所述的防水蜡乳液为石蜡乳液，其固含量为50%，如德国Keim-Additec公司生产的E-340（固含量为50%）石蜡乳液。

所述的消泡剂外观透明，组成为破泡聚硅氧烷和憎水颗粒（聚脲化合物）在聚乙二醇中的混合物，固含量为95～100%。该类型消泡剂消泡效果持久，且消光不明显，相反地，乳白外观的聚硅氧烷消泡剂消光明显。采用该类型消泡剂可以最大限度保证本发明的高光性能。符合该类型的消泡剂有毕克化学的BYK093、BYK022等。

实验发现，搅拌速率过高、搅拌时间过长均会影响消泡剂的消泡效果。本发明中，消泡剂加入时，搅拌速率为400转/分、时间为5分钟，消泡效果最佳。另外，防水蜡乳液必须在较高转速（如800～900转/分钟）下加入，否则，将有析出物产生。因此，本水性光油的制备方法是：常温下，先加入有机硅改性苯乙烯-丙烯酸酯乳液，然后边搅拌（转速为800～900转/分钟）边缓慢地依次加入苯乙烯-丙烯酸酯树脂液、高光蜡乳液、防水蜡乳液和水，5分钟后调低转速至400转/分钟，加入消泡剂，再分散5分钟，使体系的各种原料分散均匀，即得一种瓦楞纸箱用水性光油。

采用上述方案后，本发明利用有机硅改性苯乙烯-丙烯酸酯乳液来获得高防水性能，利用苯乙烯-丙烯酸酯树脂液来提高其高光泽度，利用高光蜡乳液来改善其抗磨性能；并且其苯乙烯-丙烯酸酯树脂液不会对防水性能产生负面影响，高光蜡乳液也不会影响其光泽度，以及，采用消光不明显的消泡剂还有防水蜡乳液，通过合理的配比从而解决了高光与防水、高光与抗磨之间的矛盾问题，本发明制备的水性光油同时具备高防水、高光泽和抗磨性能，适用于各种瓦楞纸箱的上光，达到纸箱的美观、防潮、抗磨等要求。

具体实施方式

实施例1：

(一)、水性光油配方一

有机硅改性苯乙烯-丙烯酸酯乳液        69%；

苯乙烯-丙烯酸酯树脂液                  16%；

高光蜡乳液E-842N                    8%；

防水蜡乳液E-340                     1.8%；

水                                   5%；

消泡剂BYK093                        0.2%；

以上原料的质量百分比之和等于100%。

（二）、制备方法

常温下，先加入有机硅改性苯乙烯-丙烯酸酯乳液，然后边搅拌（速率为800～900转/分钟）边缓慢地依次加入苯乙烯-丙烯酸酯树脂液、高光蜡乳液、防水蜡乳液和水，5分钟后调低转速至400转/分钟，加入消泡剂，再分散5分钟，使体系的各种原料分散均匀，即得一种瓦楞纸箱用水性光油。

实施例 2

(一)、水性光油配方二

有机硅改性苯乙烯-丙烯酸酯乳液        50%；

苯乙烯-丙烯酸酯树脂液                    30%；

高光蜡乳液E-842N                          6.9%；

防水蜡乳液E-340                             3%；

水                                                 10%；

消泡剂BYK093                                0.1%；

以上原料的质量百分比之和等于100%；

（二）制备方法与实施例1相同。

实施例 3

(一)、水性光油配方三

有机硅改性苯乙烯-丙烯酸酯乳液           69%；

苯乙烯-丙烯酸酯树脂液                       19%；

高光蜡乳液E-842N                              3 %；

防水蜡乳液E-340                                1 %；

水                                   7.7 %；

消泡剂BYK093                         0.3 %；

以上原料的质量百分比之和等于100%；

（二）制备方法与实施例1相同。

实施例 4

(一)、水性光油配方四

有机硅改性苯乙烯-丙烯酸乳液        57%；

苯乙烯-丙烯酸酯树脂液              25%；

高光蜡乳液E-842N                   6%；

防水蜡乳液E-340                    2%；

水                                 9.8%；

消泡剂BYK093                       0.2%；

以上原料的质量百分比之和等于100%；

（二）制备方法与实施例1相同。

应用实施说明

取本方法制得的水性光油，用120LPI展色仪在未上光油的牛皮纸和白卡纸上展上很薄的一层光油，待光油涂层充分干燥后，分别进行光泽、防水性能和抗磨性能的测试。

测试结果如下表所示：

测试条件：

光泽：参照国标《GB/T 13217.2-2009液体油墨光泽检测方法》进行检测，采用WGG60-E3光泽度计进行测试。

防水性能：防水性能包括拔水性和耐水性两个方面，其中拔水性的测试方法是1ml水滴在倾斜45⁰的已上光的纸张表面上，能迅速形成水珠并流走，并且不留下水痕；耐水性是指滴加1ml水在上光的纸面上，观察纸面被水浸透的时间，时间越长，说明该水墨耐水性越强；重复3次取平均值，单位为秒（s）。优良的防水性能必须同时具备优良的拔水性和耐水性。

抗磨性：SUTHERLAND 2000磨擦仪，4磅压力、Speed4,200来回由测试结果可知：本发明制备的水性光油具备高防水、高光泽和抗磨性能，适用于各种瓦楞纸箱的上光，达到纸箱的美观、防潮、抗磨等要求。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。