一種改性pae涂布耐水劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及涂料耐水劑領(lǐng)域，具體涉及一種改性PAE(濕增強(qiáng)劑-聚酰胺環(huán)氧氯丙 烷樹(shù)脂)涂布耐水劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 紙張涂布所用的涂料中加入耐水劑，可以改善涂布紙的表面強(qiáng)度、濕摩擦性能、印 刷適應(yīng)性，減少掉毛、掉粉現(xiàn)象的發(fā)生。尤其當(dāng)涂布紙用于彩色印刷時(shí)，涂層需要經(jīng)過(guò)多道 潤(rùn)濕，如果涂層表面強(qiáng)度不足，容易造成掉毛、掉粉現(xiàn)象，嚴(yán)重影響印刷效果，所以必須在涂 料中加入耐水劑提高涂層耐水性能。目前常用的涂布涂料耐水劑主要有氨基樹(shù)脂、鋯鹽及 聚酰胺聚脲環(huán)氧氯丙烷樹(shù)脂三大類(lèi)。氨基樹(shù)脂一般為脲醛樹(shù)脂、三聚氰胺甲醛樹(shù)脂及其改 性物，氨基樹(shù)脂的生產(chǎn)成本低，工藝簡(jiǎn)單，但氨基樹(shù)脂有致癌性的甲醛氣體釋放，已經(jīng)逐漸 被淘汰。鋯鹽常用的有碳酸鋯銨，作為涂布耐水劑，具有添加量少、熟化速度快的優(yōu)點(diǎn)，但 是，在使用過(guò)程中刺激性氣味氨氣味道，不利用工人的工作環(huán)境，同時(shí)，鋯金屬為重金屬，限 制了它在煙草、食品等行業(yè)的使用。聚酰胺聚脲環(huán)氧氯丙烷樹(shù)脂已經(jīng)發(fā)展為涂布用涂料抗 水劑的主流，其具有下機(jī)熟化、無(wú)甲醛釋放的優(yōu)點(diǎn)，但是，其也存在一些不足之處，粘度穩(wěn)定 性差，耐水性及印刷適應(yīng)性不能同時(shí)優(yōu)良，及含有較高含量的殘留有機(jī)氯;既1，3_二氯-2-丙醇、3-氯-1，2-丙二醇，及未反應(yīng)環(huán)氧氯丙烷等問(wèn)題。隨著環(huán)境保護(hù)要求的日趨嚴(yán)格，同時(shí) 人們對(duì)紙紙品的要求也越來(lái)越高，改性PAE耐水劑的研究日益受到重視。
[0003] 日本專利文獻(xiàn)JP86-281127公開(kāi)了 一種熱固性樹(shù)脂產(chǎn)品-聚酰胺聚脲樹(shù)脂，但實(shí)驗(yàn) 表明該產(chǎn)品中陽(yáng)離子架橋劑陽(yáng)離子性不夠強(qiáng)，致使成紙的油墨吸收性仍不夠理想，而且產(chǎn) 品固含量不尚，生廣成本尚昂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決現(xiàn)有PAE型耐水劑存在成本高，耐水性及印刷適應(yīng)性不能同時(shí)優(yōu)良，及含有 較高殘留有機(jī)氯等問(wèn)題，本發(fā)明提供一種改性PAE耐水劑及其制備方法，該耐水劑具有環(huán)保 的特點(diǎn)，較高的涂層的耐水性能。
[0005] 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種改性PAE涂布耐水劑，所述的涂布耐水劑 為固含量為50%~60%的改性聚酰胺環(huán)氧氯丙烷樹(shù)脂水溶液，其中有機(jī)氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于 0.5 %，pH值6~8，粘度小于200mPa. s。本發(fā)明具有無(wú)甲醛釋放、不含重金屬元素、超低有機(jī) 氯含量的特點(diǎn)。
[0006] 所述的制備方法為以下步驟：
[0007] (1)在二元酸中加入多烯多胺，在150~190 °C反應(yīng)1~4小時(shí)，反應(yīng)的同時(shí)分離體系 中反應(yīng)生成的水；
[0008] 所述的多烯多胺選自二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一種或者幾種。
[0009] 所述的二元酸選自丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、葵二酸中的一種或者 幾種，二元酸與多烯多胺的摩爾比為1:1~1.3,優(yōu)選摩爾比為1:1.05。
[0010] (2)然后加水調(diào)整反應(yīng)體系固含量為30~60%，溫度50~100°C，再向體系中加入 尿素，在90~IHTC反應(yīng)2~6小時(shí)；
[0011] 所述的尿素與多烯多胺的摩爾比為1:1~1.25，優(yōu)選摩爾比為1:1。
[0012] ⑶再加入環(huán)氧氯丙烷和縮水甘油醚，在20~50°C反應(yīng)4~10小時(shí)；
[0013] 所述的環(huán)氧氯丙烷與多烯多胺的摩爾比為0.5~1:1，優(yōu)選摩爾比為0.7:1。
[0014] 所述的縮水甘油醚選自1，4_ 丁二醇二縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚、1，6-己二醇二縮水甘油醚、丙三醇縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、三羥甲基丙烷縮水甘油醚 中的一種或幾種，縮水甘油醚與多烯多胺的摩爾比為0.5~1:1，優(yōu)選摩爾比為0.8:1。
[0015] ⑷最后加入7義性異氰酸酯反應(yīng)2~4小時(shí)，調(diào)整體系的pH值至6~8,加水調(diào)整固含 量為50%~60%，冷卻后得到一種改性PAE涂布耐水劑。
[0016] 所述的水性異氰酸酯選自水性封閉型異氰酸酯NX6035、水性異氰酸酯固化劑 3100、水性封閉異氰酸酯固化劑Y-102中的一種或幾種，水性異氰酸酯的添加量為多烯多胺 重量的1%~10%，優(yōu)選為5%。本發(fā)明反應(yīng)體系中引入異氰酸酯基團(tuán)，更好提高耐水劑的交 聯(lián)性能。
[0017] 作為優(yōu)選，通過(guò)重量濃度為10-30 %的酸調(diào)節(jié)pH，酸選自硫酸、乙酸、硝酸、檸檬酸 中的一種或者幾種。
[0018] 本發(fā)明所述的一種改性PAE涂布耐水劑含有大量的環(huán)氧基團(tuán)與膠黏劑發(fā)生交聯(lián)固 化反應(yīng)，形成穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高涂層的耐水性能;本發(fā)明性能優(yōu)異，可應(yīng)用在紙張涂布 中，具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0020] (1)本發(fā)明耐水劑具有無(wú)甲醛釋放、不含重金屬元素、超低有機(jī)氯含量的特點(diǎn)；
[0021] (2)本發(fā)明耐水劑提高了涂層的耐水性能及交聯(lián)性能。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，實(shí)施例中所用原料均可市購(gòu)。
[0023] 實(shí)施例1
[0024] 將lmol(146g)己二酸加入裝有電動(dòng)攪拌、溫度計(jì)、冷凝器及分水器的四口燒瓶中， 加入二乙烯三胺1.05mol(108.3g)，開(kāi)啟攪拌，升溫至160°C反應(yīng)3小時(shí)，反應(yīng)的同時(shí)分離體 系中的反應(yīng)生成水，降溫至l〇〇°C，加入220克水，調(diào)節(jié)固含量為50%，向體系中加入尿素 0 · 9mol，在100°C反應(yīng)3小時(shí)；加入環(huán)氧氯丙烷0 · 6mol和丙三醇二縮水甘油醚0 · 6mol，在30°C 反應(yīng)6小時(shí);加入5克水性封閉型異氰酸酯NX6035反應(yīng)2小時(shí)，用重量濃度為15%的硫酸中和 體系的pH值至7.0，加水至含固量為55 %，冷卻，得到改性PAE涂布耐水劑1，涂布耐水劑1的 粘度為50mPa. s。
[0025] 實(shí)施例2
[0026] 將lmol(118.09g)丁二酸加入裝有電動(dòng)攪拌、溫度計(jì)、冷凝器及分水器的四口燒瓶 中，加入二乙烯三胺1.0 mol (146.2g)，開(kāi)啟攪拌，升溫至150°C反應(yīng)4小時(shí)，反應(yīng)的同時(shí)分離 體系中的反應(yīng)生成水，降溫至80°C，加入190克水，調(diào)節(jié)固含量為54.5 %，向體系中加入尿素 Im