一种纸制品用防水防油剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纸制品防水防油剂，按重量份数，其组成为：防油单体65～75份、辅助单体5～15份、亲水单体7～15份、交联单体3～8份、分子量调节剂0.01～0.03份、引发剂0.3～0.5份、防冻剂3～5份、助留剂4～6份。本发明专利技术还公开了该纸制品防水防油剂的制备方法。本发明专利技术具有制备方法安全环保、产品防水防油性能好的优点。

Waterproof and oil proofing agent for paper products and preparation method thereof

The invention discloses a waterproofing and oil proof agent for paper products. According to the number of weight parts, it consists of 65~75 anti oil monomers, 5~15 auxiliary monomers, 7~15 phr hydrophilic monomers, 3~8 phr cross-linked monomers, 0.01 ~ 0.03 molecular weight regulators, 0.3 to 0.5 initiators, 3~5 antifreeze and 4~6 retention agents. The invention also discloses a preparation method of the waterproof and oil proofing agent for the paper product. The invention has the advantages of safety, environmental protection, good waterproof and oil proof performance.

【技术实现步骤摘要】
一种纸制品用防水防油剂及其制备方法
本专利技术涉及防水防油剂领域，特别涉及一种纸制品用防水防油剂及其制备方法。
技术介绍
纸制品广泛应用于餐饮、食品包装等包装材料领域，由于要与含油、含脂或含水的食品接触，因此需要一个防渗透的阻挡层。在抄纸或纸张表面施胶过程中添加入极少量的防水防油剂，可以赋予纸质基材以防水、防油和防脂性，而且还不影响纸制品的循环利用。这类防水防油剂通常为包含全氟烷基基团的聚合物。另外，根据需要会加入长链丙烯酸酯类单体、氨基及季铵盐类单体、羟基类单体、包含聚醚基团的丙烯酸酯单体等中的一种或几种。然而由于C8单体存在PFOA/PFOS问题，研究人员开始关注PFOA/PFOS的替代问题。替代的主要途径是采用C1～6的短链丙烯酸酯单体，也有采用全氟聚醚丙烯酸酯单体的报道。如中国专利公开号CN102762618A公开了包括含氟共聚物的防水防油剂，该含氟共聚物通过使含有具有1～6个碳原子的聚氟烷基的(甲基)丙烯酸酯单体共聚而获得，该防水防油剂可以使纸张具有优异的防水防油性。该专利技术还公开了包括该防水防油剂的组合物、由其处理纸张的方法和由其处理的纸张。不足之处是其防水性能较差。如中国专利公开号CN102575435A公开了一种包括含氟共聚物的防水防油剂，其中所述含氟共聚物通过使具有碳原子为1～6个的聚氟烷基的(甲基)丙烯酸酯单体、亲水性单体、和具有阴离子供应基团的单体共聚而得到。不足之处是其防水性能较差。如中国专利公开号CN1222166A一种用于处理纸和纸产品以赋予斥水性、斥油性或斥脂性的共聚物组合物，该聚合物优选包含丙烯酸全氟烷基乙酯、部分或全部盐化或季铵化的甲基丙烯酸二乙胺基乙酯。不足之处是其防水性能较差。如专利WO2009/057716、WO2011/027877提出包括含氟共聚物的纸张用防水防油剂，其中所述含氟共聚物含有具有C1～C6Rf基的含氟(甲基)丙烯酸酯单体、聚亚烷基二醇(甲基)丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸羟乙酯单体和衣康酸作为基本聚合物单元。该试剂的防水防油性与包含长链Rf的产品性能相接近，但是仍然没有从源头上解决PFOA/PFOS问题，且其防水性能较差。又如专利CN106008793A中涉及到全氟聚醚共聚物的制备方法，但是其公开的是一种阳离子型乳液，不适与阴离子型施胶液共用且其是线性共聚物，防水性能较差。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种防水防油性能优良的纸制品防水防油剂及其方法。为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种纸制品防水防油剂，按重量份数，其组成为本专利技术中的防油单体，可选用由通式CH2＝C(-X)-C(＝O)-Y-Z-PFPE表示的含氟单体，其中：X表示氢原子、直链或支链C1～C21烷基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、氟烷基、取代或非取代的苄基、或取代或非取代的苯基；Y是包含-O-、-O(CH2CH2)nO-或-O(CH2)nNHCOO-中的一种或多种基团的组合，其中m为1～10的整数；Z是包含-C(＝O)-、-(CH2)mO-、-C(＝O)O(R1)SO3-、-(CH2)mNHC(＝O)OCH2-中的一种或多种基团的组合，其中m为1～10的整数；R1为或取代或非取代的苯基或C1～C6的烷基；PFPE是全氟聚醚官能团，包括CF3CF2CF2O[CF(CF3)CF2O]nCF(CF3)CH2-、CF3O(C3F6O-)P(-CF2O-)QCH2-、CF3O(C2F4O-)m(-CF2O-)MCH2-和C3F7O(CF2CF2CF2O)xCF2CH2-中的一种或多种的组合物。所述防油单体优选为CF3O(CF2CF2O)13(CF2O)4COOCH2CH2OCOCH＝CH2CF3O(C2F4O)13(CF2O)4CH2OCOCH＝CH2C3F7(CF(CF3)CF2O)12CF(CF3)COOCH2CH2OCOCH＝CH2C3F7O(CF2CF2CF2O)14CF2CH2OCOCH＝CH2C3F7(CF(CF3)CF2O)4CF(CF3)COOCH2CH2OCOCH＝CH2CF3O(CF2CF2O)13(CF2O)4COOCH2CH2OCOC(CH3)＝CH2C3F7(CF(CF3)CF2O)20CF(CF3)COOCH2CH2OCOCH＝CH2中的一种或几种的混合物。本专利技术中的辅助单体，可选自(失水)山梨醇聚氧乙烯基醚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰氧基改性纳米纤维素、(甲基)丙烯酰氧基改性壳聚糖、聚四氢呋喃基醚(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇聚丙二醇聚乙二醇基(甲基)丙烯酸酯中的一种或多种的混合物。所述辅助单体优选为山梨醇聚氧乙烯基醚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰氧基改性纳米纤维素、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯和聚乙二醇聚丙二醇聚乙二醇单甲基丙烯酸酯中的一种或几种的混合物。本专利技术中的亲水单体，可选自(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸羟基乙酯、乙烯基吡咯烷酮和季戊四醇单(甲基)丙烯酸酯中的一种或多种混合物。所述亲水单体优选为甲基丙烯酸羟基乙酯、乙烯基吡咯烷酮或二者的混合物。本专利技术中的交联单体，可选自烷基丙烯酸酯磷酸酯、甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯中的一种或多种的混合物。所述交联单体优选为甲基丙烯酸缩水甘油酯、2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯和乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯中的一种或多种的混合物。本专利技术中的分子量调节剂，可选自三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、1,4-丁二醇二(3-巯基丙酸酯)中的一种或多种的混合物。所述分子量调节剂优选为三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)或二者的混合物。本专利技术中的引发剂优选为偶氮二异丁腈。本专利技术中的防冻剂，可选用醇类化合物，所述醇类化合物优选选自乙二醇、丙二醇、三甘醇、二丙二醇、三丙二醇、2,4-二甲基戊二醇中的一种或多种的混合物。所述防冻剂更优选为乙二醇、丙二醇或二者的混合物；本专利技术中的助留剂，可选用含有多元胺基的化合物或聚合物，包括聚丙烯酰胺、丙烯酰胺与丙烯酸烷基酯的共聚物或氨基酸类聚合物。所述助留剂优选为聚丙烯酰胺或丙烯酰胺和甲基丙烯酸甲酯的共聚物。本专利技术还提供所述的纸制品防水防油剂的制备方法，包括以下步骤：(1)按重量份数，将溶剂100～200份、防油单体65～75份、辅助单体5～15份、亲水单体7～15份、交联单体3～8份、分子量调节剂0.01～0.03份、引发剂0.3～0.5份在搅拌下于60～80℃反应10～15h，得到混合液；(2)按重量份数，向步骤(1)得到的混合液中加入350～450份去离子水在搅拌下进行反相乳化，反相乳化温度为60～80℃，时间为2～4h，反相乳化结束后加热蒸发溶剂，得到乳化分散液；(3)按重量份数，向步骤(2)得到的乳化分散液中加入防冻剂3～5份、助留剂4～6份，得到纸制品防水防油剂产品。所述溶剂优选为丙酮、丁酮、乙醇和异丙醇中的一种或几种的混合物。为了保证纸制品防水防油剂乳液的稳定性，步骤(1)中所述搅拌的速度优选为80～120rpm，步骤(2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纸制品防水防油剂，其特征在于，按重量份数，其组成为：

【技术特征摘要】
1.一种纸制品防水防油剂，其特征在于，按重量份数，其组成为：2.根据权利要求1所述的纸制品防水防油剂，其特征在于，所述防油单体为CF3O(CF2CF2O)13(CF2O)4COOCH2CH2OCOCH＝CH2CF3O(C2F4O)13(CF2O)4CH2OCOCH＝CH2C3F7(CF(CF3)CF2O)12CF(CF3)COOCH2CH2OCOCH＝CH2C3F7O(CF2CF2CF2O)14CF2CH2OCOCH＝CH2C3F7(CF(CF3)CF2O)4CF(CF3)COOCH2CH2OCOCH＝CH2CF3O(CF2CF2O)13(CF2O)4COOCH2CH2OCOC(CH3)＝CH2C3F7(CF(CF3)CF2O)20CF(CF3)COOCH2CH2OCOCH＝CH2中的一种或几种的混合物。3.根据权利要求1所述的纸制品防水防油剂，其特征在于，所述辅助单体为山梨醇聚氧乙烯基醚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰氧基改性纳米纤维素、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯和聚乙二醇聚丙二醇聚乙二醇单甲基丙烯酸酯中的一种或几种的混合物。4.根据权利要求1所述的纸制品防水防油剂，其特征在于，所述亲水单体为甲基丙烯酸羟基乙酯、乙烯基吡咯烷酮或二者的混合物。5.根据权利要求1所述的纸制品防水防油剂，其特征在于，所述交联单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯、2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯和乙二醇甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁大想，曹毅，李建，王树华，
申请(专利权)人：巨化集团技术中心，
类型：发明
国别省市：浙江,33