一种环氧改性水性聚氨酯粘缸剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环氧改性水性聚氨酯粘缸剂，所述的粘缸剂由聚氨酯预聚体和二羟甲基丙酸反应并中和后得到的分散体；所述的聚氨酯预聚体由异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇、环氧树脂、1,4‑丁二醇制备得到；所述的异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇、环氧树脂、1,4‑丁二醇、二羟甲基丙酸的配比为：异佛尔酮二异氰酸酯：30～43％；聚丙二醇：39～48％；环氧树脂：1.4～11％；1,4‑丁二醇：7.3～10.6％；二羟甲基丙酸：3.6～5.6％。本发明专利技术的粘缸剂固含量高、成膜温度低且成膜时间短，存储稳定性好，同时，本发明专利技术还公开了该粘缸剂的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
一种环氧改性水性聚氨酯粘缸剂及其制备方法
本专利技术涉及造纸助剂领域，具体地说，涉及一种环氧改性水性聚氨酯粘缸剂及其制备方法。
技术介绍
对卫生纸、餐巾纸等家庭用纸而言，赋予它们使用时的舒适感是提高商品价值的重要因素，特别是纸的柔软性和表面性能直接影响柔软程度和手感，人们对其要求特别高。为了使家庭用纸柔软、疏松，纸张需经过起皱(细小的皱纹)工序生产而成。因此，起皱的质量直接影响纸的柔软性和表面特性。“起皱”就是湿纸在贴住烘缸时，经干燥后用刮刀刮皱纸页的工序。为取得稳定而良好的皱纹，由粘缸剂、剥离剂和助剂组成的起皱剂发挥了重要的作用，其中粘缸剂起最主要作用。近年来，随着纸浆、废纸等原料的多样化；造纸工业逐渐普及高速化纸机；浆内需添加柔软剂等化学品的影响，传统粘缸剂聚酰胺环氧氯丙烷(PAE)的应用已受到了很大的制约，而且该产品贮藏稳定的固含量较低(15％左右)，导致了其运输成本较大，此外，传统粘缸剂需在100℃左右的烘缸表面使用，对造纸工业节能不利，因此，开发新型造纸粘缸剂已成为造纸工业的迫切需求。目前，国内使用的粘缸剂基本为聚酰胺环氧氯丙烷或其改性产品，且极大部分为进口产品，新型粘缸剂少有报道。起皱剂需在大于100℃的温度下和刮刀的高机械剪切力下工作，这对于助剂在工作条件下的附着力有很高的要求。如果附着力着力太小，纸页将在起皱刮刀到达之前剥离缸面，如果粘附力太大或内聚力太小，纸面将紧贴烘缸表面，并在过刀后破裂，造成撕纸、塞纸。而造纸浆料原料不同和含水量不同将对其覆盖于烘缸表面的附着力产生影响，并且相比传统纸机，高速纸机需要性能更优更稳定的粘缸剂，但传统粘缸剂PAE由于自身性能制约难以调节其对不同纸浆原料的粘附力，因而导致其难以适应现代造纸工业的发展，并制约了造纸工业的生产效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种固含量高、成膜温度低的环氧改性水性聚氨酯粘缸剂，同时该公开了该粘缸剂的制备方法。本专利技术的技术方案为：一种环氧改性水性聚氨酯粘缸剂，所述的粘缸剂由聚氨酯预聚体和二羟甲基丙酸反应并中和后得到的分散体；所述的聚氨酯预聚体由异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇、环氧树脂、1,4-丁二醇制备得到；所述的异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇、环氧树脂、1,4-丁二醇、二羟甲基丙酸的重量比配比为：在上述的环氧改性水性聚氨酯粘缸剂中，所述的聚丙二醇的分子量为2000～3000。在上述的环氧改性水性聚氨酯粘缸剂中，所述的粘缸剂中的聚合物分子量为10000-30000。同时，本专利技术还公开了一种如上所述的环氧改性水性聚氨酯粘缸剂的制备方法，包括如下步骤：步骤1：将环氧树脂、聚丙二醇、1,4-丁二醇加热真空脱水；步骤2：在75-85℃的条件下，向步骤1得到的产物中滴加异佛尔酮二异氰酸酯反应，并保温得到聚氨酯预聚体；步骤3：向步骤2得到的聚氨酯预聚体中滴加二羟甲基丙酸并恒温反应；步骤4：通过pH调节剂调节步骤3得到的产物的pH值并加水高速剪切分散。在上述的环氧改性水性聚氨酯粘缸剂的制备方法中，所述的步骤1的加热脱水温度为95-105℃；真空脱水时间为1.5～2h。在上述的环氧改性水性聚氨酯粘缸剂的制备方法中，所述的步骤2的滴加时间为1～1.5h。在上述的环氧改性水性聚氨酯粘缸剂的制备方法中，所述的步骤2的反应温度为75～85℃。在上述的环氧改性水性聚氨酯粘缸剂的制备方法中，所述的步骤3的滴加时间为1～1.5h；所述的步骤3中恒温反应时间为50-70min。在上述的环氧改性水性聚氨酯粘缸剂的制备方法中，所述的pH调节剂为三乙胺；所述的体系的目标pH值为8.0。在上述的环氧改性水性聚氨酯粘缸剂的制备方法中，所述的步骤4中在分散之前，加水稀释高速剪切至预设浓度。本专利技术的有益效果如下：本专利技术的环氧改性水性聚氨酯粘缸剂是一种环境友好的绿色材料，在使用过程中几乎没有挥发性的有毒溶剂释放到空气中，不会对环境造成污染，相比PAE低固含量，环氧水性聚氨酯乳液固含量远高于15％，可大大节省运输成本。而且其可在80℃左右成膜，可大大降低烘缸温度，有利于造纸工业节能，此外，环氧改性水性聚氨酯材料可通过调节聚氨酯中硬段(由异氰酸酯与扩链剂或水反应生成的高极性链段)和软段(软段主要由极性低的多元醇)的比例，以及环氧树脂含量的比例，针对不同速度的纸机，制备相应粘附力、硬度、抗水性和低成膜温度的粘缸剂，满足纸浆原料多变及纸机高速化的发展。具体实施方式下面结合具体实施方式，对本专利技术的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本专利技术的任何限制。具体实施例1：环氧改性水性聚氨酯粘缸剂的制备方法：步骤1：将环氧树脂、聚丙二醇、1,4-丁二醇加热至100℃并真空脱水1h至含水率低于0.01％；其中，环氧树脂、聚丙二醇、1,4-丁二醇的用量为2g、55g、15g；聚丙二醇的分子量为2000。步骤2：在75℃的条件下，向步骤1得到的产物中在1h内滴加异佛尔酮二异氰酸酯反应，并保温2h得到聚氨酯预聚体；异佛尔酮二异氰酸酯的用量为61g；步骤3：在50min向步骤2得到的聚氨酯预聚体中滴加二羟甲基丙酸，并保温反应1h；步骤4：通过6g三乙胺调节步骤3得到的产物的pH值，调节后的体系的pH值为7.8；并根据客户需要的固含量加入去离子水并高速剪切分散。具体实施例2：环氧改性水性聚氨酯粘缸剂的制备方法：步骤1：将环氧树脂、聚丙二醇、1,4-丁二醇加热至100℃并真空脱水1h至含水率低于0.01％；其中，环氧树脂、聚丙二醇、1,4-丁二醇的用量为10g、60g、12g；聚丙二醇的分子量为2000。步骤2：在80℃的条件下，向步骤1得到的产物中在1h内滴加异佛尔酮二异氰酸酯反应，并保温2h得到聚氨酯预聚体；异佛尔酮二异氰酸酯的用量为52g；步骤3：在60min向步骤2得到的聚氨酯预聚体中滴加二羟甲基丙酸，并保温反应1h；步骤4：通过5.3g三乙胺调节步骤3得到的产物的pH值，调节后的体系的pH值为8.0；并根据客户需要的固含量加入去离子水并高速剪切分散。具体实施例3：环氧改性水性聚氨酯粘缸剂的制备方法：步骤1：将环氧树脂、聚丙二醇、1,4-丁二醇加热至100℃并真空脱水1.5h至含水率低于0.01％；其中，环氧树脂、聚丙二醇、1,4-丁二醇的用量为15g、65g、10g；聚丙二醇的分子量为3000。步骤2：在85℃的条件下，向步骤1得到的产物中在1.5h内滴加异佛尔酮二异氰酸酯反应，并保温2h得到聚氨酯预聚体；异佛尔酮二异氰酸酯的用量41g；步骤3：在60min向步骤2得到的聚氨酯预聚体中滴加二羟甲基丙酸，并保温反应1h；步骤4：通过3.8g三乙胺调节步骤3得到的产物的pH值，调节后的体系的pH值为7.8；并根据客户需要的固含量加入去离子水并高速剪切分散。具体实施例4：环氧改性水性聚氨酯粘缸剂的制备方法：步骤1：将环氧树脂、聚丙二醇、1,4-丁二醇加热至100℃并真空脱水1.5h至含水率低于0.01％；其中，环氧树脂、聚丙二醇、1,4-丁二醇的用量为10g、70g、12g；聚丙二醇的分子量为3000。步骤2：在85℃的条件下，向步骤1得到的产物中在1.5h内滴加异佛尔酮二异氰酸酯反应，并保温2h得到聚氨酯预聚体；异佛尔酮二异氰酸酯的用量为51g；步骤3：在70min向步骤2得到的聚氨酯预聚体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环氧改性水性聚氨酯粘缸剂，其特征在于，所述的粘缸剂由聚氨酯预聚体和二羟甲基丙酸反应并中和后得到的分散体；所述的聚氨酯预聚体由异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇、环氧树脂、1,4‑丁二醇制备得到；所述的异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇、环氧树脂、1,4‑丁二醇、二羟甲基丙酸的配比为：

【技术特征摘要】
1.一种环氧改性水性聚氨酯粘缸剂，其特征在于，所述的粘缸剂由聚氨酯预聚体和二羟甲基丙酸反应并中和后得到的分散体；所述的聚氨酯预聚体由异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇、环氧树脂、1,4-丁二醇制备得到；所述的异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇、环氧树脂、1,4-丁二醇、二羟甲基丙酸的配比为：2.根据权利要求1所述的环氧改性水性聚氨酯粘缸剂，其特征在于，所述的聚丙二醇的分子量为2000～3000。3.根据权利要求1所述的环氧改性水性聚氨酯粘缸剂，其特征在于，所述的粘缸剂中的聚合物分子量为10000-30000。4.一种如权利要求1-3任一所述的环氧改性水性聚氨酯粘缸剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：将环氧树脂、聚丙二醇、1,4-丁二醇加热真空脱水；步骤2：在75-85℃的条件下，向步骤1得到的产物中滴加异佛尔酮二异氰酸酯反应，并保温得到聚氨酯预聚体；步骤3：向步骤2得到的聚氨酯预聚体中滴加二羟甲基丙酸并恒温反应；步骤4：...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄房生，蔡锡松，朱勇，黄燕玲，
申请(专利权)人：广东良仕工业材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44