一种涂布抗水剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种涂布抗水剂及其制备方法，该涂布抗水剂为固含量（质量含量）为５０％～６０％的聚酰胺聚脲环氧氯丙烷树脂水溶液，其中有机氯质量分数低于０．１％，ｐＨ＝６～８，粘度为１５０ｍＰ.ｓ～４５０ｍＰ.ｓ。本发明专利技术在反应中添加了１０％的酸作为反应助剂，这使得反应最后生成的产品重量固含量提高，涂布性能提高。此外，在与环氧氯丙烷进行交联反应过程中采用低温反应，然后稍加温添加乙醇胺再继续反应，减少了生成副产物的有机氯含量，这样，降低了整个产品的有机氯含量，使其保持低于０．１％的水平。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及造纸工业所用的抗水剂及其制备方法。技术背景在造纸技术中所使用的抗水剂， 一般都是氨基树脂，最为典型的是三聚 氰胺甲醛树脂。这类树脂作为抗水剂使用，能提高涂布纸的抗湿摩擦和湿拉 毛强度，改善涂布纸的印刷适性，减少涂布纸的掉毛、掉粉现象。但是这类 抗水剂在储备和使用过程中，会有一定量的甲醛释放出来，对环境造成污染， 危害人体健康。此外，使用这类抗水剂生产出来的纸和纸板在下机后，需要 一定的时间进行熟化。这是由于氨基树脂，尤其是三聚氰胺甲醛树脂与涂料 中的胶粘剂彻底交联固化需要较长的时间，从而使得生产的纸和纸板不能立 即用以印刷，熟化过程大大影响了生产效率。目前广为使用的聚酰胺聚脲环氧氯丙烷，在使用时不需要熟化期，无甲 醛释放，可以提高抗湿摩擦性能、表面强度和印刷适性，但产品有机氯含量 高，对环境造成不利影响，而且产品固含量不高，生产及运输成本都很高。日本专利文献JP86-281127公开了一种热固性树脂产品——聚酰胺聚脲树脂， 但实验表明该产品中阳离子架桥剂阳离子性不够强，致使使用它成纸的油墨 吸收性仍不够理想，而且产品重量固含量不高，生产成本高昂。中国专利 CN1793504A公开了一种40% 45%硫脲改性的聚酰胺环氧氯丙烷和5%~10°/。 环氧改性水溶性硅油的制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有涂布抗水剂聚酰胺聚脲环氧氯丙烷树脂水溶 液的有机氯含量高、产品固含量不高、生产及运输成本高的缺点，提供一种 固含量高、有机氯含量低的涂布抗水剂。本专利技术的另一 目的，是提供这种涂布抗水剂的制备方法。 本专利技术提供的涂布抗水剂为一种聚酰胺聚脲环氧氯丙烷树脂的水溶液， 其固含量为质量百分数的50% 60%，有机氯含量低于0.1%, pH=6~8，粘度为150mP s 450mP . s。本专利技术提供的具有上述成分的涂布抗水剂，由下述方法制备而成将二乙烯三胺、己二酸和5%~15%的酸在90'C 13(TC下反应0.5~1.5h，升温并控 温在155。C 185。C反应50min 150min，反应过程中不断分离体系中的反应生 成水分；降温至40。C 80。C，向体系中加入尿素，在90。C 120。C间反应6h 15h; 最后加入环氧氯丙烷和水，在15'C 35'C下反应3h 9h;然后添加乙醇胺并升 温到45'C 55'C继续反应6h，用5%~15%的酸中和体系的pH值至6~8，冷却 至常温，得到固含量(固体质量分数)为50%~60%的聚酰胺聚脲环氧氯丙垸 的水溶液。本专利技术中所述的酸为不含氯的任一无机酸或有机酸，优选质量浓 度10%的硫酸或乙酸。本专利技术所使用的尿素和环氧氯丙烷的加入量是可以调节的，己二酸与尿 素的摩尔比为1:1.25 1丄5，己二酸与环氧氯丙烷的摩尔比为1:0.25 1:0.5。以 此来控制聚酰胺聚脲环氧氯丙烷的平均分子量，加入量大则平均分子量高， 具体体现在产品的粘度高，反之则平均分子量低，产品的粘度则随之下降，在本专利技术取值范围内所制备的产品均能达到满意效果。在加入量低于本专利技术 取值范围时，会使产品的平均分子量过低而导致使用效果差；反之，在加入 量高于本专利技术取值范围时，会使产品的平均分子量过高，从而导致产品出现 凝胶而不能用作涂布纸涂料抗水剂。比现有技术相比，本专利技术制备的聚酰胺聚脲环氧氯丙垸树脂水溶液具有 更高的固含量和更低有机氯含量，质量比固含量约提高10%~15%，有机氯含 量低于0.1%。聚酰胺聚脲环氧氯丙垸树脂水溶液的固含量提高，能使涂布性 能提高，但固含量也不宜太高，溶液的粘度增大，会使在纸张上涂布困难， 控制固含量在50%~60%为最好。本专利技术在反应中添加了 10%的酸作为反应助 剂，这使得反应最后生成的产品重量固含量提高，涂布性能提高。此外，在 与环氧氯丙垸进行交联反应过程中采用低温反应，然后稍加温添加乙醇胺再 继续反应，减少了生成副产物的有机氯含量，这样，降低了整个产品的有机 氯含量，使其保持低于0.1%的水平。本专利技术制备的抗水剂在lt存时形态稳定， 没有有害物质释放；在涂布作业时，随着干燥工序的完成，他们将与胶粘剂 和纤维交联固化形成化学性质稳定的物质，并且在干燥过程中也不会造成它 们的分解。具体实施方式 实施例l将0.2mo1己二酸加入到装有搅拌器、温度计、冷凝器及分水器的四颈烧 瓶中，加入二乙烯三胺0.211101， 10。/。硫酸2mL，开启搅拌，升温至120。C反应 lh，继续升温并控温在165'C反应100min，反应过程中不断分离体系中的反 应生成水分，降温到8(TC，向体系中加入尿素0.25mo1、去离子水30mL，保 持温度在IOO'C间反应10h，降低温度至3(TC时加入0.06mol环氧氯丙烷及 15mL去离子水，保持温度在30。C反应6h，然后添加乙醇胺0.05mol并升温 到45'C继续反应6h，以10X硫酸调节体系pH值至7，冷却至常温，得到聚 酰胺聚脲环氧氯丙烷水溶液。该溶液为黄色透明粘性液体，固含量为50.8% (质量含量)，粘度为160mP . s。 实施例2将0,2mo1己二酸加入到装有搅拌器、温度计、冷凝器及分水器的四颈烧 瓶中，加入二乙烯三胺0.2mol， 15。/。乙酸1.5mL，开启搅拌，升温至120。C反 应lh，继续升温并控温在175'C反应100min，反应过程中不断分离体系中的 反应生成水分，降温到8(TC，向体系中加入尿素0.27mo1、去离子水25mL， 保持温度在90'C反应10h，降低温度室30'C时加入0.07mol环氧氯丙烷及 15mol去离子水，保持温度在30'C反应6h,然后添加乙醇胺0.05mol并升温 到55'C继续反应6h，以10%硫酸调节体系pH值至6.5，冷却至常温，得到 聚酰胺聚脲环氧氯丙烷水溶液。该溶液为黄色透明粘性液体，固含量为55.4 % (质量)，粘度为300mP . s。实施例3将0.2md己二酸加入到装有搅拌器、温度计、冷凝器及分水器的四颈烧 瓶中，加入二乙烯三胺0.211101， 10。/。硫酸2mL，开启搅拌，升温至120。C反应 lh，继续升温并控温在17(TC间反应100min，反应过程中不断分离体系中的 反应生成水分，降温到8(TC，向体系中加入尿素0.285mo1、去离子水20mL， 保持温度在ll(TC反应10h，降低温度至30'C时加入0.08mol环氧氯丙垸及 15mL去离子水，保持温度在30'C反应6h，然后添加乙醇胺0.05mol并升温 到50。C继续反应6h，以10X硫酸调节体系pH值至8，冷却至常温，得到聚 酰胺聚脲环氧氯丙烷水溶液。该溶液为黄色透明粘性液体，固含量为56.7%(质量)，粘度为360mP s。 实施例4将0.2mo1己二酸加入到装有搅拌器、温度计、冷凝器及分水器的四颈烧 瓶中，加入二乙烯三胺0.211101， 10。/。硝酸1.5mL，开启搅拌，升温至12(TC反 应lh，继续升温并控温在168。C反应100min,反应过程中不断分离体系中的 反应生成水分，降温到80°C，向体系中加入尿素0.3mol、去离子水15mL， 保持温度在95-C反应10h，降低温度至30'C时加入O.lmol环氧氯丙垸及20m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂布抗水剂，其特征在于：该涂布抗水剂为固含量（质量）为５０％～６０％的聚酰胺聚脲环氧氯丙烷树脂水溶液，其中有机氯质量分数低于０．１％，ｐＨ＝６～８，粘度为１５０ｍＰ.ｓ～４５０ｍＰ.ｓ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周涛，魏盼中，许仙波，唐清，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]