一种PAE湿强剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种PAE湿强剂的制备方法。本发明专利技术采用的步骤为：油脂与烯基胺衍生物进行酯交换反应，形成长烷链酰胺基仲胺化合物，然后加入二元酸或对应的二元酯，缩聚反应形成聚酰胺多胺，产物加水形成聚酰胺多胺中间体的水溶液；所述的水溶液在室温下加入溶剂，缓慢加入环氧氯丙烷，反应一段时间后，升温至40‑90℃再反应一段时间，最后加入有机酸终止反应，加水稀释得到固含量20‑40％的PAE湿强剂。本发明专利技术通过额外加入油脂，使PAE湿强剂中包含长烷链酰胺基化合物，在局部形成非结合区，提升了纸品吸收性；在交联阶段加入溶剂，提高了环氧氯丙烷的转化率，使最终产品可以在更高的固含量下保持稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种PAE湿强剂的制备方法
本专利技术属于造纸助剂
，涉及一种吸收性改善、高固含量和环氧氯丙烷不过量的PAE湿强剂的制备方法。
技术介绍
未处理的纤维制品，沾了水后会失去95％-97％的强度，大部分的纸品沾了水后都很容易破损，解决方法是使用湿强剂。湿强剂的应用领域非常广阔，包括纸袋、户外海报、包装箱、餐巾纸、手帕纸、擦手纸、厨房纸、食品包装、滤纸、蓝图纸、相片纸、地图纸等。纸品中添加湿强剂后，在高湿度下具有更高的强度，更不易变形。用作湿强剂的材料可以是脲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、酚醛树脂、聚胺-环氧氯丙烷、环氧树脂、乙二醛-聚丙烯酰胺、乙二胺-聚丙烯酰胺、乙二醛-聚乙烯胺、双醛淀粉、阳离子改性淀粉、改性纤维素、脲醛-聚酰胺以及它们的共聚物、混合物等。任何一种纸品都需要考虑包括湿强度在内的多个指标，比如，纸袋、包装箱、食品包装、蓝图纸、地图装等要考虑耐破度和耐折等，餐巾纸、手帕纸、擦手纸、厨房纸等要考虑柔软性和吸收性等。普通湿强剂产品往往只针对单一指标进行改进，大部分湿强剂在提高湿强的同时，也会提高干强度，使纸变得硬挺，使耐折度、耐破度等下降，因此无法被用户接受。同时，还要考虑湿强剂添加过程的适用性，包括对设备的腐蚀、对纤维成型、烘缸起皱过程的影响等。经过历史检验，添加PAE作为湿强剂在提升湿强度的同时，基本不会对柔软性和耐折产生负面影响，而且可以在中性或碱性下使用，避免了设备腐蚀，是首选的湿强剂种类。PAE的中文全称是聚酰胺多胺环氧氯丙烷。然而，对于餐巾纸、手帕纸、擦手纸、厨房纸等生活用纸，PAE湿强剂对纸品吸收性的负面影响是不可忽略的，这是由湿强剂起效的原理决定的。纸品的干强度主要来自纤维间氢键，湿水时水会取代纤维间氢键，纸品的强度随之下降，湿强剂通过与纤维结合产生新的耐水键，降低了纤维间氢键被水分替代的速度和比例，从而减少了湿水时强度下降的比例，提高了湿强度。吸收性对用于清洁的生活用纸非常关键，对于在含水或油的环境中使用的餐巾纸、手帕纸、擦手纸、厨房纸等，吸收性差意味着清洁效果差。搭配使用不同功能的助剂可以减少负面影响，但难以找到综合性能好且具有性价比的配方。比如PAE湿强剂搭配具有蓬松效果的咪唑啉柔软剂可以降低吸收性的下降，但会使干强度下降；PAE湿强剂同时搭配具有蓬松效果的咪唑啉柔软剂和干强剂，在保证湿强度、干强度和柔软性的情况下，纸品的厚度会变小。另外，PAE湿强剂中含有的未反应的环氧氯丙烷可被人体吸收，危害人体健康，其水解产物氯丙醇的危害更大。国标GB5009.191-2016规定了食品中氯丙醇的允许含量，包括DCP(1,3-二氯-2-丙醇)、MCPD(3-氯-1,2-丙二醇)。国标GB/T36420-2018规定了生活用纸和纸制品中可吸收卤化物的限定含量，包括环氧氯丙烷、DCP、MCPD，但没有提供检测方法。环氧氯丙烷在PAE树脂中的作用是接枝在聚酰胺多胺中的仲胺基团上形成活性氯。环氧氯丙烷加入量少时，环氧氯丙烷会成为交联剂，在反应和储运过程中使多条聚酰胺多胺分子连接到一起，导致湿强剂产品凝固，所以一般都会加入过量的环氧氯丙烷，以保证所有仲胺基团都结合有环氧氯丙烷，都带有活性羟基，而不是与另一个仲胺上的活性羟基发生交联反应。以二乙烯三胺为代表的烯基胺衍生物都含有仲胺基团，这些仲胺基团在酰胺化反应中不会发生变化，因此，对比反应原料中环氧氯丙烷和仲胺基团的摩尔量，可间接判断最终产物PAE湿强剂中的可吸收卤化物含量。环氧氯丙烷相对仲胺基团的比值越大，则产物PAE湿强剂中可吸收卤化物含量也越高。申请号CN201510501729.1的专利中，权利要求1注明聚酰胺聚胺预聚体与环氧氯丙烷的摩尔比＝1:0.5～1.2，实际实施例中的摩尔比为1：1～1：1.1，过量0～10％。申请号CN201710250573.3的专利中，没有指明仲胺与环氧氯丙烷的摩尔比，但可以从实施例推算。比如，实施例1采用30份二乙烯三胺与2份三聚氰胺和0.8份浓硫酸搅拌混合，然后加入35份己二酸进行聚酰胺反应，加水调固含为50％，理论应得到中间体聚酰胺多胺118.4份。取50份滴加16份环氧氯丙烷进行活化，意味着每30份二乙烯三胺对应的环氧氯丙烷＝118.4/50*16＝37.88份。每个二乙烯三胺分子含有1个仲胺基团，可折算出环氧氯丙烷与仲胺基团的摩尔比为1.41，过量41％。申请号201811318525.4的专利中，权利要求1注明聚酰胺多胺预聚体与环氧氯丙烷按照摩尔比1：0.9～1.7混合反应，实际比如实施例3中使用103.17g二乙烯三胺和129.56g环氧氯丙烷，折算摩尔比为1.4，过量40％。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种吸收性改善、高固含量、环氧氯丙烷不过量的PAE湿强剂的制备方法。为此，本专利技术采用如下的技术方案：一种PAE湿强剂的制备方法，其步骤如下：油脂与烯基胺衍生物进行酯交换反应，形成长烷链酰胺基仲胺化合物，然后加入二元酸或对应的二元酯，缩聚反应形成聚酰胺多胺，产物加水形成聚酰胺多胺中间体的水溶液；所述的水溶液在室温下加入溶剂，缓慢加入环氧氯丙烷，反应一段时间后，升温至40-90℃再反应一段时间，最后加入有机酸终止反应，加水稀释得到固含量20～40％的PAE湿强剂。本专利技术采用的另一种技术方案：一种PAE湿强剂的制备方法，其步骤如下：130-200℃温度下，油脂与烯基胺衍生物进行酯交换反应，形成长烷链酰胺基仲胺化合物，然后加入二元酸或对应的二元酯，在130-200℃缩聚反应形成聚酰胺多胺，产物加水形成聚酰胺多胺中间体的水溶液；所述的水溶液在室温下加入溶剂，缓慢加入环氧氯丙烷，加完反应0.5～4小时，升温至40～90℃再反应0.5～4小时，最后加入有机酸调pH至3～5终止反应，加水稀释得到固含量20～40％的PAE湿强剂。进一步地，所述的油脂选自菜籽油、大豆油、花生油、玉米油、棕榈油、棕榈仁油、椰子油、稻米油、亚麻籽油、葵花籽油、油茶籽油、猪油、牛油中的一种或多种的混合物。这些油脂的主要成分为甘油三酯。进一步地，所述的烯基胺衍生物选自二乙烯三胺、羟乙基乙二胺、羟丙基乙二胺、氨基乙基氨基丙胺、二丙烯三胺中的一种或多种的混合物。进一步地，所述的二元酸选自丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、十二烷二酸、琥珀酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸中的一种或多种的混合物；所述的二元酯选自二甲酯、二乙酯、二丁酯中的一种或多种的混合物。进一步地，所述的溶剂选自正丙醇、异丙醇、丙二醇、乙醇、二乙二醇、甘油中的一种或多种的混合物。环氧氯丙烷在水溶液中的溶解性很差，在室温下尤其差，不能与聚酰胺多胺中间体良好混合，溶剂可以提高相容性，使环氧氯丙烷和聚酰胺多胺中间体充分混合、反应。进一步地，所述的烯基胺衍生物与油脂、二元酸的摩尔比为1.0：0.01～0.4：0.6～1.0；二元酸用量增加时，油脂用量需适当降低，最终产物的湿强效果更好；油脂可以看成是单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PAE湿强剂的制备方法，其特征在于，油脂与烯基胺衍生物进行酯交换反应，形成长烷链酰胺基仲胺化合物，然后加入二元酸或对应的二元酯，缩聚反应形成聚酰胺多胺，产物加水形成聚酰胺多胺中间体的水溶液；所述的水溶液在室温下加入溶剂，缓慢加入环氧氯丙烷，反应一段时间后，升温至40-90℃再反应一段时间，最后加入有机酸终止反应，加水稀释得到固含量20～40％的PAE湿强剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种PAE湿强剂的制备方法，其特征在于，油脂与烯基胺衍生物进行酯交换反应，形成长烷链酰胺基仲胺化合物，然后加入二元酸或对应的二元酯，缩聚反应形成聚酰胺多胺，产物加水形成聚酰胺多胺中间体的水溶液；所述的水溶液在室温下加入溶剂，缓慢加入环氧氯丙烷，反应一段时间后，升温至40-90℃再反应一段时间，最后加入有机酸终止反应，加水稀释得到固含量20～40％的PAE湿强剂。


2.一种PAE湿强剂的制备方法，其特征在于，130-200℃温度下，油脂与烯基胺衍生物进行酯交换反应，形成长烷链酰胺基仲胺化合物，然后加入二元酸或对应的二元酯，在130-200℃缩聚反应形成聚酰胺多胺，产物加水形成聚酰胺多胺中间体的水溶液；所述的水溶液在室温下加入溶剂，缓慢加入环氧氯丙烷，加完反应0.5～4小时，升温至40～90℃再反应0.5～4小时，最后加入有机酸调pH至3～5终止反应，加水稀释得到固含量20～40％的PAE湿强剂。


3.如权利要求1或2所述的一种PAE湿强剂的制备方法，其特征在于，所述的油脂选自菜籽油、大豆油、花生油、玉米油、棕榈油、棕榈仁油、椰子油、稻米油、亚麻籽油、葵花籽油、油茶籽油、猪油、牛油中的一种或多种的混合物。


4.如权利要求1或2所述的一种PAE湿强剂的制备方法，其特征在于，所述的烯基胺衍生物选自二乙烯三胺、羟乙基乙二胺、羟丙基乙二胺、氨基乙基氨基丙胺、二丙烯三胺中的一种或多种的混合物。


5.如权利要求1或2所述的一种PAE湿强剂的制备方法，其特征在于，所述的二元酸选自丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、十二烷二酸、琥珀酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸中的一种或多种的混合物；所述的二元酯选自二甲酯、二乙酯、二丁酯中的一种或多种的混合物。


6.如权利要求1或2所述的一种PAE湿强剂的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱进，梁福根，谢占豪，方黎锋，姚胜，来雷，赵世英，陈文杰，
申请(专利权)人：浙江传化华洋化工有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33