[发明专利]一种改性PAE涂布耐水剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂料耐水剂领域，具体涉及一种改性PAE(湿增强剂-聚酰胺环氧氯丙烷树脂)涂布耐水剂及其制备方法。

背景技术

纸张涂布所用的涂料中加入耐水剂，可以改善涂布纸的表面强度、湿摩擦性能、印刷适应性，减少掉毛、掉粉现象的发生。尤其当涂布纸用于彩色印刷时，涂层需要经过多道润湿，如果涂层表面强度不足，容易造成掉毛、掉粉现象，严重影响印刷效果，所以必须在涂料中加入耐水剂提高涂层耐水性能。目前常用的涂布涂料耐水剂主要有氨基树脂、锆盐及聚酰胺聚脲环氧氯丙烷树脂三大类。氨基树脂一般为脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂及其改性物，氨基树脂的生产成本低，工艺简单，但氨基树脂有致癌性的甲醛气体释放，已经逐渐被淘汰。锆盐常用的有碳酸锆铵，作为涂布耐水剂，具有添加量少、熟化速度快的优点，但是，在使用过程中刺激性气味氨气味道，不利用工人的工作环境，同时，锆金属为重金属，限制了它在烟草、食品等行业的使用。聚酰胺聚脲环氧氯丙烷树脂已经发展为涂布用涂料抗水剂的主流，其具有下机熟化、无甲醛释放的优点，但是，其也存在一些不足之处，粘度稳定性差，耐水性及印刷适应性不能同时优良，及含有较高含量的残留有机氯；既1，3-二氯-2-丙醇、3-氯-1，2-丙二醇，及未反应环氧氯丙烷等问题。随着环境保护要求的日趋严格，同时人们对纸纸品的要求也越来越高，改性PAE耐水剂的研究日益受到重视。

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，致使成纸的油墨吸收性仍不够理想，而且产品固含量不高，生产成本高昂。

发明内容

为解决现有PAE型耐水剂存在成本高，耐水性及印刷适应性不能同时优良，及含有较高残留有机氯等问题，本发明提供一种改性PAE耐水剂及其制备方法，该耐水剂具有环保的特点，较高的涂层的耐水性能。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种改性PAE涂布耐水剂，所述的涂布耐水剂为固含量为50％～60％的改性聚酰胺环氧氯丙烷树脂水溶液，其中有机氯质量分数低于0.5％，pH值6～8，粘度小于200mPa.s。本发明具有无甲醛释放、不含重金属元素、超低有机氯含量的特点。

所述的制备方法为以下步骤：

(1)在二元酸中加入多烯多胺，在150～190℃反应1～4小时，反应的同时分离体系中反应生成的水；

所述的多烯多胺选自二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种或者几种。

所述的二元酸选自丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、葵二酸中的一种或者几种，二元酸与多烯多胺的摩尔比为1∶1～1.3，优选摩尔比为1∶1.05。

(2)然后加水调整反应体系固含量为30～60％，温度50～100℃，再向体系中加入尿素，在90～110℃反应2～6小时；

所述的尿素与多烯多胺的摩尔比为1∶1～1.25，优选摩尔比为1∶1。

(3)再加入环氧氯丙烷和缩水甘油醚，在20～50℃反应4～10小时；

所述的环氧氯丙烷与多烯多胺的摩尔比为0.5～1∶1，优选摩尔比为0.7∶1。

所述的缩水甘油醚选自1，4-丁二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、1，6-己二醇二缩水甘油醚、丙三醇缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷缩水甘油醚中的一种或几种，缩水甘油醚与多烯多胺的摩尔比为0.5～1∶1，优选摩尔比为0.8∶1。

(4)最后加入水性异氰酸酯反应2～4小时，调整体系的pH值至6～8，加水调整固含量为50％～60％，冷却后得到一种改性PAE涂布耐水剂。

所述的水性异氰酸酯选自水性封闭型异氰酸酯NX6035、水性异氰酸酯固化剂3100、水性封闭异氰酸酯固化剂Y-102中的一种或几种，水性异氰酸酯的添加量为多烯多胺重量的1％～10％，优选为5％。本发明反应体系中引入异氰酸酯基团，更好提高耐水剂的交联性能。

作为优选，通过重量浓度为10-30％的酸调节pH，酸选自硫酸、乙酸、硝酸、柠檬酸中的一种或者几种。

本发明所述的一种改性PAE涂布耐水剂含有大量的环氧基团与胶黏剂发生交联固化反应，形成稳定的网状结构，提高涂层的耐水性能；本发明性能优异，可应用在纸张涂布中，具有广阔的应用前景。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明耐水剂具有无甲醛释放、不含重金属元素、超低有机氯含量的特点；

(2)本发明耐水剂提高了涂层的耐水性能及交联性能。

具体实施方式