专利名称：涂布纸涂料抗水剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及涂布加工纸生产所用涂料中配入的抗水剂，以及该抗水剂的制备方法。
背景技术：
在造纸涂布涂料中所使用的抗水剂，一般都是氨基树脂，最为典型的是三聚氰胺甲醛树脂。这类物质作为抗水剂使用，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，减少掉毛、掉粉现象。但这类抗水剂产品在贮存和使用过程中，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，使用这类抗水剂产品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利于立即用以印刷。这一过程大大影响了生产效率。
发明内容
本发明的目的，是提供一种无有害物释放的抗水剂，而且这种抗水剂在被用于生产后，下机的纸和纸板不需进行熟化。
本发明的另一目的，是提供这种抗水剂的制备方法。
本发明所提供的抗水剂，其特征是，带有 基团的聚酰胺聚脲环氧氯丙烷的质量占40％-45％，环氧改性水溶性硅油的质量占5％-10％，其余为水，由它们构成固含量为45％-55％的水溶液。
本发明提供的具有上述成份的抗水剂，由下述的方法制备将二乙烯三胺与己二酸在120℃反应1h，升温并控温于165℃反应1h，继续升温于190℃反应2h，反应过程中不断分离体系中的反应生成水份，降温至110℃，向体系中加入硫脲，于80℃反应3h，最后加入环氧氯丙烷和水，在70℃反应40min，以10％盐酸中和体系的PH值至7.0，冷却至30℃得到带有 基团的聚酰胺聚脲环氧氯丙烷水溶液，以上各物料投入的摩尔比为二乙烯三胺∶己二酸∶硫脲∶环氧氯丙烷∶水＝1.2∶1.0∶1.6-2.0∶0.3-0.5∶25.0；向以上制备的聚酰胺聚脲环氧氯丙烷水溶液中加入环氧改性水溶性硅油，使环氧改性水溶性硅油的质量含量在整个体系中达到5％-10％，并控制体系的固含量为45％-55％，搅拌均匀，得到涂布纸涂料抗水剂。
本发明中硫脲与环氧氯丙烷的加入量是可以调节的，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，产品的粘度也会随着降低，在本发明取值范围内所制备的产品均能达到满意的使用效果。在加入量低于本发明取值范围时，会使得产品的平均分子量过低而导致使用效果差；当加入量大于本发明取值范围时，会使得产品的平均分子量偏高，从而导致产品发生凝胶而不能用作涂布纸涂料抗水剂。
本发明所提供的抗水剂，其中的聚酰胺聚脲环氧氯丙烷中的 基团与氯乙醇基团能有效地和涂料中胶粘剂的羟基交联固化。 基团中的硫原子有着较强的给电子能力，具有较高的活性，能与胶粘剂(如羧基丁苯胶乳、苯丙胶乳、大豆蛋白和淀粉等)形成离子键合；氯乙醇基则能与胶粘剂形成化学共价键；环氧改性水溶性硅油中的活性环氧基团与胶粘剂中的羟基与羧基形成离子键，并与纤维中的羟基键合，从而在涂层中形成定向排列，使疏水基团定向于涂层表面，充分利用有机硅的优良疏水性赋予涂层抗水性和更高的抗湿摩擦及湿拉毛强度。其使用性能达到甚至超过传统的三聚氰胺甲醛树脂等抗水剂，特别是其印刷适应性更加优异。
本发明抗水剂中的聚酰胺聚脲环氧氯丙烷和环氧改性水溶性硅油，在贮存时，性态稳定，没有有害物质释放；在涂布作业时，随着干燥工序的完成，它们也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分解。
本发明的抗水剂中，聚酰胺聚脲环氧氯丙烷中的 与氯乙醇基在涂布干燥过程中就能有效地和涂料中胶粘剂的羟基交联固化，并且环氧改性水溶性硅油在这一过程中也实现了与羟基和羧基的交联固化并定向排列，因此，以此生产出的纸和纸板不需要进行熟化，从而大大提高了生产效率。
以本发明的制备方法制备的聚酰胺聚脲环氧氯丙烷带有 基团，比传统以尿素制备的带有 基团的聚酰胺聚脲环氧氯丙烷有着更强的反应活性，这是因为硫原子有着更强的给电子能力，使得以本发明所制备的抗水剂与涂布涂料中的胶粘剂交联固化更快，结合更牢固。并且，本发明采用环氧改性水溶性硅油与聚酰胺聚脲环氧氯丙烷形成协同作用，大大提高了纸和纸板的抗湿摩擦、表面强度、光泽和平滑度，使得纸和纸板的印刷适性更强。
具体实施例方式
以下通过实施例对本发明作进一步说明。
实施例一将1mol己二酸加入装有电动搅拌、温度计、冷凝器及分水器的四颈瓶中，加入二乙烯三胺1.2mol，开启搅拌，升温至120℃反应1h，控温于165℃反应1h，继续升温至190℃反应2h，将冷凝水不断排除，降温至110℃，加入1.6mol硫脲，保持温度在80℃反应3h，降低温度至70℃时加入0.5mol环氧氯丙烷及405ml水，保持温度在70℃反应40min，以10％盐酸调节体系PH值至7.0，得到聚酰胺聚脲环氧氯丙烷水溶液，当温度降到30℃时，加入90g环氧改性水溶性硅油，搅拌20min至均匀得到涂布纸涂料抗水剂。
该涂料抗水剂为固含量55％的浅黄色透明液体，其中聚酰胺聚脲环氧氯丙烷占45％，环氧改性水溶性硅油占10％，粘度为290mpa·s(NDJ-79型粘度计25℃)。
实施例二将1mol己二酸加入装有电动搅拌、温度计、冷凝器及分水器的四颈瓶中，加入二乙烯三胺1.2mol，开启搅拌，升温至120℃反应1h，控温于165℃反应1h，继续升温至190℃反应2h，将冷凝水不断排除，降温至110℃，加入1.8mol硫脲，保持温度在80℃反应3h，降低温度至70℃时加入0.4mol环氧氯丙烷及566.5ml水，保持温度在70℃反应40min，以10％盐酸调节体系PH值对7.0，得到聚酰胺聚脲环氧氯丙烷水溶液，当温度降到30℃时，加入51.5g环氧改性水溶性硅油，搅拌20min至均匀得到涂布纸涂料抗水剂。
该涂料抗水剂为固含量45％的浅黄色透明液体，其中聚酰胺聚脲环氧氯丙烷占40％，水溶性硅油占5％，粘度为360mpa·s(NDJ-79型粘度计25℃)。
实施例三将1mol己二酸加入装有电动搅拌、温度计、冷凝器及分水器的四颈瓶中，加入二乙烯三胺1.2mol，开启搅拌，升温至120℃反应1h，控温于165℃反应1h，继续升温至190℃反应2h，将冷凝水不断排除，降温至110℃，加入2.0mol硫脲，保持温度在80℃反应3h，降低温度至70℃时加入0.5mol环氧氯丙烷及541ml水，保持温度在70℃反应40min，以10％盐酸调节体系PH值至7.0，得到聚酰胺聚脲环氧氯丙烷水溶液，当温度降到30℃时，加入62.4g环氧改性水溶性硅油，搅拌20min至均匀得到涂布纸涂料抗水剂。
该涂料抗水剂为固含量48％的浅黄色透明液体，其中聚酰胺聚脲环氧氯丙烷占42％，环氧改性水溶性硅油占6％，粘度为480mpa·s(NDJ-79型粘度计25℃)。
实施例四将1mol己二酸加入装有电动搅拌、温度计、冷凝器及分水器的四颈瓶中，加入二乙烯三胺1.2mol，开启搅拌，升温至120℃反应1h，控温于165℃反应1h，继续升温至190℃反应2h，将冷凝水不断排除，降温至110℃，加入1.6mol硫脲，保持温度在80℃反应3h，降低温度至70℃时加入0.3mol环氧氯丙烷及432ml水，保持温度在70℃反应40min，以10％盐酸调节体系PH值至7.0，得到聚酰胺聚脲环氧氯丙烷水溶液，当温度降到30℃时，加入81g环氧改性水溶性硅油，搅拌20min至均匀得到涂布纸涂料抗水剂。
该涂料抗水剂为固含量52％的浅黄色透明液体，其中聚酰胺聚脲环氧氯丙烷占43％，环氧改性水溶性硅油占9％，粘度为120mpa·s(NDJ-79型粘度计25℃)。
权利要求
1.涂布纸涂料抗水剂，其特征是，带有 基团的聚酰胺聚脲环氧氯丙烷的质量占40％-45％，环氧改性水溶性硅油的质量占5％-10％，其余为水，由它们构成固含量为45％55％的水溶液。
2.制备如权利要求1所述的涂布纸涂料抗水剂的方法将二乙烯三胺与己二酸在120℃反应1h，升温并控温于165℃反应1h，继续升温于190℃反应2h，反应过程中不断分离体系中的反应生成水份，降温至110℃，向体系中加入硫脲，于80℃反应3h，最后加入环氧氯丙烷和水，在70℃反应40min，以10％盐酸中和体系的PH值至7.0，将温度降到30℃，得到带有 基团的聚酰胺聚脲环氧氯丙烷水溶液，以上各物料投入的摩尔比为二乙烯三胺∶己二酸∶硫脲∶环氧氯丙烷∶水＝1.2∶1.0∶1.6-2.0∶0.3-0.5∶25.0，向以上制备的聚酰胺聚脲环氧氯丙烷水溶液中加入环氧改性水溶性硅油，环氧改性硅油在整个体系中的质量含量为5％10％，并且控制体系的固含量为45％-55％，搅拌至均匀。
3.根据权利要求2所述的涂布纸涂料抗水剂的制备方法，制备过程均在搅拌下进行。
全文摘要
本发明提供的是用于涂布纸生产的涂料中作为化学助剂添加的抗水剂及其制备方法。所述的涂料抗水剂为40％－45％(质量百分比)带有
文档编号D21H19/12GK1793504SQ200510137118
公开日2006年6月28日 申请日期2005年12月30日 优先权日2005年12月30日
发明者徐丹, 徐振明 申请人:湖北达雅化工技术发展有限公司