一种改性pae涂布耐水剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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。
[0003] 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 品固含量不尚，生广成本尚昂。
【发明内容】
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 所述的制备方法为以下步骤：
[0007] (1)在二元酸中加入多烯多胺，在150~190 °C反应1~4小时，反应的同时分离体系 中反应生成的水；
[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] (2)然后加水调整反应体系固含量为30~60%，温度50~100°C，再向体系中加入 尿素，在90~IHTC反应2~6小时；
[0011] 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。
[0012] ⑶再加入环氧氯丙烷和缩水甘油醚，在20~50°C反应4~10小时；
[0013] 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。
[0014] 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。
[0015] ⑷最后加入7义性异氰酸酯反应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。
[0016] 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。
[0017] 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。
[0018] 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。
[0019] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0020] (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；
[0021] (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】
[0022] 下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，实施例中所用原料均可市购。
[0023] 实施例1
[0024] 将lmol(146g)己二酸加入装有电动搅拌、温度计、冷凝器及分水器的四口烧瓶中， 加入二乙烯三胺1.05mol(108.3g)，开启搅拌，升温至160°C反应3小时，反应的同时分离体 系中的反应生成水，降温至l〇〇°C，加入220克水，调节固含量为50%，向体系中加入尿素 0 · 9mol，在100°C反应3小时；加入环氧氯丙烷0 · 6mol和丙三醇二缩水甘油醚0 · 6mol，在30°C 反应6小时;加入5克水性封闭型异氰酸酯NX6035反应2小时，用重量浓度为15%的硫酸中和 体系的pH值至7.0，加水至含固量为55 %，冷却，得到改性PAE涂布耐水剂1，涂布耐水剂1的 粘度为50mPa. s。
[0025] 实施例2
[0026] 将lmol(118.09g)丁二酸加入装有电动搅拌、温度计、冷凝器及分水器的四口烧瓶 中，加入二乙烯三胺1.0 mol (146.2g)，开启搅拌，升温至150°C反应4小时，反应的同时分离 体系中的反应生成水，降温至80°C，加入190克水，调节固含量为54.5 %，向体系中加入尿素 Im