涂布纸涂料耐水剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种涂布纸涂料耐水剂及其制备方法，制备方法包括如下步骤：(1)将二乙烯三胺与有机酸，在催化剂的存在下进行反应，反应温度为120-130℃，反应时间为30-60min，然后收集反应产物中的不饱和聚酰胺中间体；(2)在80-100℃下，加入尿素，100-110℃保温反应8-10个小时，降温至30-40℃，加入环氧氯丙烷，在60-70℃反应30-60min，用酸调节溶液的pH值为6-8，即获得所述涂布纸涂料耐水剂，加入水，调节溶液的固含量为55-60％。本发明的耐水剂，在被用于生产后，下机的纸和纸板不需要进行熟化，产品不含有甲醛，对涂布作业、产品存放和使用环境没有不良影响。

权利要求

1.纸涂料耐水剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将二乙烯三胺与有机酸，在催化剂的存在下进行反应，反应温度为120-130℃，反应时间为30-60min，然后收集反应产物中的不饱和聚酰胺中间体，加水，使其重量固含量为

48～52％；

(2)然后在80-100℃下，加入尿素，100-110℃保温反应8-10个小时，降温至30-40℃，加入环氧氯丙烷，在60-70℃反应30-60min，用酸调节溶液的pH值为6-8，即获得所述涂布纸涂料耐水剂，加水调节溶液的固含量；

所述有机酸为己二酸和马来酸，摩尔比为：己二酸∶马来酸＝1～1.2∶1；

二乙烯三胺与有机酸的摩尔比为1～1.1∶1；

所述催化剂为对甲苯磺酸，催化剂的加入量为二乙烯三胺重量的0.5-1.5％；

二乙烯三胺与尿素的摩尔比为：二乙烯三胺∶尿素＝1∶1～1.25；

二乙烯三胺与环氧氯丙烷的摩尔比为：二乙烯三胺∶环氧氯丙烷＝1∶0.15-0.4。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在氮气气氛中进行反应。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，加入温度为70-90℃的热水。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，采用滴加的方式，加入环氧氯丙烷，滴加时间为20～40分钟。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸为盐酸、硫酸、乙酸或硝酸。

6.根据权利要求1～5任一项所述的方法制备的纸涂料耐水剂。

说明书

涂布纸涂料耐水剂及其制备方法

技术领域

[0001] 发明涉及一种涂布纸涂料耐水剂及其备方法，尤其涉及不饱和聚酰胺聚尿环氧氯丙烷树脂及其制备方法。

背景技术

[0002] 当涂布纸用于彩色印刷时，为达到表面防水或耐水的目的，除需在原纸中添加抗水性物质或强化内部施胶外，最根本直接的办法就是在涂料中加入耐水剂。耐水剂作为涂料的组成部分，可降低颜料、胶粘剂干燥成膜后的水溶性，提高涂布纸的抗湿摩擦和拉毛强度，有效改善涂布纸的印刷适性，减少掉毛、掉粉等现象。

[0003] 目前常用的造纸涂布用耐水剂主要包括氨基树脂类、金属盐类和聚酰胺环氧树脂三大类。氨基树脂是目前应用较多的一类抗水剂，如脲醛(UF)树脂、三聚氰胺甲醛(MF)树脂及其改性物。氨基树脂生产成本低，工艺简单。由于该类产品本身含有甲醛，对涂布作业、产品存放和使用环境有不良影响。即使是经改性后的产品，在生产、使用、贮存过程中也会不断的释放有害的甲醛气体，对环境和人体健康造成危害，将逐渐杯淘汰。随着环境保护要求的日趋严格，同时人们对纸制品的要求也越来越高，无甲醛多功能耐水剂的研究日益受到高度重视。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种涂布纸涂料耐水剂及其制备方法，以克服现有技术存在的上述缺陷，

[0005] 本发明提供的涂布纸涂料耐水剂的制备方法，包括如下步骤：

[0006] (1)在氮气气氛中，将二乙烯三胺与有机酸，在催化剂的存在下进行反应，反应温度为120-130℃，反应时间为30-60min，然后通过精馏方法，收集反应产物中的亮黄色透明的不饱和聚酰胺中间体，然后将温度为70-90℃的热水加入不饱和聚酰胺中间体，使其重量固含量为48～52％；

[0007] 所述精馏方法，为一种常规的混合物的分离方法，在化学工程手册上有详细的描述，本发明不再赘述，精馏时，精馏塔的塔底温度为160-180℃，精馏至塔顶不再有液体流出，塔底即为产物不饱和聚酰胺中间体；

[0008] 所述有机酸为己二酸和马来酸，摩尔比为：己二酸∶马来酸＝1～1.2∶1；

[0009] 二乙烯三胺与有机酸的摩尔比为1～1.1∶1；

[0010] 述催化剂为对甲苯磺酸，催化剂的加入量为二乙烯三胺重量的0.5-1.5％；

[0011] (2)然后在80-100℃下，加入尿素，在100-110℃保温反应8-10个小时，降温至30-40℃，加入环氧氯丙烷，在60-70℃反应30-60min，用酸调节溶液的pH值为6-8，即获得所述涂布纸涂料耐水剂，为不饱和的聚酰胺聚脲环氧氯丙烷树脂水溶液，加入水，调节溶液的固含量为50-60％；

[0012] 优选的，采用滴加的方式，加入环氧氯丙烷，滴加时间为20～40分钟[0013] 二乙烯三胺与尿素的摩尔比为：二乙烯三胺∶尿素＝1∶1～1.25；

[0014] 二乙烯三胺与环氧氯丙烷的摩尔比为：二乙烯三胺∶环氧氯丙烷＝1∶0.15-0.4；

[0015] 所述酸为盐酸、硫酸、乙酸或硝酸，可将其配制成为重量浓度为10-15％的水溶液；

[0016] 所得耐水剂的固含量为50-60％，粘度为50-100cps；

[0017] 采用上述方法制备的耐水剂，在被用于生产后，下机的纸和纸板不需要进行熟化，产品不含有甲醛，对涂布作业、产品存放和使用环境没有不良影响。同时，该耐水剂可以通过引发接枝的方式进行分子设计，而得到性能各异的产物，为聚酰胺聚脲的研究开发一条新的途径。

具体实施方式

[0018] 实施例1

[0019] (1)在装有氮气保护装置、回流冷凝管、搅拌器、温控仪的1L的四口烧瓶中加入103.17克二乙烯三胺，加入0.52克对甲苯磺酸，在搅拌下加入58克的马来酸和73.1克己二酸，在加入过程中，体系温度为100℃，加入完毕后待温度不再上升，开始加热升温，至
130℃保温30min，然后改为蒸馏装置，继续升温至160℃，保温反应4个小时，接收液体以便掌握反应进度，至不再有液体流出，降温至120℃，加入90℃的热水198.27克，调整重量固含量为50％，得到亮黄色透明的不饱和聚酰胺中间体；

[0020] (2)当(1)体系温度降至80℃，在搅拌下加入尿素60克，加料完毕后，加热升温至100℃，保温反应10个小时后，降温至30℃，滴加环氧氯丙烷13.927克，滴加时间为20分钟，滴加完毕后，加热升温至60℃，保温反应1个小时，加入重量浓度为10％的盐酸，调溶液的pH值至6.0，加入去离子水调整溶液的固含量为60％，测其粘度为55cps。

[0021] 实施例2

[0022] (1)在装有氮气保护装置、回流冷凝管、搅拌器、温控仪的1L的四口烧瓶中加入103.17克二乙烯三胺，加入1.03克对甲苯磺酸，在搅拌下加入52.232克的马来酸和80.377克己二酸，在加入过程中，体系温度为90℃，加入完毕后待温度不再上升，开始加热升温，至125℃保温40min，然后改为蒸馏装置，继续升温至170℃，保温反应2.5个小时，接收液体以便掌握反应进度，至不再有液体流出，降温至120℃，加入90℃的热水199.78克，调整固含量为50％，得到亮黄色透明的不饱和聚酰胺中间体；

[0023] (2)当(1)体系温度降至70℃，在搅拌下加入尿素75克，加料完毕后，加热升温至110℃，保温反应8个小时后，降温至30℃，滴加环氧氯丙烷37.14克，滴加时间为30分钟，滴加完毕后，加热升温至70℃，保温反应0.5个小时，加入重量浓度为10％的硫酸，调溶液的pH值至7.0，加入的去离子水调整溶液的重量固含量为60％，测其粘度为100cps。

[0024] 实施例3

[0025] (1)在装有氮气保护装置、回流冷凝管、搅拌器、温控仪的1L的四口烧瓶中加入113.487克二乙烯三胺，加入0.794克对甲苯磺酸，在搅拌下加入55.271克的马来酸和
76.55克己二酸，在加入过程中，体系温度为80℃，加入完毕后待温度不再上升，开始加热升温，至120℃保温60min，然后改为蒸馏装置，继续升温至180℃，保温反应1个小时，接收