[發(fā)明專利]水性油墨用聚酰胺樹脂的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910032093.5
• 申請日: 2009-06-30
• 公開（公告）號: CN101613472A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏建陵;丁海陽;李梅;黃坤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所
• 主分類號: C08G69/48
• 分類號: C08G69/48;C09D11/10
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 馮 慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚酰胺樹脂領(lǐng)域，具體涉及一種水性油墨用聚酰胺樹脂的制備方法。

背景技術(shù)

聚酰胺樹脂一般是由二元酸和二元胺縮聚而成，因具有強極性的酰胺鍵等基團(tuán)，在大分子間存在氫鍵，所以具有高強度、耐腐蝕性、耐候性、耐溶劑性等特點，已在油墨、熱熔膠、合成纖維及涂料等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

聚酰胺樹脂按溶解性可分為溶劑型聚酰胺和非溶劑型聚酰胺，早期的溶劑型聚酰胺樹脂是由聚合脂肪酸與乙二胺制得的分子量3000～9000的線型縮聚物，溶于芳烴。這種樹脂的芳烴溶液氣味大、污染環(huán)境、危害工人健康，限制了它的進(jìn)一步使用。后來對聚酰胺樹脂進(jìn)行了化學(xué)改性，制備了醇溶性聚酰胺樹脂。這類產(chǎn)品全溶于乙醇、異丙醇、丁醇及其混合溶劑中，不用苯、二甲苯作為溶劑，但在使用過程中需添加較多有機溶劑，有機揮發(fā)物(VOC)較多。降低揮發(fā)性有機化合物(VOC)及空氣有害污染物(HAP)已成為新興材料的研究方向。水性聚酰胺除了有耐候性，耐久性，耐腐蝕性，和高硬度等優(yōu)異性能外，更重要的是具有不燃、無毒、無污染等環(huán)保優(yōu)點，特別是近年來，有機溶劑價格的高漲和環(huán)保部門對有機溶劑使用和廢物排放的嚴(yán)格限制，使水性聚酰胺取代有機溶劑型聚酰胺成為當(dāng)今該領(lǐng)域發(fā)展的重要方向。但是目前水性聚酰胺樹脂制備方法復(fù)雜，不能獲得低VOC的缺點。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的水性聚酰胺樹脂制備方法復(fù)雜，不能獲得低VOC的缺點，本發(fā)明提供了一種水性油墨用聚酰胺樹脂的制備方法，原料價格低廉、低VOC、制備工藝簡單。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種水性油墨用聚酰胺樹脂的制備方法，步驟為：

第一步，在氮氣氛圍中，90℃～140℃，在占環(huán)氧化合物質(zhì)量0.5‰～4‰的叔胺或季銨鹽的催化下，1mol分子量2000～4000的聚酰胺、含有5～36個碳原子的二元酸、酸酐與1～1.3mol環(huán)氧化合物進(jìn)行開環(huán)加成反應(yīng)0.5～1.5h后，得羥基聚酰胺；

第二步，在氮氣氛圍中，50℃～80℃，在占羥基聚酰胺與聚酯多元醇總質(zhì)量1％～3％的質(zhì)子酸或路易斯酸的催化下，1mol第一步所得羥基聚酰胺與2mol苯酐聚酯多元醇在惰性有機溶劑中開環(huán)加成反應(yīng)1～2h后，得羥基聚酰胺酯；

第三步，在氮氣氛圍中，80℃～130℃，在占酸酐質(zhì)量0.5％～4％的對甲苯磺酸或硫酸催化下，1mol第二步所得羥基聚酰胺酯與2mol酸酐在惰性有機溶劑中酯化反應(yīng)1.5～3h后，得酸值為100～120的聚酰胺，然后減壓到-0.1～-0.09MPa，蒸出惰性有機溶劑，再與堿性物質(zhì)中和至pH?8.5～9.5，加去離子水即得水性油墨用聚酰胺樹脂。

其中所述的酸酐是選自鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐、順丁烯二酸酐、丁二酸酐中的任意一種或幾種。

第一步中所用的含有5～36個碳原子的二元酸，是己二酸、酸酐、松香與油酸合成的二聚酸、桐油二聚酸中的任意一種或幾種。

第一步中所用的環(huán)氧化合物是雙酚A二縮水甘油醚，如環(huán)氧值分別為0.51、0.44、0.42的E-51、E-44、E-42，乙二醇二縮水甘油醚，如環(huán)氧669中的任意一種或幾種。

第一步所用的叔胺或季銨鹽催化劑為三乙胺、二甲基苯胺、四乙基氯化銨等中的一種。第一步中的分子量2000～4000的聚酰胺是桐油二聚酸與乙二胺縮聚而成分子量2000～4000的聚酰胺。

第二步中所用質(zhì)子酸或路易斯酸催化劑是硫酸、三氯化鋁、氯化鋅、三氟化硼等中的一種。第二步中的聚酯多元醇是苯酐聚酯多元醇，是由鄰苯二甲酸酐與二乙二醇酯化而成。

第三步中所用堿性物質(zhì)為氫氧化鈉、氫氧化鉀、三乙胺、氨水、季銨堿等的一種或幾種。

反應(yīng)中使用的惰性有機溶劑為四氫呋喃、甲苯、二甲苯、DMF中一種或幾種。

有益效果：

①應(yīng)用本發(fā)明的方法制得的水性聚酰胺樹脂，其分子結(jié)構(gòu)中具有強親水性的羧基，又含有疏水性的烴基，可以解決親水性和耐水性之間的矛盾。

②采用含5～36個碳原子的桐油制備的二聚酸、改性松香二元酸等生物質(zhì)資源為基本原料，制備聚酰胺預(yù)聚體，擴大了生物質(zhì)原料的附加值，有利于節(jié)約石油資源。

③本發(fā)明的制備方法工藝簡單，反應(yīng)條件溫和，節(jié)約了能源，減少了對石油資源的消耗。

④制備過程中無小分子物質(zhì)排放，工藝路線具有環(huán)境友好性。

附圖說明

圖1為水性聚酰胺樹脂的紅外光譜譜圖。

具體實施方式

本發(fā)明采用以下技術(shù)路線制備水性聚酰胺樹脂。

(1)羥基聚酰胺的合成