[發明專利]水性油墨用聚酰胺樹脂的制備方法

無效

• 申請號: 200910032093.5
• 申請日: 2009-06-30
• 公開（公告）號: CN101613472A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發明（設計）人: 夏建陵;丁海陽;李梅;黃坤
• 申請（專利權）人: 中國林業科學研究院林產化學工業研究所
• 主分類號: C08G69/48
• 分類號: C08G69/48;C09D11/10
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 馮 慧

技術領域

本發明屬于聚酰胺樹脂領域，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

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，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域得到廣泛的應用。

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、污染環境、危害工人健康，限制了它的進一步使用。后來對聚酰胺樹脂進行了化學改性，制備了醇溶性聚酰胺樹脂。這類產品全溶于乙醇、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，有機揮發物(VOC)較多。降低揮發性有機化合物(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，和高硬度等優異性能外，更重要的是具有不燃、無毒、無污染等環保優點，特別是近年來，有機溶劑價格的高漲和環保部門對有機溶劑使用和廢物排放的嚴格限制，使水性聚酰胺取代有機溶劑型聚酰胺成為當今該領域發展的重要方向。但是目前水性聚酰胺樹脂制備方法復雜，不能獲得低VOC的缺點。

發明內容

為了解決現有技術存在的水性聚酰胺樹脂制備方法復雜，不能獲得低VOC的缺點，本發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。

本發明的技術方案為：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℃，在占環氧化合物質量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環氧化合物進行開環加成反應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量1％～3％的質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加成反應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。

第一步中所用的環氧化合物是雙酚A二縮水甘油醚，如環氧值分別為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應用本發明的方法制得的水性聚酰胺樹脂，其分子結構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資源為基本原料，制備聚酰胺預聚體，擴大了生物質原料的附加值，有利于節約石油資源。

③本發明的制備方法工藝簡單，反應條件溫和，節約了能源，減少了對石油資源的消耗。

④制備過程中無小分子物質排放，工藝路線具有環境友好性。

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

本發明采用以下技術路線制備水性聚酰胺樹脂。

(1)羥基聚酰胺的合成