[發(fā)明專利]一種改性PAE樹脂的制備方法

有效

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• 申請日: 2012-10-12
• 公開（公告）號: CN102898643A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建;邱金峰;玉麗芳;王志杰;劉羚;張丹
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號: C08G73/02
• 分類號: C08G73/02;D21H17/56;D21H21/20
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種PAE樹脂的制備方法，特別涉及一種改性PAE樹脂的制備方法。

背景技術(shù)

紙張的濕強(qiáng)度是指紙張被水潤透飽和后所剩余的強(qiáng)度。常用的濕強(qiáng)劑脲醛樹脂（UF樹脂）、三聚氰胺甲醛樹脂（MF樹脂）、聚酰胺環(huán)氧氯丙烷樹脂（PAE樹脂）等。其中，PAE樹脂能夠在中堿性情況賦予紙張良好的增濕強(qiáng)效果，滿足中堿性抄紙的需要，已經(jīng)成為造紙常用的增濕強(qiáng)劑。PAE樹脂的合成一般通過脂肪二元酸，如丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸或癸二酸等與多乙烯多胺，如二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺等反應(yīng)，生成聚酰胺聚胺，然后再與環(huán)氧氯丙烷（表氯醇）反應(yīng)生成PAE樹脂。在實(shí)際使用中，脂肪二元酸常用己二酸、多乙烯多胺常用二乙烯三胺。

PAE樹脂在紙張中的應(yīng)用性能已經(jīng)被造紙行業(yè)廣泛認(rèn)可，但是，由于PAE樹脂中存在氮雜環(huán)丁烷功能基及環(huán)氧化物功能基，從而使PAE樹脂帶有強(qiáng)的正電荷，當(dāng)其單獨(dú)使用時，容易使抄紙濕部體系電荷發(fā)生逆轉(zhuǎn)，從而給紙張的抄造帶來許多不良影響，如漿料容易產(chǎn)生氣泡、絮聚，成紙揭紙困難，紙頁均勻度差等，尤其當(dāng)其用量較大時，將使上述問題嚴(yán)重惡化，影響紙張的生產(chǎn)。因此，當(dāng)其用量較大時，一般需要與帶負(fù)電的添加劑共用，以平衡其正電，降低對漿料體系電荷的影響，同時提高其應(yīng)用效果。同時，留著于紙張纖維表面的PAE樹脂必須在紙張干燥時發(fā)生熟化（即分子進(jìn)一步反應(yīng)），在組成紙張的纖維間產(chǎn)生不易被水破壞的共價鍵，才能賦予PAE樹脂良好的增濕強(qiáng)性能。由于這種熟化需要一定的時間與溫度，因此，在造紙機(jī)的運(yùn)行條件下，PAE樹脂不能完全熟化，不能適應(yīng)高濕強(qiáng)度紙張的增濕強(qiáng)需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對PAE樹脂的上述不足，提供一種改性PAE樹脂的制備方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

1）聚胺預(yù)聚體的合成：

在150～180℃，使多乙烯多胺與二元酸在催化劑作用下反應(yīng)4～8小時，合成聚胺預(yù)聚體，反應(yīng)結(jié)束后，用水稀釋至固含量50%；

所述的多乙烯多胺、二元酸、催化劑的摩爾比為1：（0.85～1.05）：(0.01～0.03)；

2）環(huán)氧烷基化反應(yīng)：

調(diào)節(jié)聚胺預(yù)聚體固含量至20～30%、pH值為8～10，加入羧基改性劑，升溫至30～55℃，緩慢加入環(huán)氧氯丙烷，升溫至55～80℃反應(yīng)1～4小時，反應(yīng)結(jié)束后，加入鹽酸，調(diào)節(jié)pH值至3～4，終止反應(yīng)，加水稀釋至固含量12.5%，即得改性PAE樹脂；

所述的聚胺預(yù)聚體、羧基改性劑、環(huán)氧氯丙烷的摩爾比為1：（0.1～0.3）：（0.8～2）。

所述的多乙烯多胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺。

所述的催化劑是對甲苯磺酸、甲磺酸、濃硫酸、濃鹽酸或氯化亞砜。

所述的二元酸為己二酸、丁二酸、丙二酸、戊二酸或癸二酸。

所述的羧基改性劑為順丁烯二酸酐、富馬酸、氯乙酸、丙烯酸或甲基丙烯酸。

本發(fā)明將羧基引入PAE樹脂的分子結(jié)構(gòu)中，利用羧基平衡PAE樹脂所帶的正電，實(shí)現(xiàn)PAE樹脂的電荷控制。同時，該改性樹脂在紙張中使用后，其所帶的羧基可以在纖維間形成氫鍵，由于PAE樹脂結(jié)構(gòu)上的羧基與環(huán)氧功能基等同時存在，當(dāng)所帶羧基在纖維間形成氫鍵后，將使不同PAE樹脂間的環(huán)氧功能基與伯胺基等間距縮小，利于其共價鍵的形成，從而縮短其熟化所需的時間，從而提高成紙濕強(qiáng)指數(shù)，增強(qiáng)了其增濕強(qiáng)性能。尤其是使用本產(chǎn)品，紙張干強(qiáng)度得到有效提高，可以用于高強(qiáng)度紙張的生產(chǎn)。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

1）聚胺預(yù)聚體的合成：

在170℃，使二乙烯三胺與己二酸在催化劑對甲苯磺酸作用下反應(yīng)4小時，合成聚胺預(yù)聚體，反應(yīng)結(jié)束后，用水稀釋至固含量50%；

所述的多乙烯多胺、己二酸、催化劑的摩爾比為1：0.95：0.01；

2）環(huán)氧烷基化反應(yīng)：

調(diào)節(jié)聚胺預(yù)聚體固含量至25%、pH值為8，加入羧基改性劑順丁烯二酸酐，升溫至50℃，緩慢加入環(huán)氧氯丙烷，升溫至70℃反應(yīng)2小時，反應(yīng)結(jié)束后，加入鹽酸，調(diào)節(jié)pH值至4，終止反應(yīng)，加水稀釋至固含量12.5%，即得改性PAE樹脂；

所述的聚胺預(yù)聚體、羧基改性劑、環(huán)氧氯丙烷的摩爾比為1：0.1：1.2。

實(shí)施例2：

1）聚胺預(yù)聚體的合成：

在160℃，使三乙烯四胺與己二酸在催化劑對甲苯磺酸作用下反應(yīng)6小時，合成聚胺預(yù)聚體，反應(yīng)結(jié)束后，用水稀釋至固含量50%；

所述的多乙烯多胺、己二酸、催化劑的摩爾比為1：1：0.01；