[發(fā)明專利]封閉水性聚氨酯改性PAE濕強劑的制備方法

無效

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• 申請日: 2013-10-16
• 公開（公告）號: CN103524708A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設計）人: 施曉旦;李改霞
• 申請（專利權）人: 上海東升新材料有限公司
• 主分類號: C08G18/80
• 分類號: C08G18/80;C08G18/60;C08G18/38;C08G18/12;D21H21/20
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發(fā)明涉及一種封閉水性聚氨酯改性PAE濕強劑的制備方法。

背景技術

傳統(tǒng)型的濕強劑，主要是以脲醛樹脂和三聚氰胺樹脂為代表的酸性熟化濕強劑和以聚酰胺環(huán)氧氯丙烷為代表的中堿性熟化濕強劑，但酸性熟化濕強劑使用過程中會釋放一定量的甲醛，污染環(huán)境，并且需要在較低的ph值下熟化，損紙回收利用有一定的困難；聚酰胺環(huán)氧氯丙烷濕強劑抗水性不如三聚氰胺甲醛樹脂，在提高紙業(yè)干強度方面作用不明顯，有機氯含量高，被認為有致癌的危險。

異氰酸酯是分子中含有異氰酸酯基（-NCO）的化合物。其化學活性主要表現(xiàn)在其特征基團－NCO上，該基團具有重疊雙健排列的高度不飽和健結構（-N=C=O)，它能和各種含活潑氫的化合物進行反應，化學性質極其活潑。

多異氰酸酯可以和紙纖維中的羥基發(fā)生化學反應，生成聚氨基甲酸酯結構，將紙纖維原有的氫鍵結合轉化為化學鍵結合，因此可以改善紙張的物理性能。但是異氰酸酯易與水發(fā)生反應，限制了它在造紙中的使用。

封閉多異氰酸酯是異氰酸酯的衍生物，使用時經(jīng)解封即可恢復反應活性。多異氰酸酯和異氰酸酯封端預聚體能在纖維間形成“架橋”結構，能顯著提高紙張濕強度。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種封閉水性聚氨酯改性PAE（聚酰胺亞胺環(huán)氧氯丙烷）濕強劑的制備方法，以克服現(xiàn)有技術存在的上述缺陷。

本發(fā)明封閉水性聚氨酯改性PAE濕強劑的制備方法，包括如下步驟：

（1）將多元醇與羧酸型擴鏈劑在真空下脫水后，加入有機溶劑和多異氰酸酯，氮氣氣氛中反應至體系中的-NCO基團含量達到理論值，得到端NCO基的聚氨酯預聚體，加入封閉劑，反應至其-NCO基團含量為零，得到封閉型聚氨酯預聚體；

（2）將多乙烯多胺、二元酸及催化劑混合進行縮聚反應，生成的水分餾去除后，降溫至120-140℃緩慢加入60-80℃熱水，攪拌均勻后冷卻出料，得聚酰胺亞胺溶液；

（3）將水、封閉型聚氨酯預聚體順次加入聚酰胺亞胺溶液中攪拌溶解，升溫至60-75℃，加入環(huán)氧氯丙烷，反應2-5個小時，當體系粘度達到40.0-100.0cps時，加入終止劑，調體系pH值為3.0-5.0。

作為優(yōu)選方案，各步驟反應條件如下：

（1）將多元醇與羧酸型擴鏈劑在60-100℃真空下脫水1-3個小時后，加入有機溶劑和多異氰酸酯，在氮氣氣氛中，70～100℃反應至體系中的-NCO基團含量達到理論值，得到端NCO基的聚氨酯預聚物，加入封閉劑，75-85℃下反應至其-NCO基團含量為零，得到封閉型聚氨酯預聚體；

（2）將多乙烯多胺、二元酸及催化劑混合，系統(tǒng)自動劇烈升溫放熱；升溫至170-180℃進行縮聚反應2-4個小時，并使反應所生成的水分餾出體系后，降溫至120-140℃加入適量熱水，攪拌均勻后冷卻出料，得聚酰胺亞胺溶液，固含量為40-60%，粘度為200-300cps；

（3）將水、封閉聚氨酯順次加入聚酰胺亞胺溶液中攪拌溶解，升溫至60-75℃，緩慢加入環(huán)氧氯丙烷，并在此溫度下反應2-5個小時后，當體系粘度達到40.0-100.0cps時，加入終止劑，調體系pH值為3.0-5.0，得到所述封閉水性聚氨酯改性PAE濕強劑。

步驟（1）中各組分重量份數(shù)如下：

所述多元醇選自聚己二酸丁二醇酯二元醇、聚四氫呋喃二醇、聚氧化丙烯二醇、聚葵二酸丁二醇酯二元醇或聚己二酸新戊二醇酯二元醇中的至少一種；

所述羧酸型擴鏈劑為二羥甲基丙酸或二羧基半酯；

所述多異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯、二苯甲烷二異氰酸酯、六次亞甲基二異氰酸酯或異佛爾酮二異氰酸酯的至少一種；

所述有機溶劑選自丙酮、丁酮、N，N-二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮的至少一種；

所述封閉劑為甲乙酮肟或丙酮肟；

步驟（2）中，所述多乙烯多胺與二元酸的摩爾比為：1-1.05：1；所述催化劑為水，加入量為多乙烯多胺摩爾質量的30%。

所述多乙烯多胺選自二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺，優(yōu)選二乙烯三胺；

所述二元酸選自己二酸、庚二酸或辛二酸，優(yōu)選己二酸；

所述終止劑為鹽酸、硫酸或冰醋酸。

步驟（3）中所述封閉聚氨酯預聚體與所述聚酰胺亞胺（不含水）及環(huán)氧氯丙烷的摩爾比為：封閉聚氨酯：聚酰胺亞胺：環(huán)氧氯丙烷=1：7-8：2.5-4；水的加入量為使最終產品的固含量為20-30wt%。