專利名稱：有機(jī)硅改性紙張?jiān)鰸駨?qiáng)劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于精細(xì)化學(xué)品制備工藝領(lǐng)域，特別涉及一種有機(jī)硅改性紙張?jiān)鰸?br>
強(qiáng)劑的制備方法。
背景技術(shù)：
眾多紙制品尤其是:nik用紙都要求具有較高的濕強(qiáng)度。聚酰胺多胺環(huán)氧氯
丙烷(PAE)，作為目前應(yīng)用最多的濕增強(qiáng)劑，具有傳統(tǒng)濕強(qiáng)劑脲醛樹脂(UF)、 改性三聚氰胺甲醛樹脂(MF)以及丙烯 類聚合物無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。它不
僅具有良好的濕強(qiáng)效果和再成漿性能，且在生產(chǎn)過程中不存在游離甲醛，對生
態(tài)環(huán)境和人體健康友好?，F(xiàn)有PAE制備方法通常是由己二酸和二乙烯三胺或 三乙烯四胺在堿性條件下反應(yīng)制備聚胺，然后與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)制得。該類產(chǎn) 品由于未經(jīng)交聯(lián)改性，其交聯(lián)程度、分子量較低，留著性能差，紙張的濕強(qiáng)效 果遠(yuǎn)達(dá)不到生產(chǎn)要求，特別艦一些要求高濕強(qiáng)度紙種的應(yīng)用效果仍不理想； 同時會給紙張的抄造帶來許多不良影響，如漿料易產(chǎn)生氣泡、絮聚，紙頁均勻 度差，剛性低等。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種能夠在紙漿內(nèi)具有 高留著性能，濕強(qiáng)效果和對環(huán)境友好的有機(jī)硅改性紙張?jiān)鰸駨?qiáng)劑的制備方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:將多元胺和二元酸按0.7-1.5: 1的摩爾比加入到干燥反應(yīng)器中，加熱至140-20(TC，保溫反應(yīng)3-7小時使反應(yīng) 器中的聚酰胺多胺在25t:的黏度達(dá)到100-160mPa.s，加入去離子水，將聚 多胺稀釋到含固量為50°/。，得到增濕強(qiáng)劑中間體的溶液A;將溶液A、環(huán)氧氯 丙烷和有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑按100: M0: 1-5的質(zhì)量比混合均勻后，加入去離子水將體系稀釋到含固量為20%,于50-80'C反應(yīng)l-6小時，在25'C下體系黏度達(dá) 至lj 20-60 mPa.s時，停止加熱，用去離子7jC稀釋至含固量為10°/^15%，酸調(diào)節(jié) 體系pH至1-4，即可得有機(jī)硅改性聚酰胺多胺環(huán)氧氯丙m張?jiān)鰸駨?qiáng)劑。
本發(fā)明的多元胺采用二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一種或其 中一種以任意比例的混合；二元酸為丁二酸，己二酸、富馬酸、順丁烯二酸等 中的一種或其中一種以任意比例的混合；酸為鹽酸、冰醋酸、甲酸、硫酸、硝 酸中的一種或其中一種以任意比例的混合物；有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑為甲基三甲氧基 硅烷，甲基三乙氧基^^，甲基三乙酰氧基硅烷，苯基三甲氧基硅烷，苯基三 乙氧基硅烷，二苯基二甲氧基硅烷，r巰丙基三甲氧基硅烷，N-P-氨乙基卞氨 丙基三甲氧基硅烷，Y-氯丙基三甲氧基硅烷，？氯丙基三乙氧基硅烷，？氯丙 基三乙氧基硅烷，三胺基丙基甲基二甲氧基硅烷，氰乙基甲基二甲氧基硅烷， 甲基三丁酮月虧基硅烷，乙烯基三丁酮月虧基硅烷，r縮水甘油醚氧丙基三甲氧硅 烷中的一種或其中一種以任意比例的混合物。
本發(fā)明制備過程不添加有機(jī)皿IJ，無游離甲醛釋放，同時可降低派出物有 機(jī)有機(jī)氯含量，對生態(tài)環(huán)境和人體健康友好；且引入有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑用作交聯(lián) 劑，使產(chǎn)品肝量得到一定的提高，并大大改善了改性聚,多胺環(huán)氧氯丙烷 的留著性能，在較低用量下即可使紙張達(dá)到理想的濕強(qiáng)效果；同時，交聯(lián)劑的 引入增加了分，段的交聯(lián)活性，進(jìn)一步增強(qiáng)了聚合物與纖維的親和力，及其 在纖維周圍所形成的交l^狀結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，從而更好地限制纖維與纖維間的活 動，阻止纖維的潤脹和吸水，減少紙頁伸縮變形等性能,大幅度提高紙張的濕強(qiáng) 度。此外，該發(fā)明產(chǎn)品不僅能提高紙張的濕強(qiáng)度，而且能增加紙張的耐折度、 抗張強(qiáng)度、和干 破等物理性能，如將其用于紙張表面涂布，亦可大幅度提高 紙張的表面抗水性。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l:將多元胺二乙烯三胺和二元酸丁二酸按1.0: l的摩爾比加入到
干燥反應(yīng)器中，加熱至20(TC，保溫反應(yīng)5小時使反應(yīng)器中的聚酰胺多胺的黏 度達(dá)到100mPa^(產(chǎn)品黏度在25-C，聚,多胺含固量為50%^(牛下測量)，加 入去離子水，將聚酰胺多胺稀釋到含固量為50%，得到增濕強(qiáng)劑中間體的溶液
A;將溶液A、環(huán)氧氯丙烷和有機(jī)^^烷偶聯(lián)劑甲基三甲氧基硅烷按100: 20: 2
的質(zhì)量比混合均勻后，加入去離子水將體系稀釋到含固量為20%,于8(TC反 應(yīng)1小時，體系黏度達(dá)到20mPa.s時(產(chǎn)品黏度在25'C下測量)，停止加熱，用 去離子水稀釋至含固量為15%，用鹽酸調(diào)節(jié)體系pH至l，即可得有機(jī)硅改性 聚酰胺多胺環(huán)氧氯丙烷紙張?jiān)鰸駨?qiáng)劑。
實(shí)施例2:將多元胺三乙烯四胺和二元酸己二酸按0.8: 1的摩爾比加入到 千燥反應(yīng)器中，加熱至18(TC，保溫反應(yīng)7小時使反應(yīng)器中的聚酰胺多胺的黏 度達(dá)到150mPa.s(產(chǎn)品黏度在25。C，聚 多胺含固量為50%^[牛下測量)，加 入去離子水，將聚酰胺多胺稀釋至IJ含固量為50%，得到增濕強(qiáng)劑中間體的溶液 A;將溶液A、環(huán)氧氯丙烷和有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑甲基三乙氧基睡烷按100: 5: 4 的質(zhì)量比混合均勻后，加入去離子7jC將體系稀釋到含固量為20%,于7(TC反 應(yīng)3小時，體系黏度達(dá)到30mPa.s時(產(chǎn)品黏度在25'C下測量)，停止加熱，用 去離子水稀釋至含固量為12%,用冰醋酸調(diào)節(jié)體系pH至3，即可得有機(jī)硅改 性聚,多胺環(huán)氧氯丙烷紙張?jiān)鰸駨?qiáng)劑。
實(shí)施例3:將多元胺四乙烯5J按和二元酸富馬酸按L2: l的摩爾比加入到 千燥反應(yīng)器中，加熱至15(TC，保溫反應(yīng)3小時使反應(yīng)器中的聚酰胺多胺的黏 度達(dá)到130mPa.s(產(chǎn)品黏度在25。C，聚鵬多胺含固量為50。/。^f牛下測量)，加 入去離子水，將聚酰胺多胺稀釋到含固量為50%，得到增濕強(qiáng)劑中間體的溶液
A;將溶液A、環(huán)氧氯丙烷和有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑甲基三乙酰氧基硅烷按100: 30:.
l的質(zhì)量比混合均勻后，加入去離子水將體系稀釋到含固量為20%，于6(TC反應(yīng)5小時，體系黏度達(dá)到40mPa.s時(產(chǎn)品黏度在25'C下測量)，停止加熱，用 去離子7K稀釋至含固量為10%,用甲酸調(diào)節(jié)體系pH至2，即可得有機(jī)硅改性 聚酰胺多胺環(huán)氧氯丙烷紙張?jiān)鰸駨?qiáng)劑。
實(shí)施例4:將多元胺二乙烯三胺和三乙烯四胺以任意比例的混合物與二元 働頓丁烯二酸按0.7: 1的摩爾比加入到干燥反應(yīng)器中，加熱至170'C，保溫反 應(yīng)6小時使反應(yīng)器中的聚^I安多胺的黏度達(dá)到160mPa.s(產(chǎn)品黏度在25°C，聚 多胺含固量為50%剝牛下測量)，加入去離子水，將聚醐安多胺稀釋到含 固量為50%，得到增濕強(qiáng)劑中間體的溶液A;將溶液A、環(huán)氧氯丙烷和有機(jī)硅 烷偶聯(lián)劑苯基三甲氧基硅烷按100: 1: 3的質(zhì)量比混合均勻后，加入去離子水 將體系稀釋至IJ含固量為20%，于50'C反應(yīng)6小時，體系黏度達(dá)到50mPa.s時(產(chǎn) 品黏度在25"C下測量)，停止加熱，用去離子水稀釋至含固量為13%，用硫酸 調(diào)節(jié)體系pH至4，即可得有機(jī)硅改性聚醐安多胺環(huán)氧氯丙烷紙張?jiān)鰸駨?qiáng)劑。
實(shí)施例5:將多元胺二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五按以任意比例的 混合物與二元酸丁二酸和己二酸以任意比例的混合物按1.4:1的摩爾比加入到 千燥反應(yīng)器中，加熱至140'C，保溫反應(yīng)4小時使反應(yīng)器中的聚 多胺的黏 度達(dá)到120mPa,s(產(chǎn)品黏度在25。C，聚,多胺含固量為50%#^牛下測量)，加 入去離子水，將聚酰胺多胺稀釋到含固量為50%,得到增濕強(qiáng)劑中間體的溶液 A;將溶液A、環(huán)氧氯丙烷和有機(jī)g偶聯(lián)劑苯基三乙氧基^^烷按100: 25: 5 的質(zhì)量比混合均勻后，加入去離子水將體系稀釋到含固量為20%,于55'C反 應(yīng)4小時，體系黏度達(dá)到60mPa.s時(產(chǎn)品黏度在25'C下測量)，停止加熱，用 去離子水稀釋至含固量為11%,用硝酸調(diào)節(jié)體系pH至l，即可得有機(jī)硅改性 聚酰胺多胺環(huán)氧氯丙烷紙張?jiān)鰸駨?qiáng)劑。
實(shí)施例6:將多元胺二乙烯三胺和四乙烯5J按以任意比例的混合物與二元 酸富馬酸和順丁烯二酸以任意比例的混合物按0.9:1的摩爾比加入到干燥反應(yīng)器中，加熱至160'C，保溫反應(yīng)3小時使反應(yīng)器中的聚酰胺多胺的黏度達(dá)到 140mPa,s(產(chǎn)品黏度在25'C，聚,多胺含固量為50%^[牛下測量)，加入去離 子水，將聚酰胺多胺稀釋到含固量為50%,得到增濕強(qiáng)劑中間體的溶液A;將 溶液A、環(huán)氧氯丙烷和有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑二苯基二甲氧基^^烷按100: 10: 1的 質(zhì)量比混合均勻后，加入去離子水將體系稀釋到含固量為20%,于65'C反應(yīng)2 小時，體系黏度達(dá)到35mPa.s時(產(chǎn)品黏度在25。C下測量)，停止加熱，用去離 子水稀釋至含固量為14%，用鹽酸和冰醋酸以任意比例的混合物調(diào)節(jié)體系pH 至4，即可得有機(jī)硅改性聚酰胺多胺環(huán)氧氯丙烷紙張?jiān)鰸駨?qiáng)劑。
實(shí)施例7:將多元胺四乙烯五胺和二元酸己二酸按1.5: l的摩爾比加入到 干燥反應(yīng)器中，加熱至19(TC，保溫反應(yīng)7小時使反應(yīng)器中的聚酰胺多胺的黏 度達(dá)到110mPa.s(產(chǎn)品黏度在25。C，聚M多胺含固量為50%條件下測量)，加 入去離子水，將聚酰胺多胺稀釋到含固量為50%,得到增濕強(qiáng)劑中間體的溶液 A;將溶液A、環(huán)氧氯丙烷和有機(jī)^^烷偶聯(lián)劑，氯丙基三乙氧基硅烷和，氯丙 基三乙氧基硅烷以任意比例的混合物按100: 40: 5的質(zhì)量比混合均勻后，加 入去離子水將體系稀釋到含固量為20%,于75'C反應(yīng)5小時，體系黏度達(dá)到 55mPa.s時(產(chǎn)品黏度在25'C下測量)，停止加熱，用去離子水稀釋至含固量為 10%，用甲酸和硫酸以任意比例的混合物調(diào)節(jié)體系pH至3，即可得有機(jī)硅改 性聚酰胺多胺環(huán)氧氯丙烷紙張?jiān)鰸駨?qiáng)劑。
本發(fā)明可減少環(huán)氧氯丙烷用量，降低了排出物中有機(jī)氯含量；有機(jī)硅偶聯(lián) 劑交聯(lián)后的產(chǎn)品其分子量大大增加，分，段的交聯(lián)活性點(diǎn)增多。此增濕強(qiáng)劑 留著率得到大幅度提高，它不僅能提高紙張的濕強(qiáng)度，而且能增加紙張的耐折 度、抗張強(qiáng)度、和干強(qiáng)度等物理性能，如將其用于紙張表面涂布，亦可大幅度 提高紙張的表面抗水性、表面強(qiáng)度等。
權(quán)利要求
1. 有機(jī)硅改性紙張?jiān)鰸駨?qiáng)劑的制備方法，其特征在于1)將多元胺和二元酸按0.7-1.5∶1的摩爾比加入到干燥反應(yīng)器中，加熱至140-200℃，保溫反應(yīng)3-7小時使反應(yīng)器中的聚酰胺多胺在25℃的黏度達(dá)到100-160mPa.s，加入去離子水，將聚酰胺多胺稀釋到含固量為50％，得到增濕強(qiáng)劑中間體的溶液A；2)將溶液A、環(huán)氧氯丙烷和有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑按100∶1-40∶1-5的質(zhì)量比混合均勻后，加入去離子水將體系稀釋到含固量為20％，于50-80℃反應(yīng)1-6小時，在25℃下體系黏度達(dá)到20-60mPa.s時，停止加熱，用去離子水稀釋至含固量為10％-15％，酸調(diào)節(jié)體系pH至1-4，即可得有機(jī)硅改性聚酰胺多胺環(huán)氧氯丙烷紙張?jiān)鰸駨?qiáng)劑。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)硅改性紙張?jiān)鰸駨?qiáng)劑的制備方法，其特征 在于所述的多元胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一種或其中 一種以上任意比例的混合物。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)硅改性紙張?jiān)鰸駨?qiáng)劑的帝恪方法，其特征 在于所述的二元酸為丁二酸，己二酸、富馬酸、順丁烯二酸中的一種或其中 一種以上任意比例的混合物。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1戶脫的有機(jī)硅改性紙張?jiān)鰸駨?qiáng)劑的帝恪方法，其特征 在于所述的酸為鹽酸、冰醋酸、甲酸、硫酸、硝酸中的一種或其中一種以任 意比例的混合物。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)硅改性紙張?jiān)鰸駨?qiáng)劑的帝恪方法，其特征 在于所述的有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑為甲基三甲氧基硅烷，甲基三乙氧基硅烷，甲基三乙酰氧基睡烷，苯基三甲氧基砝院，苯基三乙氧基硅烷，二苯基二甲氧基硅烷，？巰丙基三甲氧基硅烷，N-(3-氨乙基個氨丙基三甲氧基硅烷，Y-氯丙基三甲氧基硅烷，Y-氯丙基三乙氧基硅烷，Y-氯丙基三乙氧基硅烷，三胺基丙基甲 基二甲氧基硅烷，氰乙基甲基二甲氧基睡烷，甲基三丁酮躬基硅烷，乙烯基三丁酮后基硅烷，Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧硅烷中的一種或其中一種以任意比 例的混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種有機(jī)硅改性紙張?jiān)鰸駨?qiáng)劑的制備方法，首先以二元酸和多元胺為原料合成聚酰胺多胺中間體。取一定量聚酰胺多胺中間體、環(huán)氧氯丙烷和有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑，于一定溫度下反應(yīng)至達(dá)到一定黏度，加酸終止反應(yīng)，即可得到有機(jī)硅改性紙張?jiān)鰸駨?qiáng)劑。采用本發(fā)明可減少環(huán)氧氯丙烷用量，降低了排出物中有機(jī)氯含量；交聯(lián)后的產(chǎn)品分子量大大增加，分子鏈段的交聯(lián)活性點(diǎn)增多。發(fā)明產(chǎn)品留著率得到大幅度提高，不僅能提高紙張的濕強(qiáng)度，而且能增加紙張的耐折度、抗張強(qiáng)度、和干強(qiáng)度等物理性能，如將其用于紙張表面涂布，亦可大幅度提高紙張的表面抗水性能。
文檔編號D21H21/20GK101302731SQ20081001839
公開日2008年11月12日 申請日期2008年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月6日
發(fā)明者沈一丁, 王海花, 費(fèi)貴強(qiáng) 申請人:陜西科技大學(xué)