[发明专利]一种特种纸用水基防水防油剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于造纸领域，涉及一种纸张防水防油剂及其制备方法，特别涉及一种特种纸用水基防水防油剂及其制备方法。

背景技术

随着防水防油纸应用领域的不断扩展，纸张防水防油剂的需求量日益增加。有机氟防水防油剂用于造纸工业已有多年的历史，用于纸张防水防油处理剂的含氟烷基化合物主要有全氟烷基络合物、全氟烷基磷酸酯盐、全氟烷基共聚物和氟硅防水防油剂等。前两类属于小分子氟化物，应用范围较窄。全氟烷基共聚物作为防水防油剂应用较广，在纸张处理上具备良好的效果，其中水性含氟丙烯酸酯共聚物对环境污染程度较小，成本较低，近年来发展较快。氟硅防水防油剂是替代全氟防水防油剂的一个方向，含氟硅的防水防油剂可同时具有含氟和含硅防水防油剂的优点，使产品具有优良的防水防油性能，也能使防水防油处理过的纸张柔软程度更加优良。目前氟硅防水防油剂的制备方法主要包含以下两种：(1)采用含氟烯烃或含氟烷基链烯基醚与含有链烯基的有机硅氧烷进行共聚；(2)采用含氟烯烃与含H-Si基的有机硅化合物反应，制备含氟烷基团的有机硅聚合物，但其制备的氟硅防水防油剂的综合性能还有待提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种特种纸用水基防水防油剂及其制备方法，该方法对环境友好，制得的特种纸用水基防水防油剂能够全面提高纸张的防水防油性，并同时改善纸张的力学性能和柔软度，且能够提高产品的耐水性。

为达到上述目的，本发明特种纸用水基防水防油剂，以质量份数计，包括0.2-1.0份多异氰酸酯化合物、60-240份水以及由15-30份含氢硅油、7.5-90份乙烯基聚醚、1-5份全氟丙烯酸酯、0.2-2份甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.2-2份丙烯酸长链酯以及0.06-0.6份氯铂酸在避光条件下反应得到的产物。

所述的含氢硅油的含氢量介于0.18-0.5之间。

所述的乙烯基聚醚的链段中环氧乙烷与环氧丙烷的摩尔比为(2-5)：(5-8)。

所述的乙烯基聚醚的链段中环氧乙烷与环氧丙烷的摩尔比为5:5、4:6、2:8中的一种或一种以上任意比例组成。

所述的乙烯基聚醚的分子量介于1000-2000之间。

所述的全氟丙烯酸酯为2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯、1,1,2,2-四氢全氟己基甲基丙烯酸酯、全氟辛基乙基丙烯酸酯、全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯中的一种或一种以上任意比例的混合物。

所述的丙烯酸长链酯中长链的碳数为12-18。

所述的丙烯酸长链酯为丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸十二酯、丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸十六酯中的一种或一种以上任意比例的混合物。

所述的多异氰酸酯化合物为六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或一种以上任意比例的混合物。

一种所述的特种纸用水基防水防油剂的制备方法，以质量分数计，在反应器中加入含氢硅油、乙烯基聚醚、全氟丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯以及丙烯酸长链酯，搅拌均匀后升温至80-95℃，然后加入氯铂酸，接着在避光条件下反应6-8h，加入多异氰酸酯化合物，再反应0.5-1h后，加入水，分散均匀，即制得特种纸用水基防水防油剂。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明是在氯铂酸的催化作用下，在避光条件下使含氢硅油、乙烯基聚醚、全氟丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酸长链酯进行多元接枝聚合反应；然后采用多异氰酸酯化合物对聚合物上羟基进行部分封闭，制备特种纸用水基防水防油剂。

本发明通过高分子设计，通过引入全氟碳链段、含硅链段、柔性聚醚链段、长链烷基链段和反应性环氧基团，以全面提高纸张的防水防油性，并同时改善纸张的力学性能和柔软度；其中，全氟碳链段来自全氟丙烯酸酯，含硅链段来自含氢硅油，柔性聚醚链段来自乙烯基聚醚，长链烷基链段来自丙烯酸长链酯，反应性环氧基团来自甲基丙烯酸缩水甘油酯。此外，本发明亦采用多异氰酸酯对分子链上亲水性羟基进行部分封闭，以进一步提高产品的耐水性；而且引入了反应性基团，在涂布成膜过程中亦形成交联网络结构，加快固化速度，防水防油性好，强度高等优点。其可与淀粉水溶液复配，用于纸张表面施胶，可同时大幅改善纸张的防水性、防油性、力学强度和柔软度。

另外，由于本发明产品之比过程中没有添加任何有机溶剂，无VOC，具有无毒、安全、对环境友好的特点。

具体实施方式