[发明专利]一种造纸用水性聚氨酯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种造纸用水性聚氨酯，异氰酸酯60.0‑100.0份，所述异氰酸酯为MDI、HDI和TMXDI的混合物，所述MDI、HDI和TMXDI的质量比为1∶1∶1，乙二酸聚酯多元醇40.0‑80.0份，水20.0‑40.0份，扩链剂10.0‑20.0份，所述扩链剂由酮亚胺和酮联氮混合而成，所述酮亚胺和酮联氮的质量比为2∶1，中和剂2.0‑5.0份，所述中和剂由三乙醇胺、氢氧化钠和氢氧化钾混合而成，本发明通过改变水性聚氨酯制备过程中扩链剂的成分，来缓解氨基与‑NCO基团反应速率过快难以获得粒径均匀而微细的分散体的缺陷，同时添加相应的封闭剂进一步从根本对水性聚氨酯制备过程的反应速度进行控制，通过扩链反应能够平稳地进行，得到性能良好水性聚氨酯产品，保证后续纸张的生产质量。

技术领域

本发明涉及造纸技术领域，具体为一种造纸用水性聚氨酯及其制备方法。

背景技术

纸张纤维中的纤维素、半纤维素和木素均为聚合多元醇，含有大量的羟基，可与其他官能团反应，聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称，是分子链段中含-NHCOO-结构单元的高分子聚合物，纸张纤维之间的羟基以氢键结合，这种氢键结合构成了纸张的物理强度，然而氢键结合不仅键能比较低，而且很容易被水分子破坏，表现为普通纸张的湿强度比较低，因此需要经过聚氨酯化处理，聚氨酯化处理不仅仅是对纸张的改性，同时也为进一步研发新材料打下基础，如申请公布号为201811394021.0的专利公布了一种造纸用水性聚氨酯及其制备方法，在使用的过程中存在着一定的缺陷，氨基与-NCO基团反应速率过快，所产生的水性聚氨酯粒径不均匀，难以获得粒径均匀而微细的分散体，影响后续纸张的生产质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种造纸用水性聚氨酯，通过改变水性聚氨酯制备过程中扩链剂的成分，来缓解氨基与-NCO基团反应速率过快难以获得粒径均匀而微细的分散体的缺陷，同时添加相应的封闭剂进一步从根本对水性聚氨酯制备过程的反应速度进行控制，通过扩链反应能够平稳地进行，得到性能良好水性聚氨酯产品，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种造纸用水性聚氨酯，其原料按重量份包括以下组分：异氰酸酯60.0-100.0份，乙二酸聚酯多元醇40.0-80.0份，水20.0-40.0份，扩链剂10.0-20.0份，中和剂2.0-5.0份，氧化淀粉6.0-10.0份，稳定剂2.0-5.0份，封闭剂5.0-8.0份。

作为本发明的一种优选技术方案，所述异氰酸酯为MDI、HDI和TMXDI的混合物，所述MDI、HDI和TMXDI的质量比为1∶1∶1。

作为本发明的一种优选技术方案，所述扩链剂由酮亚胺和酮联氮混合而成，所述酮亚胺和酮联氮的质量比为2∶1。

作为本发明的一种优选技术方案，所述中和剂由三乙醇胺、氢氧化钠和氢氧化钾混合而成，所述三乙醇胺、氢氧化钠和氢氧化钾的质量比为2∶1∶1。

作为本发明的一种优选技术方案，所述氧化淀粉由茶多酚和植酸混合而成，所述茶多酚和植酸的质量比为3∶2。

作为本发明的一种优选技术方案，所述稳定剂由玉米淀粉和马铃薯淀粉混合而成，所述玉米淀粉和马铃薯淀粉的质量比为1∶1。

作为本发明的一种优选技术方案，所述封闭剂由甲乙酮亚胺、吡咯烷酮、亚硫酸氢钠混合而成，所述甲乙酮亚胺、吡咯烷酮、亚硫酸氢钠的比列为1∶1∶2。

一种造纸用水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：

1)制备预聚体：将异氰酸酯、乙二酸聚酯多元醇加入至反应釜一的内部，搅拌30-50min，而后加入封闭剂，继续搅拌20-30min；

2)制备混合溶液：将水、扩链剂、中和剂、氧化淀粉加入至反应釜二内部，搅拌30-50min；