本发明涉及抗水剂制备,具体涉及一种熟化快反应性强碳酸锆钾抗水剂及其生产工艺。
背景技术:
1、随着现代科学技术的发展,纸的应用范围越来越广,其中有些纸要求在有水的作用下或者在水中应用和加工,如海图纸、特种地图纸、钞票纸、广告招贴纸药棉纸、台布纸、工业滤纸、照相原纸、茶叶滤纸等。纸张纤维具有高度的亲水性,通常不经任何处理的纸张被水湿透后纤维即失去其大部分强度。纤维与纤维之间是靠对水非常敏感的氢键及分子间力结合起来的。在有水的情况下,水与纤维和纤维与纤维之间的结合产生竞争,使纤维之间的结合程度会随着纸中水分含量的增加而降低。纤维被水完全润胀、浸湿后,彼此之间的结合会被打破,导致强度降低,因此需要熟化快反应性强高抗水剂的抗水剂,来提升纸张的抗水性。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种熟化快反应性强碳酸锆钾抗水剂及其生产工艺,解决了现阶段抗水剂的抗水效果一般的问题。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
3、一种熟化快反应性强碳酸锆钾抗水剂的生产工艺,具体包括如下步骤:
4、步骤a1:将己二酸、改性单体、二乙烯三胺和dmf混合均匀,在转速为120-150r/min,温度为40-50℃的条件下,进行反应2-3h后,通入氮气置换空气,在压强为0.20-0.25mpa,温度为170-180℃的条件下,进行反应2-3h,升温至210-220℃,继续反应4-6h,制得改性剂;
5、步骤a2:将改性剂、尿素和dmf混合均匀,在转速为60-80r/min,温度为120-125℃的条件下,搅拌8-10h,降温至30-35℃,加入环氧氯丙烷,进行反应1-1.5h,升温至70-80℃,加入乙醇胺,进行反应2-3h,调节ph值为6-6.5,制得添加剂,将添加剂、丙烯酰氯、安息香双甲醚和dmf混合均匀,在转速为150-200r/min,365nm紫外光照射的条件下,进行反应1-1.5h,制得改性添加剂;
6、步骤a3:称取如下重量份原料:高岭土粉20-30份、钛酸钙60-70份、pva2-5份、辛醇0.5-0.8份、改性添加剂10-15份、碳酸锆钾5-8份、四氢呋喃100-150份和去离子水50-80份,将原料混合均匀,制得抗水剂。
7、进一步,步骤a1所述的己二酸、改性单体和二乙烯三胺的摩尔比为3:0.5:2.5。
8、进一步,步骤a2所述的改性剂、尿素、环氧氯丙烷和乙醇胺的用量比为1mo l:60g:1mo l:15g,添加剂上的巯基和丙烯酰氯的摩尔比为1:1,安息香双甲醚的用量为丙酰氯的5‰。
9、进一步,所述的改性单体由如下步骤制成:
10、步骤b1:将γ-氯丙基甲基二氯硅烷、3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、全氟己基乙基甲基二乙氧基硅烷和去离子水混合,在转速为200-300r/min,温度为60-70℃的条件下,搅拌10-15min后,加入浓硫酸和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷,进行反应4-6h,调节ph至中性,制得双氢端聚硅氧烷,将丙烯酰氯、二乙醇胺、三乙胺和dmf混合,在转速为150-200r/min,温度为30-40℃的条件下,进行反应3-5h,制得中间体1;
11、步骤b2:将双氢端聚硅氧烷、中间体1和二甲苯混合均匀,在转速为150-200r/min,温度为50-60℃的条件下,搅拌并加入氯铂酸,进行反应10-15h,制得改性聚硅氧烷,将改性聚硅氧烷、异佛尔酮二异氰酸酯和dmf混合,在转速为120-150r/min,温度为40-50℃的条件下,进行反应3-5h,加入乙二胺继续反应3-5h,制得改性单体。
12、进一步,步骤b1所述的γ-氯丙基甲基二氯硅烷、3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、全氟己基乙基甲基二乙氧基硅烷、去离子水和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的用量比为1.5mmol:2mmo l:1mmo l:50ml:2mmo l,浓硫酸的用量为1,1,3,3-四甲基二硅氧烷质量的1-1.5%,丙烯酰氯、二乙醇胺和三乙胺的摩尔比为1:1:1.2。
13、进一步,步骤b2所述的双氢端聚硅氧烷和中间体1的摩尔比为1:2,氯铂酸的用量为双氢端聚硅氧烷和中间体1质量和的1‰,改性聚硅氧烷、异佛尔酮二异氰酸酯和乙二胺的摩尔比为n:3n+1:2n+2,n为大于0的自然数。
14、本发明的有益效果:本发明制备的一种熟化快反应性强碳酸锆钾抗水剂包括如下原料:高岭土粉、钛酸钙、pva、辛醇、改性添加剂、碳酸锆钾、四氢呋喃和去离子水,改性添加剂以己二酸、改性单体和二乙烯三胺为原料,使得己二胺上的羧基和改性添加剂上的氨基以及二乙烯三胺上的氨基脱水成盐,再升温缩聚,形成聚酰胺,制得改性剂,将改性剂用尿素脱氨处理,再与环氧氯丙烷交联化处理,制得添加剂,将添加剂和丙烯酰氯在安息香双甲醚的作用下,使得添加剂上的巯基和丙烯酰氯上的双键反应,制得改性添加剂,改性单体以γ-氯丙基甲基二氯硅烷、3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷和全氟己基乙基甲基二乙氧基硅烷为原料先水解,再与1,1,3,3-四甲基二硅氧烷聚合,形成双氢端聚硅氧烷,将丙烯酰氯和二乙醇胺在三乙胺的作用下,使得丙烯酰氯上的酰氯和二乙醇胺上的仲胺反应,制得中间体1,将双氢端聚硅氧烷和中间体1在氯铂酸的作用下,使得双氢端聚硅氧烷上的si-h和中间体1上的双键反应,制得改性聚硅氧烷,将改性聚硅氧烷与异佛尔酮二异氰酸酯反应,使得改性聚硅氧烷上的羟基和异佛尔酮二异氰酸酯上的异氰酸酯基反应,再加入乙二胺,使得剩余的异氰酸酯基与乙二胺上的氨基反应,形成氨基封端,制得改性单体,该抗水剂中含有碳酸锆钾能够与含羧基和羟基的化合物反应形成架桥结构,同时改性添加剂中含有氯乙醇基、聚氨基和酰氯基团,能够充分与胶粘剂的羟基交联,氯乙醇基和酰氯基能够与胶粘剂产生化学共价键,聚氨基能够与胶粘剂产生离子键结合,使得抗水剂能够适配多种胶粘剂涂料并快速熟化,且改性添加剂的为超支化结构,侧链含有长链氟烷,能够进一步提升抗水剂的抗水效果,碳酸锆钾和改性添加剂的复配使得抗水剂的反应更快熟化速度更快。
1.一种熟化快反应性强碳酸锆钾抗水剂的生产工艺,其特征在于:具体包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种熟化快反应性强碳酸锆钾抗水剂的生产工艺,其特征在于:步骤a1所述的己二酸、改性单体和二乙烯三胺的摩尔比为3:0.5:2.5。
3.根据权利要求1所述的一种熟化快反应性强碳酸锆钾抗水剂的生产工艺,其特征在于:步骤a2所述的改性剂、尿素、环氧氯丙烷和乙醇胺的用量比为1mol:60g:1mol:15g,添加剂上的巯基和丙烯酰氯的摩尔比为1:1。
4.根据权利要求1所述的一种熟化快反应性强碳酸锆钾抗水剂的生产工艺,其特征在于:所述的改性单体由如下步骤制成:
5.根据权利要求4所述的一种熟化快反应性强碳酸锆钾抗水剂的生产工艺,其特征在于:步骤b1所述的γ-氯丙基甲基二氯硅烷、3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、全氟己基乙基甲基二乙氧基硅烷、去离子水和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的用量比为1.5mmol:2mmol:1mmol:50ml:2mmol,丙烯酰氯、二乙醇胺和三乙胺的摩尔比为1:1:1.2。
6.根据权利要求4所述的一种熟化快反应性强碳酸锆钾抗水剂的生产工艺,其特征在于:步骤b2所述的双氢端聚硅氧烷和中间体1的摩尔比为1:2,改性聚硅氧烷、异佛尔酮二异氰酸酯和乙二胺的摩尔比为n:3n+1:2n+2,n为大于0的自然数。
7.一种熟化快反应性强碳酸锆钾抗水剂,其特征在于:根据权利要求1-6任一所述生产工艺生产而成。