一種紙制品用水性氨烴基硅蠟防水劑、制備方法及應用技術

一種紙制品用水性氨烴基硅蠟防水劑及其制備方法，將C8?

【技術實現步驟摘要】
一種紙制品用水性氨烴基硅蠟防水劑、制備方法及應用


[0001]本專利技術屬造紙助劑領域，具體涉及一種紙制品用水性氨烴基硅蠟防水劑的制備方法及該劑在紙制品防水處理方面的應用。

技術介紹

[0002]近年來，社會的發展和科技進步已使紙制品防水劑的需求量增加。從文獻檢索可見，使紙制品能獲得防水性能的助劑主要有：有機硅防水劑(如羥基硅乳、含氫硅乳或基于溶劑型含氫硅油與乙烯基硅油所組成的雙組份防水產品)、皂化松香或分散松香、石蠟乳液、烷基烯酮二聚體AKD乳液等，其中脂肪族防水劑如皂化松香或分散松香、烷基烯酮二聚體AKD乳液等多用于造紙的漿內施膠，而有機硅乳和石蠟乳液則多用于紙張或紙制品的表面施膠或表面防水。但研究過程人們發現，傳統的有機硅乳液如羥基硅乳、含氫硅乳、蠟乳液等雖能賦予紙材料、紙制品一定的抗水、抗液體浸潤性能，但這種抗水性能已無法滿足現代包裝紙、果袋紙等對防水性能的新要求。另外，脂肪族蠟乳液價格便宜、處理后的紙制品材料手感較硬，但防水性較差；而有機硅乳處理的紙制品材料雖防水透氣性較好，但有機硅特有的柔軟作用反而會導致處理后的紙材料挺度下降。

技術實現思路

[0003]為解決傳統有機硅處理后的紙制品材料“挺度”不佳的問題、并進一步改善防水效果，本專利技術利用長鏈烷基硅烷——即硅蠟基硅烷(RSi)與氨烴基硅烷(ASi)在水相的水解縮聚反應，先合成結構中同時鍵合有長鏈硅蠟基和氨烴基硅鏈節的聚倍半硅氧烷樹脂預聚乳液，然后再經含氫硅乳進一步縮聚交聯，進而制得了一種未見報道的水性氨烴基改性有機硅蠟樹脂乳液防水劑。
[0004]將長鏈蠟基與聚有機硅氧烷結合、并將柔性聚二甲基硅氧烷鏈段轉化成高支化樹枝，則在保持有機硅原有性能特點的基礎上，可綜合有機硅與蠟類物質二者的優勢性能，既有望進一步提高防水效果，又能解決傳統有機硅處理后的紙材料“挺度”不夠等問題，進而拓展此類防水劑的應用范圍。
[0005]為此，本專利技術采用了以下技術方案：一種紙制品用水性氨烴基硅蠟防水劑，主組分為結構中含有氨烴基硅與長鏈烷基硅(即硅蠟)鏈節的聚倍半硅氧烷，由長鏈烷基硅烷(RSi)與氨烴基硅烷(ASi)先水解縮聚、再經含氫硅油(PHMS)乳液交聯兩步反應制得。具體制備步驟包括：（1）氨烴基硅蠟樹脂(SiW)預聚乳液的合成首先，按長鏈烷基硅烷(RSi)與氨烴基硅烷(ASi)質量比為90
?
99%：1
?
10%，依次稱取RSi與ASi，加熱攪拌、溶解成透明狀，記作A，備用。
[0006]其次，按A質量份，依次稱取以A質量計約5
?
10%的陽/非離子表面活性劑及3
?
10倍量的去離子水，攪拌，待表面活性劑溶解成透明狀后，加熱升溫至40
?
80℃，用堿調體系pH約為10
?
11，然后一邊攪拌一邊滴加入A，控制滴加速度使A在1
?
2h內滴完，然后在40
?
80℃繼續
保溫反應8
?
10h，得白色
?
帶藍光乳液，即為結構中連有氨烴基硅和長鏈烷基硅蠟鏈節的聚倍半硅氧烷樹脂(SiW)預聚乳液，簡稱氨烴基硅蠟樹脂(SiW)預聚乳液，固含量約為10
?
30%。
[0007]（2）水性氨烴基硅蠟防水劑HSiW的制備在上述預聚乳液中，按SiW預聚乳液的總量，再加入以SiW乳液質量計10
?
20%的含氫硅乳（或控制SiW乳液：PHMS乳液的質量比約為100:10
?
20，wt/wt），然后控溫40
?
80℃繼續攪拌反應1
?
2h，反應結束，用酸調體系pH約為5
?
6，所得乳液，即為含氫硅乳交聯后的氨烴基硅蠟樹脂乳液，簡稱水性氨烴基硅蠟防水劑，記作HSiW。
[0008]所述的長鏈烷基硅烷(RSi)，結構式為R
x
Si(OR
?
)
n
?
x
，x=1
?
3，n=4，R=
?
C8H
17 ~
??
C
18
H
37
、OR
?
=
??
OCH3或
?
OC2H5，為分子內含有一個C8?
18
長鏈烷基及2
?
3個烷氧基的硅烷，主要包括辛基甲基二甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、十二烷基甲基二甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基甲基二甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十八烷基甲基二甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、辛基甲基二乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、十二烷基甲基二乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基甲基二乙氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷、十八烷基甲基二乙氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷等，可單一組分或多種拼混使用。
[0009]所述的氨烴基硅烷為分子中含有1
?
2個伯、仲氨基且連有2
?
3個烷氧基的硅烷，選取γ
?
氨丙基三甲氧基硅烷、γ
?
氨丙基三乙氧基硅(KH
?
550)、γ
?
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ
?
氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N
?
β
?
氨乙基
?
γ
?
氨丙基甲基二甲氧基硅烷(KH
?
602)、N
?
β
?
氨乙基
?
γ
?
氨丙基三甲氧基硅烷(KH
?
792)、γ
?
哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷、N,N
?
二甲基
?
γ
?
氨丙基
?
γ
?
氨丙基甲基二甲氧基硅烷等中的一種。
[0010]所述的陽/非離子表面活性劑，為陽離子長鏈烷基季銨鹽表面活性劑與脂肪族非離子表面活性劑的混合物，所述的陽離子：非離子表面活性劑的質量比約為3:1
?
1:4；所述的長鏈烷基季銨鹽為結構中含C
12
?
18
烷基的有機季銨鹽，選取十八烷基三甲基氯化銨(1831)、十八烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨(1631)、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基溴化銨、十二烷基芐基二甲基氯化銨（1227）中的一種；所述的非離子表面活性劑為水溶性脂肪醇聚氧乙烯基醚、異構脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚等中的一種；所述的含氫硅油乳液（簡稱含氫硅乳），為含氫硅油(PHMS)用非離子乳化劑如異構十三醇聚氧乙烯醚乳化所獲得的水性乳液，主組分PHMS的Si
?
H鍵含量(以每100g硅油所含Si
?
H鍵的摩爾數計)約為0.16...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種紙制品用水性氨烴基硅蠟防水劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：1）氨烴基硅蠟樹脂預聚乳液的合成取質量比為（90
?
99）：（1
?
10）的長鏈烷基硅烷與氨烴基硅烷，攪拌、溶解混勻，記為組份A；取陽離子表面活性劑及非離子表面活性劑溶于水中，形成透明溶液，陽離子表面活性劑及非離子表面活性劑總質量為組份A的5
?
10%，升溫至40
?
80℃，調整體系pH為10
?
11；攪拌狀態下滴加加入組份A，滴料完畢，在40
?
80℃反應8
?
10h，得白色
?
帶藍光的乳液，即為氨烴基硅蠟樹脂乳液；所述的長鏈烷基硅烷結構式為R
x
Si(OR
?
)
n
?
x
，x=1
?
3，n=4，R=
?
C8H
17 ~
??
C
18
H
37
、OR
?
=
??
OCH3或
?
OC2H5；所述的氨烴基硅烷為分子中含有1
?
2個伯氨基和/或仲氨基的、含有2
?
3個烷氧基的硅烷；所述的陽離子表面活性劑為陽離子C
12
?
18
長鏈烷基季銨鹽表面活性劑；所述的非離子表面活性劑為脂肪族非離子表面活性劑；陽離子表面活性劑與非離子表面活性劑的質量比為（3
?
1）:（1
?
4）；2）水性氨烴基硅蠟防水劑的制備按氨烴基硅蠟樹脂預聚乳液與含氫硅油乳液質量比100:（10
?
20）向氨烴基硅蠟樹脂預聚乳液中加入含氫硅油乳液，再在40
?
80℃攪拌反應1
?
2h；反應結束后調整體系pH為5
?
6，得到水性氨烴基硅蠟防水劑；步驟2）中所述氨烴基硅蠟樹脂乳液固含量為10
?
30%，含氫硅油乳液固含量為10
?
30%。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的長鏈烷基硅烷為辛基甲基二甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、十二烷基甲基二甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基甲基二甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十八烷基甲基二甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、辛基甲基二乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、十二烷基甲基二乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基甲基二乙氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷、十八烷基甲基二乙...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鐘法往，江日新，袁俊杰，巫耿航，謝續兵，
申請(專利權)人：惠州瑞德新材料科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：