[发明专利]一种自乳化型水性硝化纤维乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及硝基涂料领域，更具体地为一种自乳化型水性硝化纤维乳液及其制备方法。

背景技术

随着环保要求的提高，溶剂型硝基涂料的高挥发性有机化合物(VOC)含量严重制约了它的应用和发展；但是，如果不添加其他树脂硝化纤维，成膜后附着力较差，很容易剥落或者撕落，难以单独作为涂料的基料使用。因此，如何降低其VOC含量和提高成膜附着力具有重要意义，最有效的解决方式就是在硝化纤维中引入其他树脂或功能基团并使之分散在水中形成乳液。

目前硝化纤维乳液的制备方法有外乳化法、转相乳化法和种子乳液聚合法。曾朝霞^[1]采用醇酸树脂转相乳化法和丙烯酸酯类单体互穿聚合物网络聚合法制备改性硝化纤维素乳液。该方法需要外加乳化剂，且没有对硝化纤维分子链进行化学改变，制得的乳液颗粒较大，稳定性不好。李小瑞^[2]用自制的自乳化型聚氨酯对硝化棉光亮剂进行乳化及改性，制备了聚氨酯改性硝化棉光亮剂乳液，该方法实际上采用自乳化型聚氨酯和硝化纤维进行物理共混而制得硝化纤维乳液，并非真正意义上的自乳化法。孙静等^[3]采用的微乳化法本质上也是一种外乳化法，需要外加乳化剂。史红月，戚玉良^[4]在外加乳化剂的条件下高速搅拌分散制得硝化纤维乳液。徐敏^[6，7]采用有机硅-丙烯酸酯接枝改性硝化棉制成DX一8502硅丙硝化棉乳液型光亮剂，该乳液颗粒较大，稳定性不太好，且需要外加乳化剂和高剪切乳化机进行强制乳化。包汇川等^[8]采用醇酸树脂改性硝化纤维素，制得改性硝化纤维素乳液，仍然需要外加乳化剂，并没有在硝化纤维分子上引入亲水基团，无法解决乳液稳定性的问题。华南理工大学韩锐锋^[9]和袁进松^[10]采用转相乳化法制得硝化纤维乳液，需要外加乳化剂。中国专利^[11]CN99114220.9公开了一种无表面活性剂的硝化纤维素一聚氨酯水可稀释或水乳液的合成方法，但其主要成分为聚氨酯，硝化纤维用量较少，硝化纤维不是主要原料。中国专利^[12]CN200410056821.3公开了一种硝化棉-聚丙烯酸(酯)杂化乳液的合成方法，仍然需要外加乳化剂。上述引用文献如下：

[1]曾朝霞，包汇川，傅和青.改性水性硝化纤维素乳液研究[J].涂料工业，2007，37(2)：33-35.

[2]李小瑞.聚氨酯改性硝化棉光亮剂乳液的制备[J].中国皮革，2000，29(17)：19-21.

[3]孙静，刘宗惠，魏德卿.微乳化技术制备硝化棉微小乳状液[J].中国皮革，1998，27(2)：14-15.

[4]史红月，戚玉良.水性硝化棉光亮剂的研制[J].中国皮革，2006，35(23)：25-27.

[5]丹东轻化工研究院.硝化棉皮革光亮剂生产技术[J].皮革化工，2000，17(02)：19.

[6]徐敏.DX-8502硅丙硝化棉光亮剂的研究[J].中国皮革，1998，27(08)：8-9.

[7]徐敏，丁慧君.有机硅丙烯酸酯改性硝纤光油的研究[J].中国皮革(特辑)，1998：15(13)193-196.

[8]包汇川，曾朝霞，傅和青等.水性硝化纤维素乳液的研究[C].第五届环保型水性树脂涂料技术研讨会论文集，2007：132-135.

[9]韩锐锋.转相法制备水性硝基木器清漆的研究[D].广州：华南理工大学，2006.

[10]袁进松.相反转乳化法制备水性硝基漆的研究[D].广州：华南理工大学，2006.

[11]王武生，曾俊，阮德礼等.硝化纤维素-聚氨酯水乳液及水可稀释溶液的合成方法：中国，CN99114220.9[P].1999.12.15.

[12]王俊卿，曾汉民，蔡国衡等.一种硝化棉-聚丙烯酸(酯)乳液的制备方法：中国，CN200410056821.3[P].2005.04.13.

从上述文献可以看出，硝化纤维的水性化目前有多种方法，由于处理难度大且许多制备机理不成熟导致现阶段仍处在研究阶段，少量的产品应用也基本限于皮革涂饰剂等，木器涂饰、装修涂饰等方面尚未见到相关报道。在诸多的水性化方法中，外乳化法最简单，但是产品稳定性最差。转相乳化法的研究重点是乳化剂(我国乳化剂品种非常有限)和配套增塑剂的选择。而种子乳液聚合法面临两个问题，即乳液稳定性差和如何发挥被聚丙烯酸酯包裹的硝化棉性能。因此，在保持优良成膜性能的同时解决乳液稳定性差的问题成为硝化纤维乳液研究与开发的关键技术。