[发明专利]混成树脂组合物

说明书

一种混成树脂组合物，包括：100重量份的水性树脂；以及0.1至10重量份表面改性的纳米纤维素纤维，分散于水性树脂中，其中表面改性的纳米纤维素纤维的酸值(acid value)，高于纳米纤维素纤维改性前的羟基值(hydroxyl value)。

技术领域

本发明涉及混成树脂，尤其是涉及一种表面改性的纳米纤维素纤维。

背景技术

纤维素是构成植物的主要成分，也是世界上含量最丰富的天然高分子，每年全球造纸工业就有1.4亿吨纤维素的产量。在电子无纸化的发展潮流下，传统造纸业与林业面临市场萎缩的困境，急需通过开发高性能新材料拓展市场，作为高附加值化的转型契机。因此世界先进国家皆将纤维素高附加值化列为重点发展目标，其中以纳米纤维素视作关键材料。纳米纤维素泛指纤维素材料中至少有一个维度为纳米尺寸，此时纳米纤维素显示的特殊性质包括高长径比、高强度、高刚性、低热膨胀、透明、柔韧等，非常适合作为生物质复合材料的加强材料。然而纳米纤维素与树脂兼容性差，因此需表面改性纳米纤维素以改良其与树脂间的兼容性。

目前纳米纤维素的表面改性技术多以接枝高分子方式进行表面疏水化，以提升纳米纤维素与树脂的兼容性，但仍缺乏赋予纳米纤维素可参与交联反应的官能基，并通过控制表面能以达到良好分散的技术。

发明内容

本发明一实施例提供的混成树脂组合物，包括：100重量份的水性树脂；以及0.1至10重量份的表面改性的纳米纤维素纤维，分散于水性树脂中，其中表面改性的纳米纤维素纤维的酸值(acid value)，高于纳米纤维素纤维改性前的羟基值(hydroxyl value)。

附图说明

图1是本发明一实施例中，表面改性前后的纳米纤维素纤维的FTIR图谱。

具体实施方式

本发明一实施例提供的混成树脂组合物包括：100重量份的水性树脂；以及0.1至10重量份的表面改性的纳米纤维素纤维，分散于水性树脂中。在一实施例中，水性树脂包括水性聚氨酯树脂、水性聚丙烯酸酯树脂、水性环氧树脂或上述的组合。在一实施例中，水性树脂为水性聚氨酯树脂，其重量平均分子量介于10,000至1,000,000之间，例如介于100,000至1,000,000之间。若表面改性的纳米纤维素纤维的比例过低，则与未添加表面改性的纳米纤维素纤维一样，无法提升混成树脂组合物的性质。若表面改性的纳米纤维素纤维的比例过高，则水性树脂与表面改性的纳米纤维素纤维无法均匀混合如分层，反而劣化混成树脂组合物的性质。

在一实施例中，表面改性的纳米纤维素纤维是由纳米纤维素纤维与第一改性剂进行化学反应而成，且第一改性剂具有多个酸酐官能基。在一实施例中，纳米纤维素纤维的长径比介于20至1000之间。若纳米纤维素纤维的长径比过低，则不利于应力传导而使强化复合材料的效果有限。若纳米纤维素纤维的长径比过高，则纤维容易团聚纠结不易分散。在一实施例中，第一改性剂可为均苯四甲酸二酐、联苯四甲酸二酐、1，2，3，4-丁烷四羧酸二酐、4，4’-联苯醚二酐、乙烯四甲酸二酐、2，3，3’，4’-二苯醚四甲酸二酐、环丁烷四甲酸二酐、3，3’，4，4’-二苯甲酮四甲酸二酐、1，2，4，5-环己烷四甲酸二酐或上述的组合。在一实施例中，纳米纤维素纤维与第一改性剂及第二改性剂进行化学反应，且第二改性剂具有单一酸酐官能基。举例来说，第二改性剂可为顺丁烯二酸酐、十二烷基琥珀酸酐、1，2，4-苯三甲酸酐、1，2-环己二甲酐、邻苯二甲酸酐或上述的组合。在一实施例中，第二改性剂与第一改性剂的摩尔比可大于0∶1且小于或等于20∶1，例如大于0∶1且小于或等于10∶1。若第二改性剂的摩尔比过高，则表面改性的纳米纤维素纤维的酸值过低，而无法有效改善后述混成树脂的机械性质。