[发明专利]硝酸纤维素－聚氨酯－聚丙烯酸(酯)复合乳液的合成方法

摘要

本发明公开了一种硝酸纤维素－聚氨酯－聚丙烯酸(酯)复合乳液的制备方法。以甲苯二异氰酸酯、脱醇的硝酸纤维素、聚醚多元醇、丁二醇、二羟甲基丙酸和三乙胺等为主要原料，通过逐步加成聚合法合成了阴离子型聚氨酯－硝酸纤维素水分散体，然后以此水分散体作为种子乳液和聚合物型乳化剂，乳化丙烯酸类单体，从而在不添加任何表面活性剂的条件下，通过采用滴加引发剂进行原位乳液聚合的方法，使体系中预乳化的丙烯酸(酯)单体在种子乳胶粒的内部和表面进行聚合和(或)交联，从而制备了具有核壳结构或互穿聚合物网络结构的水性硝酸纤维素－聚氨酯－聚丙烯酸(酯)复合乳胶粒子。合成的复合乳液可用作高性能水性木器涂料的成膜聚合物。

主权项

1、一种硝酸纤维素-聚氨酯-聚丙烯酸(酯)复合乳液的合成方法，其特征在于包括如下步骤和工艺条件：(1)聚氨酯预聚物的制备：将多异氰酸酯和脱水的聚醚二元醇混合，在30～300转/分钟的搅拌条件下，60～65℃下反应1～2小时，加入亲水扩链剂，升温到75～85℃反应0.5～1.5小时，加入小分子扩链剂在65～75℃进行扩链反应1～2小时；多异氰酸酯、聚醚二元醇、亲水扩链剂和小分子扩链剂用量分别为制备的硝酸纤维素-聚氨酯-聚丙烯酸(酯)复合乳液固体分的8～20wt％、10～25wt％、1～4wt％和1～5wt％；(2)聚氨酯-硝酸纤维素的接枝聚合：在步骤(1)的聚氨酯预聚物中加入脱醇的硝酸纤维素进行接枝共聚反应，加入有机溶剂，反应1.5～2.5小时，再加入丙烯酸酯类单体，使溶液体系混合均匀；硝酸纤维素的用量占硝酸纤维素-聚氨酯-聚丙烯酸(酯)复合乳液固体分的10～40wt％；丙烯酸酯单体包括硬单体甲基丙烯酸甲酯、软单体丙烯酸丁酯和亲水性单体丙烯酸，丙烯酸酯类单体的总用量占硝酸纤维素-聚氨酯-聚丙烯酸(酯)复合乳液固体分的10～40wt％，甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯的质量比为3∶1～1∶2，丙烯酸单体的用量占丙烯酸酯类单体总量的1～5wt％；(3)预聚物的中和与乳化：将步骤(2)的接枝预聚物降温至30～50℃，加入中和剂，在100～500转/分钟的转速下搅拌混合，得到中和度为90～100％的中间体；然后将去离子水在1.5～2.5小时内加入到中间体中，同时以200～600转/分钟的转速进行搅拌，使溶液体系转相乳化，得到含有丙烯酸酯类单体的聚氨酯-硝酸纤维素水分散体；中和剂的加入量是亲水扩链剂用量的66～76wt％，水的用量为硝酸纤维素-聚氨酯-聚丙烯酸(酯)复合乳液总量的50～70wt％；(4)原位乳液聚合：将步骤(3)所得的分散体温度升高至60℃～70℃，滴加溶解有引发剂的有机溶剂溶液；控制滴加速度为0.5～1.5公斤/小时；保温反应2～4小时，降温至40℃以下出料、过滤、包装，即得到水性硝酸纤维素-聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液；所述的引发剂占丙烯酸酯类单体总量的0.4～1.0wt％；用于溶解引发剂的有机溶剂用量为引发剂用量的5～10倍；有机溶剂的总量占硝酸纤维素-聚氨酯-聚丙烯酸(酯)复合乳液总量的8～15wt％。