[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

权利要求书

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％。

2、根据权利要求1所述的硝酸纤维素-聚氨酯-聚丙烯酸(酯)复合乳液的合成方法，其特征在于所述的多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。

3、根据权利要求2所述的硝酸纤维素-聚氨酯-聚丙烯酸(酯)复合乳液的合成方法，其特征在于所述的多异氰酸酯为质量比为80∶20的2，4-甲苯二异氰酸酯和2，6-甲苯二异氰酸酯的混合物。

4、根据权利要求1所述的硝酸纤维素-聚氨酯-聚丙烯酸(酯)复合乳液的合成方法，其特征在于所述的聚醚多元醇为聚醚二醇或聚醚三醇；所述的聚醚二醇为聚氧化丙烯二醇(或聚四氢呋喃醚二醇。

5、根据权利要求1所述的硝酸纤维素-聚氨酯-聚丙烯酸(酯)复合乳液的合成方法，其特征在于所述的小分子扩链剂为1，4-丁二醇或乙二醇。

6、根据权利要求1所述的硝酸纤维素-聚氨酯-聚丙烯酸(酯)复合乳液的合成方法，其特征在于所述的亲水性扩链剂为二羟甲基丙酸。

7、根据权利要求1所述的硝酸纤维素-聚氨酯-聚丙烯酸(酯)复合乳液的合成方法，其特征在于所述的硝酸纤维素是1/2s粘度、含氮量为11.7～12.2wt％的脱醇的硝酸纤维素。

8、根据权利要求1所述的硝酸纤维素-聚氨酯-聚丙烯酸(酯)复合乳液的合成方法，其特征在于所述的有机溶剂为丙酮、醋酸乙酯、甲乙酮、醋酸丁酯、N，N-二甲基甲酰胺和N-甲基吡咯烷酮丙酮中的-种或多种。

9、根据权利要求1所述的硝酸纤维素-聚氨酯-聚丙烯酸(酯)复合乳液的合成方法，其特征在于所述的中和剂为三乙胺。