一種水性硝化棉分散體的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水性分散體的制備方法，特別是一種水性硝化棉分散體的制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 硝化棉是一種纖維素被部分硝化的產(chǎn)品，2013年我國(guó)產(chǎn)量達(dá)到10萬(wàn)噸，纖維素來(lái) 源為精制棉和木漿，含氮量>12. 4%為火棉，用于制造炸藥，〈12. 4%為膠棉，用于制造電影膠 片、膠黏劑、涂料和油墨。硝化棉具有光澤度高、耐熱性強(qiáng)、漆膜堅(jiān)硬、溶劑釋放性優(yōu)、成本適 中等特點(diǎn)，廣泛用于油漆、煙包紙張印刷、電子電路封裝等領(lǐng)域，但是由于只能做成溶劑型 產(chǎn)品，因此，有機(jī)揮發(fā)物（VOC)含量很高，最高可達(dá)700克/升，對(duì)資源消耗和環(huán)境的危害都 很大，而且溶劑型硝化棉原料易燃易爆，儲(chǔ)存時(shí)必須加入30%的水、乙醇或異丙醇，大大制 約了硝化棉工業(yè)的發(fā)展。
[0003] 目前，油墨、涂料水性化是當(dāng)今發(fā)展潮流。常用的有水性丙烯酸乳液、水性聚氨酯 分散體，性能如下：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種水性硝化棉分散體的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： (1)將含氮量10. 7%-12. 2%、分子量為16000-600000的硝化棉，在適量的丙酮和/或四 氫呋喃中溶解，制得固體含量20%-30%的樹(shù)脂液； 將所述的樹(shù)脂液注入帶回流冷卻裝置的反應(yīng)釜中，在回流溫度下，2-4小時(shí)內(nèi)在所述 的反應(yīng)釜中均勻地投入催化劑和至少二元的有機(jī)酸酐進(jìn)行酯化反應(yīng)，投料結(jié)束后繼續(xù)保溫 2-4小時(shí)，直到酸值穩(wěn)定不變，得到酯化溶液；其中，所述的有機(jī)酸酐投料量為能與硝化棉 中羥基完全反應(yīng)理論摩爾量的40%-80%，酸值范圍為603mgK0H/g-1122mgK0H/g ;所述的催 化劑占樹(shù)脂液和有機(jī)酸酐總質(zhì)量〇. 5%-1. 5%的，所述的催化劑為四甲基溴化銨、三乙基溴 化銨、十六烷基三甲基溴化銨中的一種或多種的混合物； 將所述的酯化溶液在〇. 〇6MPa-〇. 09MPa真空度下脫去溶劑，再在常壓下加入適量的水 和成鹽劑進(jìn)行中和反應(yīng)，然后攪拌均勻，使中和度達(dá)到60%-100%，同時(shí)加入占中和溶液質(zhì)量 的0. 01%-0. 05%的穩(wěn)定助劑，制得固體含量為45%-60%的水性硝化棉分散體；其中，所述的 成鹽劑是氨水、N，N-二甲基乙醇胺的一種或兩種的混合物，所述的穩(wěn)定助劑為2, 6-二叔丁 基-4甲酚、谷胱甘肽中的一種或兩種的混合物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性硝化棉分散體的制備方法，其特征在于：所述的步驟（1) 中的硝化棉的粘度為l/32s-70s。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性硝化棉分散體的制備方法，其特征在于：所述的步驟（3) 中的中和度為80%-90%，加入的穩(wěn)定助劑的量為中和溶液質(zhì)量的0. 02%-0. 04%，制得固體含 量為50%-55%的水性硝化棉分散體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的水性硝化棉分散體的制備方法，其特征在于：所述的步驟（3) 中的中和度為80%，加入的穩(wěn)定助劑的量為中和溶液質(zhì)量的0. 02%，制得固體含量為50%的 水性硝化棉分散體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的水性硝化棉分散體的制備方法，其特征在于：步驟 (2)中所述的有機(jī)酸酐為二元或多元有機(jī)酸酐。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的水性硝化棉分散體的制備方法，其特征在于：所述的二元 或多元有機(jī)酸酐為丁二酸酐、環(huán)己烷二酸酐、甲基納迪克酸酐、聚癸二酸酐、檸檬酸酐、 1，2, 4-環(huán)己烷三羧酸酐、1，2, 4, 5-環(huán)己烷四羧酸酐中的一種或多種的混合物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的水性硝化棉分散體的制備方法，其特征在于：在所述的步驟 (1) 中，硝化棉的粘度為20s-60s、含氮量11%-12%、分子量為100000-500000。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的水性硝化棉分散體的制備方法，其特征在于：所述的硝化棉 的粘度為40s、含氮量11. 5%、分子量為300000。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性硝化棉分散體的制備方法，其特征在于：在所述的步驟 (2) 中，有機(jī)酸酐投料量為能與硝化棉中羥基完全反應(yīng)理論摩爾量的50%-70%。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的水性硝化棉分散體的制備方法，其特征在于：所述的有機(jī)酸 酐投料量為能與硝化棉中羥基完全反應(yīng)理論摩爾量的60%。
【專利摘要】本發(fā)明是一種水性硝化棉分散體的制備方法，包括如下步驟：將粘度為1/32s-70s、含氮量10.7%-12.2%、分子量為16000-600000的硝化棉，在適量的丙酮和/或四氫呋喃中溶解，制得固體含量20%-30%的樹(shù)脂液；在回流溫度下，2-4小時(shí)內(nèi)投入催化劑和至少二元的有機(jī)酸酐進(jìn)行酯化反應(yīng)，投料結(jié)束后繼續(xù)保溫2-4小時(shí)，得到酯化溶液；所述的催化劑占樹(shù)脂液和有機(jī)酸酐總質(zhì)量0.5%-1.5%的；將所述的酯化溶液在0.06MPa-0.09MPa真空度下脫去溶劑，再在常壓下加入適量的水和成鹽劑進(jìn)行中和反應(yīng)，然后攪拌均勻，使中和度達(dá)到60%-100%，同時(shí)加入占中和溶液質(zhì)量的0.01%-0.05%的穩(wěn)定助劑，制得固體含量為45%-60%的水性硝化棉分散體。本發(fā)明在制備水性硝化棉分散體的過(guò)程時(shí)，不僅所使用的材料安全、價(jià)格低，而且降低了對(duì)反應(yīng)設(shè)備和工藝的要求。
【IPC分類】C09D11-14, C09D101-18, C08B5-02, C08B5-04
【公開(kāi)號(hào)】CN104744596
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510067078
【發(fā)明人】周賢永, 朱麗純
【申請(qǐng)人】江蘇泰格油墨有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年2月10日