一种水性硝化棉分散体的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种水性分散体的制备方法，特别是一种水性硝化棉分散体的制备方 法。
【背景技术】
[0002] 硝化棉是一种纤维素被部分硝化的产品，2013年我国产量达到10万吨，纤维素来 源为精制棉和木浆，含氮量>12. 4%为火棉，用于制造炸药，〈12. 4%为胶棉，用于制造电影胶 片、胶黏剂、涂料和油墨。硝化棉具有光泽度高、耐热性强、漆膜坚硬、溶剂释放性优、成本适 中等特点，广泛用于油漆、烟包纸张印刷、电子电路封装等领域，但是由于只能做成溶剂型 产品，因此，有机挥发物（VOC)含量很高，最高可达700克/升，对资源消耗和环境的危害都 很大，而且溶剂型硝化棉原料易燃易爆，储存时必须加入30%的水、乙醇或异丙醇，大大制 约了硝化棉工业的发展。
[0003] 目前，油墨、涂料水性化是当今发展潮流。常用的有水性丙烯酸乳液、水性聚氨酯 分散体，性能如下：
【主权项】
1. 一种水性硝化棉分散体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： (1)将含氮量10. 7%-12. 2%、分子量为16000-600000的硝化棉，在适量的丙酮和/或四 氢呋喃中溶解，制得固体含量20%-30%的树脂液； 将所述的树脂液注入带回流冷却装置的反应釜中，在回流温度下，2-4小时内在所述 的反应釜中均匀地投入催化剂和至少二元的有机酸酐进行酯化反应，投料结束后继续保温 2-4小时，直到酸值稳定不变，得到酯化溶液；其中，所述的有机酸酐投料量为能与硝化棉 中羟基完全反应理论摩尔量的40%-80%，酸值范围为603mgK0H/g-1122mgK0H/g ;所述的催 化剂占树脂液和有机酸酐总质量〇. 5%-1. 5%的，所述的催化剂为四甲基溴化铵、三乙基溴 化铵、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种的混合物； 将所述的酯化溶液在〇. 〇6MPa-〇. 09MPa真空度下脱去溶剂，再在常压下加入适量的水 和成盐剂进行中和反应，然后搅拌均匀，使中和度达到60%-100%，同时加入占中和溶液质量 的0. 01%-0. 05%的稳定助剂，制得固体含量为45%-60%的水性硝化棉分散体；其中，所述的 成盐剂是氨水、N，N-二甲基乙醇胺的一种或两种的混合物，所述的稳定助剂为2, 6-二叔丁 基-4甲酚、谷胱甘肽中的一种或两种的混合物。
2. 根据权利要求1所述的水性硝化棉分散体的制备方法，其特征在于：所述的步骤（1) 中的硝化棉的粘度为l/32s-70s。
3. 根据权利要求1所述的水性硝化棉分散体的制备方法，其特征在于：所述的步骤（3) 中的中和度为80%-90%，加入的稳定助剂的量为中和溶液质量的0. 02%-0. 04%，制得固体含 量为50%-55%的水性硝化棉分散体。
4. 根据权利要求3所述的水性硝化棉分散体的制备方法，其特征在于：所述的步骤（3) 中的中和度为80%，加入的稳定助剂的量为中和溶液质量的0. 02%，制得固体含量为50%的 水性硝化棉分散体。
5. 根据权利要求1-4任一项所述的水性硝化棉分散体的制备方法，其特征在于：步骤 (2)中所述的有机酸酐为二元或多元有机酸酐。
6. 根据权利要求5所述的水性硝化棉分散体的制备方法，其特征在于：所述的二元 或多元有机酸酐为丁二酸酐、环己烷二酸酐、甲基纳迪克酸酐、聚癸二酸酐、柠檬酸酐、 1，2, 4-环己烷三羧酸酐、1，2, 4, 5-环己烷四羧酸酐中的一种或多种的混合物。
7. 根据权利要求2所述的水性硝化棉分散体的制备方法，其特征在于：在所述的步骤 (1) 中，硝化棉的粘度为20s-60s、含氮量11%-12%、分子量为100000-500000。
8. 根据权利要求7所述的水性硝化棉分散体的制备方法，其特征在于：所述的硝化棉 的粘度为40s、含氮量11. 5%、分子量为300000。
9. 根据权利要求1所述的水性硝化棉分散体的制备方法，其特征在于：在所述的步骤 (2) 中，有机酸酐投料量为能与硝化棉中羟基完全反应理论摩尔量的50%-70%。
10. 根据权利要求9所述的水性硝化棉分散体的制备方法，其特征在于：所述的有机酸 酐投料量为能与硝化棉中羟基完全反应理论摩尔量的60%。
【专利摘要】本发明是一种水性硝化棉分散体的制备方法，包括如下步骤：将粘度为1/32s-70s、含氮量10.7%-12.2%、分子量为16000-600000的硝化棉，在适量的丙酮和/或四氢呋喃中溶解，制得固体含量20%-30%的树脂液；在回流温度下，2-4小时内投入催化剂和至少二元的有机酸酐进行酯化反应，投料结束后继续保温2-4小时，得到酯化溶液；所述的催化剂占树脂液和有机酸酐总质量0.5%-1.5%的；将所述的酯化溶液在0.06MPa-0.09MPa真空度下脱去溶剂，再在常压下加入适量的水和成盐剂进行中和反应，然后搅拌均匀，使中和度达到60%-100%，同时加入占中和溶液质量的0.01%-0.05%的稳定助剂，制得固体含量为45%-60%的水性硝化棉分散体。本发明在制备水性硝化棉分散体的过程时，不仅所使用的材料安全、价格低，而且降低了对反应设备和工艺的要求。
【IPC分类】C09D11-14, C09D101-18, C08B5-02, C08B5-04
【公开号】CN104744596
【申请号】CN201510067078
【发明人】周贤永, 朱丽纯
【申请人】江苏泰格油墨有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年2月10日