[發明專利]一種陽離子納米纖維素改性水性聚氨酯乳液的方法

在審

• 申請號: 201710373719.3
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN107298842A
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 周建華;羅宗武;馬建中;龐迪
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C08L75/04
• 分類號: C08L75/04;C08L1/28;C08B11/145;C09D175/04;C09D101/28
• 代理公司: 西安弘理專利事務所61214
• 代理人: 楊璐

技術領域

本發明屬于材料改性技術領域，具體涉及一種陽離子納米纖維素 改性水性聚氨酯乳液的方法。

背景技術

納米纖維素是由天然纖維素經水解脫掉無定形區域而得到的，一 維尺寸在100nm范圍內，具有較大的比表面積、較高的楊氏模量、 高結晶度和良好的生物降解性等，經常作為納米填充材料用于增強基 體，能顯著提高基體的力學性能及熱穩定性等。但是，由于其比表面 的羥基含量高，納米纖維素之間容易因為氫鍵作用發生團聚，從而弱 化了其在聚合物基體中的增強作用。

為了解決上述問題，研究人員對納米纖維素進行改性，取代部分 的羥基，弱化極性，使其在聚合物中更好的分散。

發明內容

本發明的目的在于提供一種陽離子納米纖維素改性水性聚氨酯 乳液的方法，得到的水性聚氨酯乳液具有良好的力學性能和耐水性。

本發明所采用的技術方案是，一種陽離子納米纖維素改性水性聚 氨酯乳液的方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、將納米纖維素均勻分散于水中，形成納米纖維素分散液；

步驟2、按步驟1中得到的納米纖維素分散液的質量分別稱取陽 離子銨鹽、堿溶液；將稱取的陽離子銨鹽和堿溶液添加到納米纖維素 分散液中進行反應，得到反應物；將反應物依次經離心處理、水中透 析，得到陽離子納米纖維素分散液；

步驟3、將經步驟2得到的陽離子納米纖維素分散液與水性聚氨 酯混合均勻，得到穩定的陽離子納米纖維素改性水性聚氨酯乳液。

本發明的特點還在于：

步驟1具體按照以下方法實施：

將納米纖維素添加到水中，并采用超聲的方式使納米纖維素分散 于水中，形成納米纖維素分散液；納米纖維素水分散液質量分數為 0.1％～5％。

步驟2具體按照以下步驟實施：

步驟2.1、按步驟1中得到的納米纖維素分散液的質量分別稱取 陽離子銨鹽、堿溶液；陽離子銨鹽的質量為納米纖維素分散液質量的 0.2％～1.5％，堿溶液的質量為納米纖維素分散液質量的5％～30％；

步驟2.2、將步驟2.1中稱取的陽離子銨鹽和堿溶液依次加入經 步驟1得到的納米纖維素分散液中并不斷攪拌，于40℃～80℃下保溫 反應2h～6h，待反應結束后，得到反應物；

步驟2.3、取有機溶劑添加到經步驟2.2得到的反應物中進行離 心處理，待離心處理完成后，取底物于水中透析，即得得到陽離子納 米纖維素分散液。

陽離子銨鹽為3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨或2，3—環氧丙基三 甲基氯化銨。

堿溶液為氫氧化鉀溶液、氫氧化鈉溶液或氨水溶液。

氫氧化鉀溶液、氫氧化鈉溶液或氨水溶液的濃度均為1mol/L。

步驟2.2中的攪拌速度為100r/min～500r/min。

有機溶劑為醇類，具體為異丙醇、乙醇、三氯甲烷或甲苯，且所 述有機溶劑的質量為反應物質量的20％～60％。

步驟3具體按照以下步驟實施：

步驟3.1、按質量比為1：10～100分別稱取經步驟2得到的陽離 子納米纖維素分散液和水性聚氨酯；

步驟3.2、將步驟3.1中稱取的陽離子納米纖維素分散液和水性 聚氨酯混合在一起并攪拌1h～5h，得到陽離子納米纖維素改性水性聚 氨酯乳液。

本發明的有益效果在于：

(1)本發明一種陽離子納米纖維素改性水性聚氨酯乳液的方法 具有制備工藝簡單的優點，易于工業化生產。

(2)在本發明一種陽離子納米纖維素改性水性聚氨酯乳液的方 法中，通過在水性聚氨酯中添加陽離子納米纖維素，能進一步提高其 力學性能及耐水性能等。

(3)將利用本發明陽離子納米纖維素改性水性聚氨酯乳液的方 法得到的陽離子納米纖維素應用于皮革涂飾，能明顯提高革制品本身 的力學性能及耐水性等，具有良好的應用前景。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明進行詳細說明。

本發明一種陽離子納米纖維素改性水性聚氨酯乳液的方法，具體 按照以下步驟實施：

步驟1、將納米纖維素均勻分散于水中，形成納米纖維素分散液， 具體按照以下方法實施：

將納米纖維素添加到水中，并采用超聲的方式使納米纖維素分散 于水中，形成納米纖維素分散液；

其中，納米纖維素水分散液質量分數為0.1％～5％。