專利名稱：：生物可降解性再生纖維素防水膜和纖維素制品的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種利用含有聚氨酯予聚物和硝化纖維素組成的生物可降解性涂料制備再生纖維素膜和纖維素制品的方法，它屬于高分子化學
技術(shù)領(lǐng)域：
，也屬涂料化學
技術(shù)領(lǐng)域：
。為節(jié)約有限的石油資源，同時也為了保護環(huán)境免遭石油產(chǎn)品的污染，利用豐富的植物資源開發(fā)各種纖維素制品已引起重視。再生纖維素膜和纖維素制品具有原料來源豐富、無毒無害、可生物降解等特點。但它不耐水，從而限制了其應用。為解決纖維素膜和纖維素制品的防水問題，近年已有不少報道，例如用纖維素粉—殼聚糖和醋酸水溶液配制的涂料制備防水性纖維素膜(JP平2-127486)；無水烯烴和聚乙烯醇—乳酸復合涂料涂漬纖維素制品，提高其防水性(JP平4-305242)；乳酸及其衍生物涂料制備可生物降解性防水食品包裝袋和容器(JP平4-334448)；水合纖維素和聚氨酯共混涂料涂漬多糖膜制備生物可降解性防水包裝材料(DE4119444)；再生纖維素表面直接粘接硝化纖素(US3011910)；再生纖維素表面涂漬環(huán)氧樹脂(J.Polym.Sci.1971，34，293)。先前我們公開了用稀桐油涂漬的再生纖維素防水膜(專利公開號CN1091144.A)，申請了利用甘蔗和麥桿漿制備再生纖維素防水膜(申請?zhí)?5118161.0))，采用聚氨酯予聚物與丙烯酸酯—苯乙烯共聚物組成的涂料涂漬再生纖維素膜。上述技術(shù)改進對再生纖維素膜和纖維素制品的性能有明顯提高，但仍然存在一些問題，或者是其防水性能還不能完全達到實用要求，或者是防水涂層部分生物降解不完全。本發(fā)明的目的是采用具有生物可降解性的硝化纖維素取代合成的高分子共聚物和不飽和聚酯，配制可生物降解性涂料，以提高防水層的生物降解性。同時，采用半互穿網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)形式以提高涂層防水性和涂層與膜的結(jié)合強度。為此，本發(fā)明將采用聚氨酯予聚物和硝化纖維素配制成可形成半互穿網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的涂料、并涂漬在再生纖維素膜表面制備成防水膜，比以前的膜具有更好的防水性，尺寸穩(wěn)定性和生物可降解性。該涂料涂漬在纖維素制品表面具有優(yōu)良的結(jié)合強度，耐熱水和可完全生物降解。為實現(xiàn)本發(fā)明目的所采用的措施是一種生物可降解性再生纖維素防水膜利纖維素制品的制備方法，其特征在于將生物可降解性防水涂料涂于再生纖維素膜或纖維素制品的表面，于70～90℃下固化烘干1～5min。所用的防水涂料由以下幾種組份組成聚氨酯予聚物，S01-17液，硝化纖維素，乙酸乙酯和N，N-二甲基乙醇胺，其中前三種組份的重量比為6∶3∶2～2∶2∶2，乙酸乙酯的用量為前三種組份總量的5～8倍，N，N-二甲基乙醇胺作為固化催化劑，在涂料中的含量為0.005％～0.02％，使用時將其配制成10％的乙醇溶液。聚氨酯予聚物的制備方法如下三羥甲基丙烷完全溶解于環(huán)己酮中，滴加甲苯二異氰酸酯到該溶液中，溫度控制在40℃以下保持1h。然后加熱到60℃反應2h，85～90℃反應5h即制成聚氨酯予聚物，其相對粘度為160～584mpa.s(用上海天平儀器廠NDJ-4型旋轉(zhuǎn)粘度計測定)。將市售S01-17液和硝化纖維素加入到聚氨酯予聚物中，溶解后用乙酚乙酯稀釋5～8倍，最后滴入少量10％N，N-二甲基乙醇胺的乙醇溶液即配制成涂料。將該涂料涂在再生纖維素膜的兩面，于70～90℃固化1～5min，即可制得無色透明的防水膜，該防水層重量與再生纖維素膜重量的10％左右。將該涂料涂在纖維素制品上可制備防水性纖維素制品。例如涂在紙飯盒內(nèi)壁經(jīng)固化后，該快餐盒可盛熱水并保持8h小時以上。本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)是再生纖維素膜或纖維素制品表面要求干燥無水份或水蒸氣存在，硝化纖維素與聚氨酯予聚物的組成比為1∶3至1∶1，此外固化溫度和時間以及其它添加劑對防水膜的防水性均有重要影響。本發(fā)明與已知技術(shù)相比有實質(zhì)性不同，而且有顯著進步。本發(fā)明首次利用硝化纖維素與聚氨酯予聚物組成可形成半互穿網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的涂料，不僅涂料層結(jié)構(gòu)緊密防水性好，而且可與再生纖維素膜表面形成共享網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，使涂層和膜之間產(chǎn)生牢固結(jié)合。尤其，硝化纖維素是纖維素衍生物，具有可生物降解性。聚氨酯予聚物由于分子量比較小，形成網(wǎng)絡后也是一種可生物降解物質(zhì)。該方法的固化時間短，用該涂料處理的防水膜或防水性快餐盒等纖維素制品的防水性能和抗張強度明顯提高，而且基本上可完全生物降解。本防水膜的具體性能指標見表1。表1中防水膜的抗張強度用σb表示、水汽滲透量、浸水后的收縮率分別用P和St表示。實施例1按銅氨法制備再生纖維素膜(專利公開號CN1091144A)。將2g聚氨酯予聚物與2gS01-17液(雙虎涂料廠生產(chǎn))和2g硝化纖維素(上海染料化工廠生產(chǎn)，含氮量12％)混合，攪拌下溶解完全后用42g乙酸乙酯進行稀釋，最后滴加10％N，N-二甲基乙醇胺2滴混合均勻并在24h內(nèi)使用。將再生纖維素膜的雙面涂上該涂料，于70～80℃烘干1～3min，即制得無色透明的防水膜。該膜為1號，其性能列于表1。實施例2將2.25g聚氨酯予聚物與2.25gS01-17液和1.5g硝化纖維素混合，攪拌下溶解完全后，用42g乙酸乙酯進行稀釋，以下操作同于實施例1。該防水膜為2號，其性能見表1。實施例3按實施例1配制的涂料涂在纖維素制的快餐盒內(nèi)壁，然后于70～90℃烘干3～5min左右，即制得防水性快餐盒。該盒盛80℃以上熱水可放置8h以上無變化。表1本發(fā)明防水膜與其他方法處理膜的性能比較</tables>權(quán)利要求1.一種生物可降解性再生纖維素防水膜和纖維素制品的制備方法。其特征在于將生物可降解性防水涂料涂于再生纖維素膜或纖維素制品的表面，于70～90℃下烘干固化1～5min。2.按權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的生物可降解性防水涂料的主要組成為a.聚氨酯予聚物b.S01-17液c.硝化纖維素d.乙酸乙酯e.N，N-二甲基乙醇胺其中a、b、c三種組分的重量比為6∶3∶2～2∶2∶2，d組分的重量為a、b、c三種組分總重量的5～8倍e組分的含量為0.005～0.02％。3.按權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于所述的生物可降解性防水涂料的配制方法為先將S01-17液和硝化纖維素與聚氨酯予聚物混合，溶解后用乙酸乙酯稀釋，再滴加少量的10％N，N-二甲基乙醇胺的乙醇溶液，混合均勻后即得該涂料。全文摘要本發(fā)明公開了一種利用生物可降解性防水涂料制備再生纖維素防水膜和防水的纖維素制品的方法。該涂料由聚氨酯預聚物、硝化纖維素、SO1—17液、乙酸乙酯及少量N,N－二甲基乙醇胺組成。將涂料涂于再生纖維膜或纖維素制品的表面,于70～90℃下固化1～5min,所得的膜或制品的防水性能及抗張強度明顯提高,防水膜浸水后的強度達350(kg/cm文檔編號C09D175/04GK1173523SQ96110529公開日1998年2月18日申請日期1996年8月12日優(yōu)先權(quán)日1996年8月12日發(fā)明者張俐娜,周琪,龔平申請人:武漢大學