專利名稱：一種基于二元醇中發(fā)色團(tuán)的熒光型水性聚氨酯及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水性聚氨酯材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及具有熒光發(fā)色團(tuán)的二元醇所形成的熒光型水性聚氨酯及其制備方法。
背景技術(shù)：
水性聚氨酯具有生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用安全，不污染環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)，隨著人們環(huán)保和節(jié)能意識的增強(qiáng)，特別是各國環(huán)保法規(guī)對于涂料等產(chǎn)品體系中揮發(fā)性有機(jī)化合物含量的嚴(yán)格限制，水性聚氨酯在涂料、粘合劑和皮革涂飾劑等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越受到重視。隨著生產(chǎn)和生活方面對具有新型功能的水性聚氨酯材料的需求，給水性聚氨酯賦予功能性，可大大增加水性聚氨酯的應(yīng)用范圍。熒光型聚合物材料由于具有良好的光導(dǎo)和發(fā)光性能以及質(zhì)感強(qiáng)、色澤艷麗等優(yōu)點(diǎn)，在眾多領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用前景。合成制備熒光型聚合物的方法一般是采用通過小分子熒光化合物上的可反應(yīng)官能團(tuán)與聚合物上特有的官能團(tuán)反應(yīng)、制備帶有熒光基團(tuán)的引發(fā)劑來引發(fā)聚合、用含有熒光基團(tuán)的有機(jī)小分子作為鏈轉(zhuǎn)移劑制備分子鏈末端帶有熒光基團(tuán)的熒光高分子等。這些方法基本上不適用于制備水性聚氨酯。使水性聚氨酯具有熒光性的一般方法是通過混入部分熒光顏料或染料。用這種制備方法得到的實(shí)際上是一混合物，其中的小分子顏料或染料由于與有機(jī)高分子聚氨酯的相容性問題，使用過程中會發(fā)生在混合物材料中遷移、從材料中滲出等問題，導(dǎo)致材料的熒光性變差。中國專利200910185159.4公開的一種高耐候熒光聚氨酯合成革的干法貼面工藝，其中熒光聚氨酯合成革通過在無色聚氨酯膜上均勻涂布一層含有熒光顏料的混合漿料，再經(jīng)120 - 130°C的處理制得熒光聚氨酯膜，其中混合漿料中含有大量高沸點(diǎn)的有機(jī)溶劑N，N’ -二甲基甲酰胺，而且熒光顏料以共混形式加入聚氨酯體系中，小分子熒光顏料的遷移、滲出不可避免。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種基于二元醇中發(fā)色團(tuán)的熒光型水性聚氨酯及其制備方法，將含有熒光發(fā)色團(tuán)的二元醇(熒光型二元醇)作為反應(yīng)物與其它原料直接反應(yīng)，將熒光發(fā)色團(tuán)化學(xué)鍵入到水性聚氨酯分子鏈中，這樣不僅可解決小分子顏料或染料的遷移、滲出問題，而且熒光發(fā)色團(tuán)的含量在合成過程中容易控制，合成產(chǎn)物熒光型水性聚氨酯的熒光強(qiáng)度也可調(diào)控且熒光性可持久保存。本發(fā)明通過采用具有熒光發(fā)色團(tuán)的熒光型二元醇制備出熒光型水性聚氨酯。本發(fā)明基于二元醇中發(fā)色團(tuán)的熒光型水性聚氨酯，其原料按質(zhì)量份數(shù)構(gòu)成為:大分子二元醇30 - 70份，

二異氰酸酯15-50份，
親水?dāng)U鏈劑4-8份，熒光型二元醇0.1 - 18份，二元醇擴(kuò)鏈劑O-11份，二月桂酸二丁基錫(DBTDL) 0.01 - 0.08 份，三乙胺3-7份，二元胺擴(kuò)鏈劑O-5份，水200 - 300 份。所述大分子二元醇選自聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇(PBA)、聚己內(nèi)酯二醇(PCL)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、聚四氫呋喃醚二醇(PTMG)或聚丙二醇(PPG)。所述大分子二元醇的數(shù)均分子量優(yōu)選1000-3000。所述二異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(Iroi)或六亞甲基二異氰酸酯(HDI)。所述親水?dāng)U鏈劑選自二羥甲基丙酸(DMPA)或二羥甲基丁酸(DMBA)。所述二元醇擴(kuò)鏈劑選自乙二醇(EG)、I, 4- 丁二醇(BDO)、I, 6_己二醇(HDO)或一縮二乙二醇(DEG)。

所述二元胺擴(kuò)鏈劑選自乙二胺(EDA)或異佛爾酮二胺(IPDA)。

本發(fā)明基于二元醇中發(fā)色團(tuán)的熒光型水性聚氨酯的制備方法，按以下步驟操作:將大分子二元醇和二異氰酸酯混合，在70 - 100°C反應(yīng)2-4小時(shí)，然后加入親水?dāng)U鏈劑、熒光型二元醇、二元醇擴(kuò)鏈劑、DBTDL和溶劑，所述溶劑為丙酮或丁酮，在60 - 900C反應(yīng)1- 4小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后降溫至O - 40°C，攪拌下加入三乙胺，反應(yīng)1- 5分鐘后在高速剪切攪拌下再加入水和二元胺擴(kuò)鏈劑，攪拌反應(yīng)5 - 30分鐘后在40 - 500C >0.0lMPa條件下除去溶劑，得到熒光型水性聚氨酯乳液。大分子二元醇在使用前先進(jìn)行脫水處理，一般于110_120°C脫水0.5-1.5小時(shí)。本發(fā)明具有對稱結(jié)構(gòu)的熒光型二元醇，其結(jié)構(gòu)由以下通式(I)表示:
權(quán)利要求
1.一種基于二元醇中發(fā)色團(tuán)的熒光型水性聚氨酯，其特征在于其原料按質(zhì)量份數(shù)構(gòu)成為 大分子二兀醇30 - 70份， 二異氰酸酯15 - 50份， 親水?dāng)U鏈劑4 - 8份， 熒光型二元醇O. I - 18份， 二元醇擴(kuò)鏈劑O-11份， 二月桂酸二丁基錫O. 01-0. 08份， 三乙胺3 - 7份， 二元胺擴(kuò)鏈劑O - 5份， 水200 - 300 份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熒光型水性聚氨酯，其特征在于 所述大分子二元醇選自聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇、聚己內(nèi)酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚四氫呋喃醚二醇或聚丙二醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熒光型水性聚氨酯，其特征在于 所述二異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯或六亞甲基二異氰酸酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熒光型水性聚氨酯，其特征在于 所述親水?dāng)U鏈劑選自二羥甲基丙酸或二羥甲基丁酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熒光型水性聚氨酯，其特征在于 所述二元醇擴(kuò)鏈劑選自乙二醇、1，4- 丁二醇、1，6-己二醇或一縮二乙二醇。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熒光型水性聚氨酯，其特征在于 所述二元胺擴(kuò)鏈劑選自乙二胺或異佛爾酮二胺。
7.—種權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的基于二元醇中發(fā)色團(tuán)的熒光型水性聚氨酯的制備方法，其特征在于按以下步驟操作 將大分子二元醇和二異氰酸酯混合，在70 - 100°C反應(yīng)2 - 4小時(shí)，然后加入親水?dāng)U鏈齊U、熒光型二元醇、二元醇擴(kuò)鏈劑、二月桂酸二丁基錫和溶劑，在60 - 90°C反應(yīng)I - 4小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后降溫至O - 40°C，攪拌下加入三乙胺，反應(yīng)I - 5分鐘后在高速剪切攪拌下再加入水和二元胺擴(kuò)鏈劑，攪拌反應(yīng)5 - 30分鐘后在40-50°C、0. OlMPa下除去溶劑，得到熒光型水性聚氨酯乳液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于二元醇中發(fā)色團(tuán)的熒光型水性聚氨酯及其制備方法，使用含有熒光發(fā)色團(tuán)的熒光型二元醇與二異氰酸酯、親水?dāng)U鏈劑等反應(yīng)生成熒光型水性聚氨酯。含有熒光發(fā)色團(tuán)的二元醇在形成熒光型水性聚氨酯乳液時(shí)由于熒光發(fā)色團(tuán)已化學(xué)鍵入到聚氨酯分子鏈中，熒光強(qiáng)度大大增強(qiáng)，顯示了典型的熒光增強(qiáng)效應(yīng)。熒光發(fā)色團(tuán)在聚氨酯中分布均勻，含量可控，不易遷移，熒光可持久保存，反應(yīng)生成的熒光型水性聚氨酯以水為溶劑，運(yùn)輸和使用安全，不污染環(huán)境，生產(chǎn)過程中僅使用丙酮、丁酮等低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑，溶劑易回收。
文檔編號C08G18/10GK103254396SQ201310222308
公開日2013年8月21日 申請日期2013年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年6月5日
發(fā)明者張興元, 李軍配, 賀晨, 周靜, 李發(fā)萍 申請人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué), 宏元(江門)化工科技有限公司