本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)保型熒光水性聚氨酯及其制備方法。

背景技術(shù)：

熒光小分子在使用過程中往往存在與基體相容性不好、易褪色、染料易遷移、色牢度不夠、發(fā)色基團(tuán)的分布不均勻、顏色不夠鮮艷、易洗脫等缺陷，所以熒光高分子的研究逐漸成為熱門領(lǐng)域。

水性聚氨酯符合工業(yè)發(fā)展的“三前提”（資源，能源，無污染）及“四E原則”（經(jīng)濟(jì)ECONOMY，效率EFFICIENCY，生態(tài)ECOLOGY，能源ENERGY），近年來，在涂料，粘合劑，織物涂飾劑等方面得到廣泛的應(yīng)用。將熒光小分子以化學(xué)鍵合的方式引入到水性聚氨酯中，可以制備出性能優(yōu)良的環(huán)保型熒光水性聚氨酯材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)保型熒光水性聚氨酯及其制備方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

環(huán)保型熒光水性聚氨酯的制備方法，其特征在于：

包括以下步驟：

步驟一：將二異氰酸酯化合物80~100mmol、低聚物二元醇24~36mmol、二月桂酸二丁基錫0.5~2mmol、小分子二元醇擴(kuò)鏈劑2~10mmol加入到裝有溫度計(jì)、攪拌器、玻璃瓶塞的三口燒瓶中，混合均勻，20℃反應(yīng)20min，升溫至60~70℃反應(yīng)1~2h，制得聚氨酯預(yù)聚體；

步驟二：含親水基團(tuán)的短鏈脂肪族二元醇擴(kuò)鏈劑30~40mmol，升溫至70~80℃擴(kuò)鏈反應(yīng)2~4h，而后加入2~10mmol水楊基熒光酮作為交聯(lián)劑繼續(xù)反應(yīng)1~3h；

步驟三：將步驟二制得的產(chǎn)物降溫至40~60℃，加入與含親水基團(tuán)的短鏈脂肪族二元醇擴(kuò)鏈劑等摩爾比的三乙胺中和30~60min；

步驟四：在高速剪切作用力下向步驟三制得的產(chǎn)物中加入2~6倍以上所有物質(zhì)質(zhì)量的蒸餾水乳化分散30min~60min，反應(yīng)結(jié)束后制得固含量為14~33%的環(huán)保型熒光水性聚氨酯乳液。

步驟一中，二異氰酸酯化合物選自異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、二苯甲烷二異氰酸酯。

步驟一中，低聚物二元醇選自聚氧化丙烯二醇、聚ε-己內(nèi)酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚丁二烯二醇。

步驟一中，小分子二元醇擴(kuò)鏈劑選自1,4-丁二醇，1,5-戊二醇，1,6-己二醇。

步驟二中，含親水基團(tuán)的短鏈脂肪族二元醇擴(kuò)鏈劑為二羥甲基丙酸或二羥甲基丁酸。

如所述的環(huán)保型熒光水性聚氨酯的制備方法制得的環(huán)保型熒光水性聚氨酯乳液。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明將熒光小分子通過化學(xué)鍵合的方式引入到水性聚氨酯分子鏈中，解決了小分子易脫落、分布不均及穩(wěn)定性差等問題，另外水性聚氨酯以水作為分散劑，安全環(huán)保，具有廣闊的應(yīng)用前景。

以美國紡織化學(xué)師與印染師協(xié)會(huì)(AATCC)的標(biāo)準(zhǔn)對熒光水性聚氨酯乳液涂膜后的熒光分子的遷移性能進(jìn)行測試，結(jié)果表明，以化學(xué)鍵合方式引入熒光分子時(shí)，熱遷移值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于共混方式，這主要是因?yàn)闊晒獍l(fā)色團(tuán)以化學(xué)鍵的方式固定在聚氨酯主鏈上，而且是在聚氨酯主鏈上均勻分布，限制了發(fā)色團(tuán)的遷移，這樣發(fā)色團(tuán)就不容易被洗脫，不容易褪色，可保持長久的色澤鮮艷。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。

本發(fā)明涉及的環(huán)保型熒光水性聚氨的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：將二異氰酸酯化合物80~100mmol、低聚物二元醇24~36mmol、二月桂酸二丁基錫0.5~2mmol、小分子二元醇擴(kuò)鏈劑2~10mmol加入到裝有溫度計(jì)、攪拌器、玻璃瓶塞的三口燒瓶中，混合均勻，20℃反應(yīng)20min，升溫至60~70℃反應(yīng)1~2h，制得聚氨酯預(yù)聚體；

步驟二：含親水基團(tuán)的短鏈脂肪族二元醇擴(kuò)鏈劑30~40mmol，升溫至70~80℃擴(kuò)鏈反應(yīng)2~4h，而后加入2~10mmol水楊基熒光酮作為交聯(lián)劑繼續(xù)反應(yīng)1~3h；

步驟三：將步驟二制得的產(chǎn)物降溫至40~60℃，加入與含親水基團(tuán)的短鏈脂肪族二元醇擴(kuò)鏈劑等摩爾比的三乙胺中和30~60min；

步驟四：在高速剪切作用力下向步驟三制得的產(chǎn)物中加入2~6倍以上所有物質(zhì)質(zhì)量的的蒸餾水乳化30min~60min，反應(yīng)結(jié)束后制得固含量為14~33%的環(huán)保型熒光水性聚氨酯復(fù)鞣劑乳液。

步驟一中，二異氰酸酯化合物選自異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、二苯甲烷二異氰酸酯。

步驟一中，低聚物二元醇選自聚氧化丙烯二醇、聚ε-己內(nèi)酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚丁二烯二醇。

步驟一中，小分子二元醇擴(kuò)鏈劑選自1,4-丁二醇，1,5-戊二醇，1,6-己二醇。

步驟二中，含親水基團(tuán)的短鏈脂肪族二元醇擴(kuò)鏈劑為二羥甲基丙酸或二羥甲基丁酸。

實(shí)施例1：

步驟一：異佛爾酮二異氰酸酯80mmol、聚氧化丙烯二醇24mmol、二月桂酸二丁基錫0.5mmol、1,4丁二醇10mmol加入到裝有溫度計(jì)、攪拌器、玻璃瓶塞的三口燒瓶中，混合均勻，20℃反應(yīng)20min升溫至60℃反應(yīng)1h，制得聚氨酯預(yù)聚體。

步驟二：向步驟1體系中加入二羥甲基丙酸30mmol，升溫至70℃擴(kuò)鏈反應(yīng)2h，而后加入2mmol水楊基熒光酮作為交聯(lián)劑繼續(xù)反應(yīng)1h。

步驟三：將步驟二制得的產(chǎn)物降溫至40℃，加入與二羥甲基丙酸等摩爾比的三乙胺中和30min

步驟四：在高速剪切作用力下向步驟三制得的產(chǎn)物中加入3倍單體總質(zhì)量的蒸餾水乳化30min，反應(yīng)結(jié)束后制得固含量為25%的環(huán)保型熒光水性聚氨酯乳液。

實(shí)施例2：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種環(huán)保型熒光水性聚氨酯復(fù)鞣劑的制備方法，該方法依次包括以下步驟：

步驟一：甲苯二異氰酸酯100mmol、聚碳酸酯二醇36mmol、二月桂酸二丁基錫1mmol、1,5戊二醇2mmol加入到裝有溫度計(jì)、攪拌器、玻璃瓶塞的三口燒瓶中，混合均勻，20℃反應(yīng)20min升溫至70℃反應(yīng)2h，制得聚氨酯預(yù)聚體。

步驟二：向步驟1體系中加入二羥甲基丁酸30mmol，升溫至70℃擴(kuò)鏈反應(yīng)3h，而后加入10mmol水楊基熒光酮作為交聯(lián)劑繼續(xù)反應(yīng)2h。

步驟三：將步驟二制得的產(chǎn)物降溫至50℃，加入與二羥甲基丁酸等摩爾比的三乙胺中和40min。

步驟四、乳化：在高速剪切作用力下向步驟三制得的產(chǎn)物中加入4倍單體總質(zhì)量的蒸餾水乳化40min，反應(yīng)結(jié)束后制得固含量為20%的環(huán)保型熒光水性聚氨酯乳液。

實(shí)施例3：

步驟一：將二異氰酸酯化合物80mmol、低聚物二元醇36mmol、二月桂酸二丁基錫0.5mmol、小分子二元醇擴(kuò)鏈劑10mmol加入到裝有溫度計(jì)、攪拌器、玻璃瓶塞的三口燒瓶中，混合均勻，20℃反應(yīng)20min，升溫至60℃反應(yīng)2h，制得聚氨酯預(yù)聚體；

步驟二：含親水基團(tuán)的短鏈脂肪族二元醇擴(kuò)鏈劑30mmol，升溫至80℃擴(kuò)鏈反應(yīng)2h，而后加入10mmol水楊基熒光酮作為交聯(lián)劑繼續(xù)反應(yīng)1h；

步驟三：將步驟二制得的產(chǎn)物降溫至60℃，加入與含親水基團(tuán)的短鏈脂肪族二元醇擴(kuò)鏈劑等摩爾比的三乙胺中和30min；

步驟四：在高速剪切作用力下向步驟三制得的產(chǎn)物中加入6倍以上所有物質(zhì)質(zhì)量的的蒸餾水乳化30min，反應(yīng)結(jié)束后制得固含量為14%的環(huán)保型熒光水性聚氨酯乳液。

步驟一中，二異氰酸酯化合物為異佛爾酮二異氰酸酯。

步驟一中，低聚物二元醇為聚氧化丙烯二醇。

步驟一中，小分子二元醇擴(kuò)鏈劑為1,4-丁二醇。

步驟二中，含親水基團(tuán)的短鏈脂肪族二元醇擴(kuò)鏈劑為二羥甲基丙酸或二羥甲基丁酸。

實(shí)施例4：

步驟一：將二異氰酸酯化合物90mmol、低聚物二元醇30mmol、二月桂酸二丁基錫1mmol、小分子二元醇擴(kuò)鏈劑6mmol加入到裝有溫度計(jì)、攪拌器、玻璃瓶塞的三口燒瓶中，混合均勻，20℃反應(yīng)20min，升溫至65℃反應(yīng)1.5h，制得聚氨酯預(yù)聚體；

步驟二：含親水基團(tuán)的短鏈脂肪族二元醇擴(kuò)鏈劑35mmol，升溫至75℃擴(kuò)鏈反應(yīng)3h，而后加入6mmol水楊基熒光酮作為交聯(lián)劑繼續(xù)反應(yīng)2h；

步驟三：將步驟二制得的產(chǎn)物降溫至50℃，加入與含親水基團(tuán)的短鏈脂肪族二元醇擴(kuò)鏈劑等摩爾比的三乙胺中和45min；

步驟四：在高速剪切作用力下向步驟三制得的產(chǎn)物中加入4倍以上所有物質(zhì)質(zhì)量的的蒸餾水乳化45min，反應(yīng)結(jié)束后制得固含量為20%的環(huán)保型熒光水性聚氨酯乳液。

步驟一中，二異氰酸酯化合物為六亞甲基二異氰酸酯。

步驟一中，低聚物二元醇為聚ε-己內(nèi)酯二醇。

步驟一中，小分子二元醇擴(kuò)鏈劑為1,5-戊二醇。

步驟二中，含親水基團(tuán)的短鏈脂肪族二元醇擴(kuò)鏈劑為二羥甲基丙酸或二羥甲基丁酸。

實(shí)施例5：

步驟一：將二異氰酸酯化合物100mmol、低聚物二元醇24mmol、二月桂酸二丁基錫2mmol、小分子二元醇擴(kuò)鏈劑2mmol加入到裝有溫度計(jì)、攪拌器、玻璃瓶塞的三口燒瓶中，混合均勻，20℃反應(yīng)20min，升溫至70℃反應(yīng)1h，制得聚氨酯預(yù)聚體；

步驟二：含親水基團(tuán)的短鏈脂肪族二元醇擴(kuò)鏈劑40mmol，升溫至70℃擴(kuò)鏈反應(yīng)4h，而后加入2mmol水楊基熒光酮作為交聯(lián)劑繼續(xù)反應(yīng)3h；

步驟三：將步驟二制得的產(chǎn)物降溫至40℃，加入與含親水基團(tuán)的短鏈脂肪族二元醇擴(kuò)鏈劑等摩爾比的三乙胺中和60min；

步驟四：在高速剪切作用力下向步驟三制得的產(chǎn)物中加入2倍以上所有物質(zhì)質(zhì)量的的蒸餾水乳化60min，反應(yīng)結(jié)束后制得固含量為33%的環(huán)保型熒光水性聚氨酯乳液。

步驟一中，二異氰酸酯化合物選自甲苯二異氰酸酯、二苯甲烷二異氰酸酯。

步驟一中，低聚物二元醇選自聚碳酸酯二醇、聚丁二烯二醇。

步驟一中，小分子二元醇擴(kuò)鏈劑為1,6-己二醇。

步驟二中，含親水基團(tuán)的短鏈脂肪族二元醇擴(kuò)鏈劑為二羥甲基丙酸或二羥甲基丁酸。

本發(fā)明的內(nèi)容不限于實(shí)施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說明書而對本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。