專利名稱：分散染料微膠囊的制備工藝的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬精細化工和輕化工領域。具體地說是一種利用雙或多異氰酸酯化合物作為形成微膠囊壁材的單體，通過界面聚合法制備分散染料微膠囊。這種分散染料微膠囊特別適用于滌綸織物的高溫高壓染色、熱溶染色和多次轉(zhuǎn)移印花。
國內(nèi)對分散染料微膠囊的研究，東華大學曾對分散染料的密胺微膠囊化，采用的是原位聚合法，壁材是使用蜜胺樹脂。在使用和制備過程中釋放少量甲醛。而北京市紡織科學研究所用相分離的復凝聚法對傳統(tǒng)的明膠—阿拉伯樹膠進行了改進，制備了分散染料微膠囊。這種分散染料微膠囊的壁材強度不高，不耐高溫，因此這種微膠囊的適用性受到限制。
本發(fā)明僅使用一種雙或多異氰酸酯作為壁材單體，可以制備單一的分散染料微膠囊，也可以通過兩種分散染料的拼混制備另一顏色的分散染料微膠囊。在制備過程中，有機相僅由壁材單體和芯材組成，水相中含乳化劑和保護膠體。而且不釋放甲醛，是一種環(huán)保型的工藝。
本發(fā)明只采用雙或多異氰酸酯作為壁材單體來制備所需要的分散染料微膠囊。雙或多異氰酸酯先與水反應生成胺，胺再與未反應的異氰酸基反應生成聚脲。一般地說凡是雙或多異氰酸酯及其混合物都可以用做壁材單體。不同的單體或單體混合形成的囊壁性能也不同，可根據(jù)需要加以選擇。
本發(fā)明的分散染料微囊的制備工藝如下(1)水相配劑按需要于蒸餾水中加入乳化劑、保護膠體，攪拌均勻；(2)有機相配劑按需求將芯材染料和壁材單體雙或多異氰酸酯混合均勻；(3)乳化在高速攪拌下將有機相分散于水相，乳化1-10min；或者制備拼混的分散染料微膠囊時，在第一種染料有機相乳化1-10min后，再加入另一種染料有機相，再乳化1-10min；再用10-30％的NaOH水溶液調(diào)pH至7-9；有機相和無機相之重量比通常為5-20∶80-95，推薦比例為10-15∶85-90。
(4)膠囊化在室溫和攪拌下，反應0.5-3小時后加入少量催化劑或/和小分子胺類，再反應5-30min；(5)出料、過濾、洗滌、調(diào)制。
其中，異氰酸酯類的性質(zhì)決定了此工藝所形成膠囊的釋放性能，還決定了膠囊皮層的物理結(jié)構(gòu)強度。在本發(fā)明的工藝中考慮的雙和多異氰酸酯類包括芳族雙、多異氰酸酯類，脂族雙、多異氰酸酯類以及它們的混合物。其代表性產(chǎn)品有2，4-甲苯二異氰酸酯，2，6-甲基雙異氰酸酯，4，4’-二苯甲烷基雙(異氰酸酯)，4，4’-亞甲基雙(2-異氰酸甲苯酯)，多亞甲基雙異氰酸酯(如六亞甲基雙異氰酸酯)，以及多亞甲基多異氰酸酯等。
有機相中的分散染料芯材與雙或多異氰酸酯的比例也決定著形成微膠囊的壁厚。換言之，在此工藝中所使用的雙或多異氰酸酯的量將決定所形成的微膠囊的囊壁厚。芯材染料對壁材雙或多異氰酸酯的重量比為1∶1-5，推薦比例為1∶1-3。
所述的乳化劑可以是非離子型的，也可以是陰離子或陽離子型，其親水親油平衡值(HLB)最好在10-16之間。可以選擇的乳化劑很廣。如聚乙二醇醚600，聚醚2040，聚醚F-68等非離子表面活性劑；十二烷基硫酸鈉等陰離子表面活性劑或它們適當?shù)幕旌衔?；溴化苯插烷基銨等陽離子表面活性劑。推薦使用使用非離子表面活性劑或非離子與陰離子表面活性劑的混合物作為乳化劑，如聚醚2040。用這種乳化劑制備的分散染料微膠囊分散性好，粒徑分布窄，粒徑較易控制。乳化劑用量為總體系的0.1％至5.0％(重量)，推薦用量為總體系的2.0％至3.0％。
在水相中還有保護膠體，可以選擇的保護膠體如下甲基纖維素、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺和木質(zhì)素磺酸鹽類，如聚乙烯醇1788，聚乙烯醇1799，明膠，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等水溶性聚合物或它們的混合物。對總體系而言用量為0.1％至5.0％的重量，推薦用量是為1.0％至2.0％。推薦使用的保護膠體是聚乙烯醇，聚乙烯醇中的羥基有助于形成網(wǎng)狀交聯(lián)的壁材結(jié)構(gòu)，增加壁的強度。
必要時，可以在反應結(jié)束前20分鐘至30分鐘將催化劑加入體系，目的在于去除游離的異氰酸根基團，所述的催化劑是二月桂酸二丁基錫，用量為總體系重量的0％至0.01％。
所述的小分子胺類是具有RnNHm的分子通式，其中R＝C1-C4的烷基，n＝0～2，m＝3～1。如正丁胺，二甲胺，二乙胺，氨等。在反應末期加入體系，目的在于徹底去除游離的異氰酸根基團，用量為總液量的0.01％至0.1％。
本發(fā)明的工藝優(yōu)點是形成的聚脲壁材，無甲醛、無污染，強度高，緩釋性好，使用的助劑少，成本低且操作簡便。
實施例1將含分散深蘭S-3BG為9g，4，4-二苯甲烷雙異氰酸酯(MDI)18g的有機相加入到含有2％的聚醚2040、1％的保護膠體聚乙烯醇1788的水相300mL中，在BME100L型高剪切乳化機(上海威宇機電有限公司)上以9000rpm乳化10min。加入25％的NaOH調(diào)節(jié)pH值至7-8。反應150min后加入少許正丁胺，反應30min。過濾后在顯微鏡下觀察，可以得到2μm-10μm左右分散染料微膠囊，其中有50％左右都集中在4μm左右。
實施例2
將含有0.8g的分散蘭2BLN及6.2g液化MDI的有機相加入到含2％的聚醚2040和1％PVA的水相300mL中，在BME100L型高剪切乳化機上以9000rpm乳化10min。加入百分濃度為25％的NaOH水溶液調(diào)節(jié)pH值至7-8，乳化10min后加入攪拌均勻的1.6g分散黃E-3RL和12.4g液化MDI。反應150min后加入少許正丁胺再反應30min?？梢缘玫骄G色的分散染料微膠囊，直徑4μm-8μm。
實施例3將含有3.5g的分散蘭2BLN及45.5g的液化MDI的有機相加入到含有28g聚醚2040、7g聚乙烯醇和665g水的水相中9000rpm乳化20min，加入12mL的百分濃度為25％的水溶液NaOH調(diào)節(jié)pH值至7-8，反應150min后加入少許正丁胺反應30min?？芍频?μm-15μm的分散染料微膠囊。
權(quán)利要求
1.一種分散染料微膠囊的制備工藝，其特征是一種利用雙或多異氰酸酯化合物作為形成微膠囊壁材的單體，先與水反應生成胺，胺再與未反應的異氰酸酯反應生成聚脲，該界面聚合法制備工藝如下(1)水相配劑按需要于蒸餾水中加入乳化劑、保護膠體，攪拌均勻；(2)有機相配劑按需求將芯材染料和壁材單體雙或多異氰酸酯混合均勻；(3)乳化在高速攪拌下將有機相分散于水相，乳化1-10min；或者制備拼混的分散染料微膠囊時，在第一種染料有機相乳化1-10min后，再加入另一種染料有機相，再乳化1-10min；然后用10-30％的NaOH水溶液調(diào)pH至7-9；有機相和無機相之重量比通常為5-20∶80-95；(4)膠囊化在室溫和溫和攪拌下，反應0.5-3小時后加入催化劑和/或小分子胺類，再反應5-30min；(5)出料、過濾、洗滌、調(diào)制；其中，芯材染料對壁材雙或多異氰酸酯的重量比為1∶1-5，乳化劑的使用量為總體系重量的0.1％至5.0％，保護膠體所使用的量為總體系的0.1％至5.0％的重量，小分子胺類用量為總液量的0.01％至0.1％，催化劑用量為總體系重量的0％至0.01％。
2.如權(quán)利要求1所述的一種分散染料微膠囊的制備工藝，其特征是所述的雙或多異氰酸酯包括甲苯二異氰酸酯、2，4-甲苯二異氰酸酯和2，6-甲苯二異氰酸酯、80％2，4-和20％2、6-甲苯二異氰酸酯異構(gòu)體之混合物、二苯甲烷-4，4’-二異氰酸酯以及多亞甲基多異氰酸苯酯在內(nèi)的芳族二或多異氰酸酯、脂族二異氰酸酯或多異氰酸酯、或其他多異氰酸酯類。
3.如權(quán)利要求1所述的一種分散染料微膠囊的制備工藝，其特征是所述的乳化劑是非離子型、陰離子型、陽離子型的表面活性劑或非離子與陰離子表面活性劑的混合物的乳化劑。
4.如權(quán)利要求1所述的一種分散染料微膠囊的制備工藝，其特征是所述的乳化劑其親水親油平衡值HLB在10-16之間。
5.如權(quán)利要求3或4所述的一種分散染料微膠囊的制備工藝，其特征是所述的乳化劑是聚乙二醇醚600，聚醚2040，聚醚F-68、十二烷基硫酸鈉或溴化苯插烷基銨。
6.如權(quán)利要求1所述的一種分散染料微膠囊的制備工藝，其特征是所述的保護膠體是甲基纖維素、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺或木質(zhì)素磺酸鹽類，明膠或聚乙烯吡咯烷酮水溶性聚合物，
7.如權(quán)利要求1所述的一種分散染料微膠囊的制備工藝，其特征是所述的小分子胺類具有RnNHm的通式，其中R＝C1-C4的烷基，n＝0～2，m＝3～1。
8.如權(quán)利要求7所述的一種分散染料微膠囊的制備工藝，其特征是所述的小分子胺類是正丁胺，二甲胺，二乙胺或氨。
9.如權(quán)利要求1所述的一種分散染料微膠囊的制備工藝，其特征是在反應結(jié)束前20分鐘至30分鐘加入的催化劑是二月桂酸二丁基錫。
全文摘要
本發(fā)明屬精細化工和輕化工領域。具體地說是一種利用雙或多異氰酸酯化合物作為形成微膠囊壁材的單體，分散染料作為芯材，通過界面聚合法制備分散染料微膠囊的工藝。通過該工藝最終形成聚脲壁材，無甲醛、無污染，強度高，緩釋性好，使用的助劑少，成本低且操作簡便。這種分散染料微膠囊特別適用于滌綸織物的高溫高壓染色、熱溶染色和多次轉(zhuǎn)移印花。
文檔編號C09B67/38GK1443807SQ0311624
公開日2003年9月24日 申請日期2003年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月8日
發(fā)明者陳水林, 李卓 申請人:東華大學