[发明专利]一种环境友好型荧光水性聚氨酯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种环境友好型荧光水性聚氨酯及其制备方法。将含有荧光基团的端羟基化合物作为一种扩链剂，与异氰酸酯反应，以化学键方式嵌入到水性聚氨酯结构单元中，解决了共混复配型荧光剂与水性聚氨酯配伍性差、使用过程中易迁移析出的问题。该荧光水性聚氨酯所用荧光剂少，对聚氨酯原有优良性能影响较小，荧光特性稳定持久，荧光发色团在聚氨酯中分布均匀，以水替代有机溶剂，从源头消除有机溶剂污染，具有环境友好性，且合成工艺易于控制，性能易于调节，可广泛应用于皮革涂饰、合成革涂层、建筑材料、涂料、医用和纺织等行业。

技术领域

本发明属于高分子材料合成技术领域，具体涉及一种环境友好型荧光水性聚氨酯及其制备方法。

背景技术

水性聚氨酯以水为分散介质，既有溶剂型聚氨酯耐摩擦、高强度、低温柔韧性等优良特性，又兼具有无毒、气味小、生产安全性高等优点，已广泛应用于皮革涂饰、合成革制造、建筑保温材料、织物涂层、涂料、胶粘剂和医疗等行业。

随着人民生活水平的不断提高，消费者越来越追求商品的新颖与美观，把荧光剂与水性聚氨酯结合，可赋予其制品新的花色品种，给人以新鲜艳丽之感，在太阳光照射下，显得更鲜艳明亮、光彩夺目。目前，荧光聚氨酯已应用于情侣装、儿童服饰、环卫工人服、消防员服、野外工作者、登山运动员服装等的制造，也可用做路标涂料、建筑涂料等，具有荧光醒目、易辨识，对不同光呈现异色等特点，可减少车辆行驶及特殊工作环境中潜在的危险。

中国专利201210535335.4公开了一种荧光聚氨酯树脂的制备方法，将荧光剂粉末与聚氨酯树脂进行掺混，得到的荧光聚氨酯树脂可用于防伪油墨，其荧光强度高，防伪效果好，工艺简单。中国专利201410133255.5也公开了一种夜光聚氨酯薄膜的制备方法，以水性聚氨酯为成膜物质，向其中添加荧光粉、流平剂、助剥剂等从而赋予薄膜荧光性，并且通过对各组分含量比例的调整，使得聚氨酯薄膜具有良好的透水性和透气性。

但共混型荧光水性或油性聚氨酯在应用中荧光小分子往往容易脱落、与树脂基材相溶性不好，且分布不均匀，含量不稳定，从而影响发光性能。此外，共混过程中添加的助剂往往会对树脂原有的优良性能造成负面影响。共混过程中使用了大量溶剂，形成涂膜后，所用溶剂挥发到空气中，造成对人体的毒害和对环境的污染，也造成了资源的浪费。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种环境友好型荧光水性聚氨酯及其制备方法，本发明将含端羟基且具有对称结构的荧光剂部分替代扩链剂，将其通过化学反应引入聚氨酯链段中，从而赋予聚氨酯良好的荧光特性。

本发明提供的环境友好型荧光水性聚氨酯，其特征在于：

（1）荧光剂通过化学键嵌入到聚氨酯结构单元中，荧光剂分散均匀，且使用过程中荧光剂不迁移析出，具有稳定持久的荧光特性；

（2）本发明使用的小分子二元醇荧光扩链剂，除含有荧光发色基团外，其端羟基结构对称、反应活性相同，有利于化学反应的进行和聚合物性能的调控；

（3）只需引入少量荧光剂即可赋予聚氨酯明显的荧光特性，且对聚氨酯的乳液粒径、稳定性和聚氨酯胶膜的力学性能、热稳定性等影响都较小；

（4）本发明提供的荧光聚氨酯以水为分散介质，可减少有机溶剂的使用，减少环境污染，具有环境友好性。

本发明提供的上述环境友好型荧光水性聚氨酯及其制备方法包括以下步骤，其中所用原料均以重量比计：

（1）将聚醚或聚酯二元醇80-100份、芳香族或脂肪族二异氰酸酯35-50份、小分子二元醇扩链剂4-8份和催化剂0.01-0.02份加入反应容器，在持续搅拌下，升温至75-85 ℃反应2-3 h制得预聚体；

（2）在所得的预聚体中加入含亲水基团的短链脂肪族二元醇5-15份以及丙酮或丁酮5-15份，并维持在75-85 ℃反应2-3 h，获得具有亲水结构的预聚体；