[发明专利]一种变色聚氨酯丙烯酸酯染料的制备方法

说明书

本发明涉及一种聚氨酯丙烯酸酯变色及制备方法。首先制备含有偶氮基团的丙烯酰胺；利用大分子多元醇、多元异氰酸酯和羟基丙烯酸酯单体通过逐步聚合制的含有双键封端的聚氨酯预聚体，通过冰水混合物乳化，得到双键封端非离子型聚氨酯。再与丙烯酸单体进行自由基聚合制得聚氨酯丙烯酸变色。本发明变色非常稳定，具有明显光致变色特性；由于染料是通过化学键入的方式接入聚合物分子链中，可显著提高染料耐摩擦、耐迁移性、耐污、保光性和使用安全等优点。使得合成的聚氨酯丙烯酸变色同时具有聚氨酯和丙烯酸酯两者的优异性能。

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯丙烯酸酯染料，尤其涉及的是一种变色聚氨酯丙烯酸酯染料的制备方法。

背景技术

近年来，高分子染料的发展十分迅速，现已成为染料化学的一个新领域。

聚氨酯基染料具备了聚氨酯易成膜、易加工和卫生性好等优点。然而聚氨酯基染料也存在成本高、耐水性差和光泽度低等缺陷。由于聚丙烯酸基染料具有良好韧性、耐溶剂、兼容性、柔和光泽和低成本等特性，已经引起人们广发关注。但聚丙烯酸基染料也存在弹性、延展性、耐擦伤和柔软度等不足。

聚氨酯基染料和聚丙烯酸酯基染料在性能上有很大的互补性，用水性聚氨酯改性聚烯酸酯染料，将两者复合，可以取长补短，使及涂膜的性能得到显著的改善。正是由于水性聚氨酯改性聚丙烯酸酯染料的优异性能，目前已经成为研制改性聚丙烯酸酯染料的重要途径，因此具有广阔的研究前景。

发明内容

本发明首先通过一种变色染料分子结构中所含氨基与丙烯酰氯反应制得变色丙烯酰胺。然后，通过聚合物二元醇、二异氰酸酯、亲水性扩链剂和成盐剂制得水性阴离子聚氨酯。再以阴离子聚氨酯作为种子。往中加入引发剂、乳化剂、丙烯酸酯类单体和合成变色丙烯酰胺染料进行聚合，制得水性阴离子型变色聚氨酯丙烯酸酯染料。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

1、一种变色聚氨酯丙烯酸酯染料的制备方法及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将12～25％聚合物多元醇加热至100～140℃，真空度≤0.1MPa条件下，脱水处理0.5～1h；

(2)降温至60～90℃，加入6～15％多异氰酸酯、0.01～0.03％催化剂，氮气保护下，反应1～3h；

(4)加入4～10％亲水性单体，50～90℃下反应1～3h；

(5)降温至30～50℃，加入2～6％成盐剂反应30～60min；

(6)加入50～70％的去离子水高速分散10～30min；

(7)真空度脱溶剂制得水性阴离子型水性聚氨酯；

(8)取上述2/3体积的水性阴离子聚氨酯、0.1～0.5％的乳化剂、 0.5-0.8％碳酸氢钠在40～50℃乳化0.5～1h。温度升至70℃，缓慢加入剩余1/3体积水性阴离子聚氨酯、10～20％的丙烯酸酯类单体、5～10％的偶氮基团的丙烯酰胺、0.1～0.5％的引发剂，2～4h加完，恒温2～3h。自然降至室温，即得到变色聚氨酯丙烯酸酯染料。

(9)加入氨水调节pH到8～10，得到变色聚氨酯丙烯酸酯染料。

所述步骤(8)中，偶氮基团的丙烯酰胺的制备方法如下：

按摩尔比1:1～5:1～10将溶剂黄5、丙烯酰氯、三乙胺加入适量二甘醇至完全溶解，保持25～35℃反应12～24h，过滤的沉淀物用丙酮洗涤后干燥至恒重，得到丙烯酰胺溶剂黄5，结构式为：