[发明专利]一种光致变色水性聚氨酯涂层剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种光致变色水性聚氨酯涂层剂及其制备方法，其特征是以聚丙二醇、甲苯二异氰酸酯与二羟甲基丙酸等为主要原料，在制备过程中，加入单羟基丙烯酸进行扩链并引入双键；在引发剂偶氮二异丁腈的作用下聚氨酯分子与制备的含乙烯基光致变色单体发生聚合反应；然后乳化、脱溶剂，得到光致变色水性聚氨酯涂层剂。本发明制备的光致变色水性聚氨酯涂层剂可用于用于涤纶织物的涂层整理，经过涂层整理后的涂层涤纶织物放置于太阳光下，其颜色从涤纶织物原变为橙色。本发明中的光致变色水性聚氨酯涂层剂的制备方法简单，易于推广，具有广阔的市场前景。

技术领域

本发明属于涂层剂技术领域，具体涉及一种光致变色水性聚氨酯涂层剂及其制备方法。

背景技术

涂层剂涂覆在纺织品的表面，其可以使纺织物具有很多新的特性，如：抗紫外线、防静电、防风和疏水等。涂层剂的种类很多，其中，聚丙烯酸酯类和聚氨酯类的应用比较广泛，二者在使用时各有优劣。随着人们生活水平的提高，各种新型纺织物涂层剂被不断研发出来。

近年来，光致变色材料受到广泛关注，一些新型的光致变色材料踊跃出现，主要包括无机光致变色化合物和有机光致变色化合物两大类。光致变色材料的发展促进了纺织物涂层剂更加丰富多彩，即光致变色纺织物诞生了。光致变色纺织物的制备主要通过如下方法实现：（1）原液纺丝法，即将光致变色材料均匀地分散在各类化学纤维的纺丝液中来制取光致变色纤维；（2）化学改性法，即将具有活性基团的光致变色染料接枝在纤维表面；（3）交联固着法，即将光致变色染料粉末混合于树脂等粘合剂中，经过固着、水洗和干燥等程序，固着于纤维上。在这些方法中，原液纺丝法只对需要纺丝的纤维适用，其具有局限性；化学改性法对纤维的分子结构有特殊要求；交联固着法适用范围广，具有广阔的发展前景，如：中国发明申请专利200710068399.7报道了光致变色印花涂层织物的制备工艺，该专利就是采用交联固着法制备的。聚氨酯类涂层剂可以接枝各种不同单体，为其制备光致变色聚氨酯涂层剂创造了条件，具有广阔的发展空间。

发明内容

本发明的目的是克服以往技术的不足，提供一种光致变色水性聚氨酯涂层剂及其制备方法。

本发明的目的在于提供一种光致变色水性聚氨酯涂层剂，其为采用预聚、扩链、聚合接枝、乳化、脱溶剂等方法制得水性聚氨酯涂层剂，该水性聚氨酯涂层剂含有光致变色材料6-氯-5，12-萘并萘醌；该涂层剂用于涤纶织物的涂层整理后，涂层涤纶织物放置于太阳光下照射，其颜色从涤纶织物原色变为橙色。

本发明的另一个目的在于提供上述所述一种光致变色水性聚氨酯涂层剂的制备方法，其具体方法如下：

(1) 预聚：在反应釜中加入聚丙二醇和二羟甲基丙酸，在100～120℃下真空脱水1～2h，缓慢降温至50～60℃，滴加甲苯二异氰酸酯、丁酮和催化剂辛酸亚锡，升温至80～90℃，反应3～4h；优选地，聚丙二醇的分子量为400，聚丙二醇、二羟甲基丙酸、甲苯二异氰酸酯的摩尔比为1∶1～2∶3～5，辛酸亚锡用量占单体总量的1～5%，丁酮(mL)与单体总量(mol)的体积质量比为1∶0.3～0.5；

(2) 扩链：将步骤(1)的反应釜降温至40～45℃，于1～1.5h内分多次加入单羟基丙烯酸；优选地，单羟基丙烯酸与二羟甲基丙酸的摩尔比为1∶3～5；升温至60～80℃，保温反应1～2h；

(3) 聚合接枝：向步骤(2)的反应釜加入含乙烯基光致变色单体A和引发剂偶氮二异丁腈；优选地，含乙烯基光致变色单体A (mol)与单羟基丙烯酸(mol)的质量摩尔比为1∶1～3，引发剂偶氮二异丁腈的质量浓度为总体积的0.1～0.5%；最后，自然冷却，即可；

(4) 乳化：在乳化泵中，对步骤(3)的溶液在高剪切力作用下加入一定量的去离子水，进行反向乳化，同时滴加三乙胺中和；优选地，乳化泵的剪切速率为6000～15000r/min；

(5) 脱溶剂：对步骤(4)的乳液采用减压低温蒸馏法脱除丁酮，即得到水性聚氨酯乳液。