[发明专利]一种高分子型水性聚氨酯铜酞菁涂料的改性合成方法

说明书

本发明涉及有机合成和高分子功能材料领域，具体的说，本发明提供了一种高分子型水性聚氨酯铜酞菁涂料的改性合成方法，该方法以柠檬烯为原料，通过巯基‑烯点击化学反应合成了柠檬烯基二元醇和羧酸型柠檬烯基亲水扩链剂，将两种亲水扩链剂与改性后的铜酞菁分子共同应用于水性聚氨酯铜酞菁涂料的制备中，制得水性聚氨酯基铜酞菁高分子涂料。该方法将改性后的铜酞菁分子嵌段于聚碳型水性聚氨酯中，乳化得到易溶于水且分散稳定性高的高分子染料，还解决了水性聚氨酯合成带来的环境污染问题。

技术领域

本发明属于有机合成领域，具体涉及一种水性聚氨酯铜酞菁高分子功能涂料。

背景技术

铜酞菁(CuPc)，英文名称：Pigment Blue 15：3，分子式：C₃₂H₁₆CuN₈，CAS No：147-14-8。

结构式如下：

铜酞菁由于其优异的化学结构稳定性、色泽鲜艳、着色力强、生产成本低廉，而被广泛地应用于涂料、印刷油墨、染料行业中。然而，铜酞菁分子结构较大、平面性较好、导致分子极易聚集，并且由于其表面极性低、分散性差，分子溶解度差，在涂料使用过程中易絮凝，对涂层外观、平整度有较大影响，因此，铜酞菁的应用受到很大限制。

现有技术是将小分子染料或颜料通过接枝改性，嵌段到水性聚氨酯中，可得到水性聚氨酯基高分子染料，这类染料具有良好的成膜性和耐迁移性，用于棉织物和超细纤维涂层，可减少助剂用量，且染料在基布上着色均匀，并具备良好的色牢度。

最新研究表明，相比于小分子染料或颜料，高分子染料包裹性好，分散稳定性显著提高。

冒海燕在《水性聚氨酯基高分子染料的合成及性能》中，将偶氮苯嵌段到水性聚氨酯中，制备了水性聚氨酯基偶氮类高分子染料，其耐热迁移性和离心稳定性得到明显提高，并且涂层在棉织物上，棉织物的抗皱性能明显改善。

水性聚氨酯体系中常用1，4-丁二醇与二羟甲基丙酸作为扩链剂，这些均具有一定的毒性。因此，在铜酞菁颜料使用过程中，研究环境友好、价格低廉、可再生资源扩链剂，具有非常重要的意义。

发明内容

针对上述现有技术问题，本发明公开了一种高分子型水性聚氨酯铜酞菁涂料的改性合成方法。本发明的技术方案：

一种高分子型水性聚氨酯铜酞菁涂料的改性合成方法，包括如下步骤：

第一步：柠檬烯基二元醇(A)的合成

将柠檬烯，2-巯基乙醇、紫外光引发剂184和乙酸乙酯加入反应器中，在紫外灯(35nm，1700μ/cm^-2)照射下，升温反应，5h后，向反应液中加入饱和食盐水，搅拌1h后，静置分离，有机相用无水硫酸钠干燥，抽滤、旋蒸出溶剂，即得柠檬烯基二元醇，化合物A。

具体反应式如下：

第二步：柠檬烯基亲水扩链剂(B)的合成

将柠檬烯、3-巯基-1，2丙二醇、紫外光引发剂184和乙酸乙酯加入反应瓶中，在紫外灯(365nm，1700μm/cm^-2)照射下，升温反应，4h后，将3-巯基丙酸加入反应液中，升温反应，2h后，旋蒸出溶剂，即得粗产物，再将粗品溶解在混合溶剂中，升温溶解，在冷却析晶，抽滤反应液，再将滤饼真空干燥，即得淡黄色的柠檬烯基不饱和二元醇，化合物B。

具体反应式如下：

第三步：水性聚氨酯铜酞菁涂料的(C)的合成