[发明专利]一种阴离子型茜红素基水性聚氨酯荧光乳液及其制备方法

说明书

本发明公开一种阴离子型茜红素基水性聚氨酯荧光乳液及其制备方法：利用异佛二酮二异氰酸酯、聚丁二醇与茜红素进行共聚反应，通过‑HNCOO‑化学键将茜红素引入聚氨酯分子链中；所述阴离子型茜红素基水性聚氨酯荧光乳液包括以下质量比的原料：异佛二酮二异氰酸酯、聚丁二醇、茜红素、N,N‑二甲基甲酰胺、1,4‑丁二醇、催化剂、去离子水的质量比=24:36:(1.36‑1.58):(20‑25):4:(0.030‑0.056):100。本发明产品与水有更好的相容性，且在稳定性以及机械性能上都得到显著提升，高效地解决了茜红素荧光产率低而导致发光效率低的问题，让荧光更好的释放，可在防伪标识、交通标志、弹性材料、生物显影、生化检测、药物示踪、荧光油墨、荧光涂料等方面广泛应用。

技术领域

本发明属于高分子材料加工领域，具体涉及一种阴离子型茜红素基水性聚氨酯荧光乳液的制备方法。

背景技术

聚氨酯（PU）是满足现代社会高度多样化需求的最通用的高分子材料，如涂料、粘合剂、纤维、泡沫和热塑性弹性体。由于聚氨酯基染料聚合物在工业上有很大的应用前景，如光化学治疗、热压敏感记录、光记录、化学催化、液晶显示等高新领域，使人类对其需求与日俱增。目前，高分子聚合物染料的制备主要集中在将染料单体物理锚定在聚合物基质中，因此，导致染料分子易迁移，其色牢度、耐磨性、加工性能较差，毒性较高。例如，彩色聚氨酯主要由混合颜料和聚氨酯乳液通过物理共混的方式将二者混合，然而这种方法制出的产品颜色黯淡、亮度不足，染色能力和色牢度差，且耐磨性也较差。目前，利用小分子荧光剂作为扩链剂引入到水性聚氨酯主链及其产品的荧光性能的鲜有被相关文献及专利报道或记载，尚未被完整系统地研究。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种阴离子型茜红素基水性聚氨酯荧光乳液及其制备方法，通过将二佛异酮异氰酸酯和聚丁二醇和9,10-二氢-3,4-二羟基-9,10-二氧代-2-蒽磺酸单钠盐（茜红素）反应，制备红色荧光的茜红素基水性聚氨酯乳液，其具有稳定性高，在乳液或固化膜中都有较稳定的荧光强度，可以应用于防伪标识、交通标志、弹性材料、化学检测、荧光油墨、荧光涂料等领域。

本发明的技术方案概述如下：

一种阴离子型茜红素基水性聚氨酯荧光乳液：利用异佛二酮二异氰酸酯、聚丁二醇与茜红素进行共聚反应，通过-HNCOO-化学键将茜红素引入聚氨酯分子链中；所述阴离子型茜红素基水性聚氨酯荧光乳液包括以下质量比的原料：异佛二酮二异氰酸酯、聚丁二醇、茜红素、N,N-二甲基甲酰胺、1,4-丁二醇、催化剂、去离子水的质量比=24: 36: (1.36-1.58): (20-25):4: (0.030-0.056):100；

所述阴离子型茜红素基水性聚氨酯的化学式为：

，q=5000-12000，r=10000-20000；其中，

优选的是，所述阴离子型茜红素基水性聚氨酯荧光乳液的原料还可包括2,2-二羟甲基丙酸。

优选的是，所述2,2-二羟甲基丙酸和1,4-丁二醇的质量比=4.74:4。

优选的是，所述催化剂为有机锡催化剂，包括辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡中的一种或多种。

一种阴离子型茜红素基水性聚氨酯荧光乳液的制备方法，包括以下步骤：S1：预处理异佛二酮二异氰酸酯、聚丁二醇及1,4-丁二醇；

S2：将茜红素加入N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌溶解后，得茜红素溶液；

S3：向四口反应釜中加入异佛二酮二异氰酸酯、聚丁二醇和茜红素溶液，在氮气气氛下剧烈搅拌，再缓慢升温至70-100℃，滴加催化剂，搅拌反应至体系残留-NCO含量达到理论值为止；

S4：根据反应过程是否添加二羟基丙酸，该步骤分为以下两种情形：

将S3所得反应物冷却至60-80℃，在30 min内逐滴加入1，4-丁二醇后，50-70℃反应2h，得反应后乳液；