一种疏水的水性荧光聚氨酯涂料及其制备方法技术

一种疏水的水性荧光聚氨酯涂料及其制备方法，涉及荧光材料及其制备方法。疏水的水性荧光聚氨酯涂料为透明水性荧光型聚氨酯乳液，由聚氨酯相和无机荧光量子点相组成。通过自乳化的方法，选用二异氰酸酯、二元醇、亲水扩链剂、硅氧烷、含氟丙烯酸树脂等为原料制得透明度高，硬度好的水性聚氨酯乳液，再以水热法制备得到不同粒径的CdTe量子点水溶液，将聚氨酯乳液与不同的CdTe量子点溶液按照不同的比例混合，得荧光型的水性聚氨酯乳液，最后加入交联剂涂膜固化，得具有高性能涂料性能的水性荧光型聚氨酯涂料。通过对聚氨酯的设计和调节加入量子点的百分数，得到了一系列干燥时间短，疏水性能优异，硬度高，对基底的粘结性强的荧光涂料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种荧光材料及其制备方法，尤其是涉及一种荧光型水性聚氨酯涂料 及其制备方法。
技术介绍
随着国民经济的迅猛发展，涂料的需求在逐年增加。同时人们对环境保护日益重 视，挥发性有机化合物含量很高的溶剂型涂料的使用受到越来越严格的限制。水性聚氨酯 (WPU)是以聚氨酯为基料、以水为分散介质的绿色环保型涂料。与传统的溶剂型聚氨酯相 比，WPU不仅保留了传统溶剂型聚氨酯的优点，还具有无毒、不燃、环保等优异性能，已经广 泛应用在涂料、胶黏剂、皮革整理剂、表面处理剂等领域。 荧光，又作"萤光"，是指一种光致发光的冷发光现象。当某种物质经特定波长的入 射光（通常是紫外线或X射线）照射后，吸收光能后进入激发态，并且发射出比激发光波长 长的发射光；而且一旦停止入射光，发光现象也随之立即消失。具有这种性质的发射光就被 称之为荧光。而荧光涂层指的是受到紫外线照射时能够发光的涂层，它是由其中的荧光颜 料赋予荧光功能的。按涂层中使用颜料的不同，荧光涂料分为无机荧光涂料和有机荧光涂 料两类。两者相比较，无机荧光涂料具有良好的耐候性、耐热性和耐化学品性能。荧光型水 性聚氨酯不仅具备了荧光颜料的荧光功能，还具备了水性聚氨酯涂料的无毒、环保高透明 性等优异性能。由于制备的这种荧光型水性聚氨酯树脂具有高透明性、粘结能力强、无毒、 无味等特点可广泛应用于安全领域、装饰服饰领域，防伪领域和生物探针等领域。 如中国专利CN1044492766A公布了一种硬度高附着力强的玻璃门用水性荧光 涂料以及制备方法，制备了由硅醇树脂、水性氨基树脂、乙烯基异丁醚、炭黑、偶联剂、荧光 色浆、消泡剂等按一定比例进行反应得到的改性水性玻璃门用荧光涂料。通过本专利技术中 对产品的性能测试，可以发现产品的固化成膜性能优良，硬度高，耐磨性好，成本低。CN 103275334A公布了一种含荧光染料的水性聚氨酯的制备方法，将含有活性官能团的荧光 染料与异氰酸酯反应，再通过扩链、交联、侧挂活性基团、引入亲水基团等，待分子量足够大 后，中和，乳化以制得水性聚氨酯荧光染料。经检测本专利技术制得的荧光水性聚氨酯在水相 和胶膜中都具有较强的荧光效应。CN103012174A提供了一种水性荧光丙烯酸树脂涂料及 其制备方法，将丙烯酸树脂用适量水和醇类溶剂调节粘度至一定数值，在高速搅拌下加入 自制的荧光颜料乳剂，反应半小时后加入消泡剂、润湿分散剂、多功能助剂、填料等，充分搅 拌，再加入分散剂、胶体改性剂、光稳定剂和增稠剂，研磨后制得荧光涂料。该专利技术具有工艺 简单，产率高，原料易得，并且水为分散剂降低了生产成本，对环境友好，荧光强度高等优异 性能。CN103059689A公开了一种荧光涂料的制备方法，将荧光粉、过氯化乙烯树脂、氨基环 氧树脂、邻苯二甲酸二丁酯、固化剂、甲苯等一系列原料单体按照一定的比例混合制得了一 种具有夜光效应的的荧光涂料。该专利技术施工方便，涂膜耐水性、耐油性、耐候性均较好。CN 103232773A制备了一种具有释放负离子功能的水性荧光涂料，通过将乙二醇、丙烯酸树脂 乳液、分散剂、增稠剂、消泡剂按一定比例搅拌均匀后再与加入了电气石粉、硅藻土、二氧化 钛、夜光粉的混合粉末一起进行搅拌，最终得到了具有负离子功能的水性荧光涂料。该专利技术 的负离子功能可以净化环境、杀菌、阻断甲醛等有害物质的的挥发，并且该专利技术的荧光性， 可有效的避免许多安全隐患。CN103468072A公布了一种丙烯酸树脂基的无机荧光涂料，该 涂料由丙烯酸树脂、铝酸盐荧光粉、氧化钛、氧化锌、填料、成膜助剂、偶联剂、防沉淀剂和水 按照一定的比例组成的。该专利技术制备的无机荧光涂料的荧光效果优良，且具有很好的涂料 性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在提供一种制备方法简单，使用时干燥时间短、疏水性能优异、硬度 尚、对基底的粘结性强的疏水的水性焚光聚氣酯涂料及其制备方法。 本专利技术所述疏水的水性荧光聚氨酯涂料，为透明水性荧光型聚氨酯乳液，由聚 氨酯相和无机荧光量子点相组成，无机荧光量子点相与聚氨酯树脂相的体积比为（1~ 5) ： 1 ； 聚氨酯相的各制备原料占涂料总制备原料的比例按质量百分比为：二异氰酸酯 20 %~30 %，二元醇45 %~50 %，端羟基聚硅氧烷8 %~12 %，有机锡类催化剂0. 04%~ 0. 06%，亲水扩链剂3%~4%，封端剂3 %~4. 5%，中和剂3. 5%~4%，含氟丙烯酸酯单 体6%~10%，自由基催化剂0.4%~0.6%，交联剂2%~5% ;无机荧光量子点相的各 制备原料占涂料总制备原料的比例按质量百分比为，碲粉0. 006%~0. 009%，硼氢化钠 0? 004%~0? 006%，氯化铬0? 02%~0? 03%，巯基丙酸0? 02%~0? 04% ;余为水。 所述端羟基聚硅氧烷分子量为3000~3500,硅氧烷分子量太大，会使乳液乳化困 难，相分离严重，相同添加量时疏水性能变差；而分子量太小会严重降低膜的硬度，因此硅 氧烷的分子量需控制在一定范围内，所述端羟基聚硅氧烷的化学结构式如下： 式中，n为彡1的整数。 所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡中的至少一种。 所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI)、甲苯二异氰酸酯（TDI)、4,4_亚 甲基-二苯基二异氰酸酯（MDI)、六亚甲基二异氰酸酯（HDI)、4, 4-亚甲基-二环己基二异 氰酸酯（H12MDI)中的至少一种。所述聚合物多元醇的分子量可为1000~3000,可为聚丙二醇（PPG)、聚乙二醇 (PEG)、聚四氢呋喃二醇（PTMG)、聚己二酸1，6-己二醇酯、聚碳酸酯、聚丁二烯二醇中的至 少一种。 所述亲水扩链剂有磺酸型和羧酸型，可为1，2-二羟基-3-丙磺酸钠、二羟甲基丙 酸、二羟甲基丁酸中的至少一种。 所述封端剂可为丙烯酸羟乙酯（HEA)、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA)中的至少一种， 封端剂加入量为总制备原料的3%~4. 5%。 所述中和剂可为三乙胺、三乙醇胺、氢氧化钠、N-甲基二乙醇胺、甲基丙烯酸、氨水 中的至少一种。 所述含氟丙烯酸酯单体可为甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯 酸N-丙基全氟辛基磺酰胺基乙醇、甲基丙烯酸全氟辛基乙酯中的至少一种，这里优选甲 基丙烯酸十二氟庚酯作为氟元素的载体，含氟丙烯酸酯单体加入量为总制备原料质量的 6% ~10%〇 所述自由基催化剂优选为过硫酸铵。 所述交联剂可为三羟甲基丙烷缩水甘油醚、聚氮丙啶、WT-2102中的至少一种，这 里优选聚氮丙啶交联剂，聚氮丙啶可以与亲水扩链剂上的羧基发生交联反应，因其交联固 化速度快、使用方便、材料耐水性好等优势，目前应用最广，由于这种交联剂是在使用前加 入，所以不会影响到无机荧光量子点在涂料中的荧光效率，并且量子点由于比较敏感，很容 易被猝灭，经过试验测试，发现聚氮丙啶对量子点荧光强度的影响最小。 由于聚氨酯树脂的溶剂是水，为了增加量子点在聚氨酯体系中的分散性，所以本 专利技术通过水热法制备了水性的CdTe量子点。 本专利技术所述疏水的水性荧光聚氨酯涂料的制备方法，包括以下步骤： 1)将二元醇、亲水扩链剂置于真空烘箱中干燥，将其他的预聚单体加入分子筛进 行干燥； 所述真空烘箱的温度可为100~120°C;所述干燥的时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种疏水的水性荧光聚氨酯涂料，其特征在于，为透明水性荧光型聚氨酯乳液，由聚氨酯相和无机荧光量子点相组成，无机荧光量子点相与聚氨酯树脂相的体积比为(1～5)∶1；聚氨酯相的各制备原料占涂料总制备原料的比例按质量百分比为：二异氰酸酯 20％～30％，二元醇 45％～50％，端羟基聚硅氧烷 8％～12％，有机锡类催化剂 0.04％～0.06％，亲水扩链剂 3％～4％，封端剂 3％～4.5％，中和剂 3.5％～4％，含氟丙烯酸酯单体 6％～10％，自由基催化剂 0.4％～0.6％，交联剂 2％～5％；无机荧光量子点相的各制备原料占涂料总制备原料的比例按质量百分比为，碲粉 0.006％～0.009％,硼氢化钠 0.004％～0.006％,氯化铬 0.02％～0.03％,巯基丙酸 0.02％～0.04％；余为水。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘向阳，于芳芳，林乃波，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建;35