一种蓝色水性聚氨酯色浆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种蓝色水性聚氨酯色浆及其制备方法，涉及水性聚氨酯技术领域，本发明专利技术利用小分子染料反应活性特点和通过反应条件的控制，将含有发色基团的染料与二异氰酸酯反应合成出具有发色基团结构的二异氰酸酯，这种蓝色的二异氰酸酯可代替普通二异氰酸酯参与合成蓝色水性聚氨酯，实现小分子染料的高分子化和水性化。本发明专利技术还提供了可与之配合使用的无色水性聚氨酯，调配不同蓝色深度的色浆。本发明专利技术克服了低分子染料在迁移、安全性等方面的不足；与无色水性聚氨酯混合使用，无需加入分散剂；同时还具有环保、无污染、性能可调以及可加工性。加工性。

【技术实现步骤摘要】
一种蓝色水性聚氨酯色浆及其制备方法

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[0001]本专利技术涉及水性聚氨酯
，具体涉及一种蓝色水性聚氨酯色浆及其制备方法。

技术介绍
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[0002]水性聚氨酯以水为分散介质，避免了传统有机溶剂污染环境、对人体有害等缺点，是绿色环保、安全可靠的新型聚氨酯材料。水性聚氨酯材料已广泛应用于轻纺、色浆、印染、皮革加工、涂料、胶粘剂、造纸等行业。安全性是未来的主要趋势，在各行业中对绿色产品的要求越来越多。随着科技的进步，人们对具有特殊功能的水性聚氨酯材料需求日益增加。
[0003]在染料领域，蒽醌系染料是含有蒽醌结构的各种染料，蒽醌型染料有良好的耐光牢度和耐热性能，色彩艳丽，应用范围广，已发展成为色谱全、性能好的染料类别，在合成染料工业中占有重要地位。
[0004]对于色浆的使用，传统色浆染料通常是将聚氨酯与小分子颜料或染料直接混合而成，这种办法虽然简单，但由于颜料或染料与聚合物之间的相容性不好，产品的乳化性和功能性缺乏稳定性和耐久性，出现沉降、胶化等现象。另外在成膜过程中，颜料或染料有迁移现象，产品分散不均匀时，颜色浮于漆膜表面，导致漆膜表面浮色发花，且迁移到表面的颜料或染料对人体和环境也有极大的危害。
[0005]逐步加聚法在合成以聚氨酯、聚脲为主链的高分子染料反应中较为常见。将染料母体接枝到聚氨酯分子链中，既保留了染料对光的吸收性和发色性等特点，又具有高分子材料的耐迁移和可加工等特性。目前新型色浆材料的研究已经展开，但应用于实际的新型色不多，由于它性能优异，其应用具有广阔的前景，越来越受到国内外人士的关注。

技术实现思路
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[0006]本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种蓝色水性聚氨酯色浆及其制备方法，利用小分子染料反应活性特点和通过反应条件的控制，将含有发色基团的染料与二异氰酸酯反应合成出具有发色基团结构的二异氰酸酯，这种蓝色的二异氰酸酯可代替普通二异氰酸酯参与合成高固含量阴
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非离子型蓝色水性聚氨酯，实现小分子染料的高分子化和水性化。本专利技术还提供了可与之配合使用的无色水性聚氨酯，用于调配不同蓝色深度的色浆。
[0007]本专利技术所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
[0008]本专利技术的第一个目的是提供一种蓝色水性聚氨酯色浆，由以下重量份的原料混合而成：蓝色水性聚氨酯1～10份、无色水性聚氨酯10～100份、卡松防腐剂0.01～1份。
[0009]本专利技术将蓝色水性聚氨酯和无色水性聚氨酯复配得到色浆，根据需要配制不同蓝色深度的色浆。
[0010]所述蓝色水性聚氨酯由以下重量份的原料制成：二异氰酸酯15～50份、小分子染料0.1～20份、大分子二元醇20～70份、二元醇扩链剂1～10份、非离子扩链剂1～7份、阴离子扩链剂2～15份、催化剂0.01～0.1份、后扩链剂0.5～5份、中和剂1～10份、N
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甲基吡咯烷
酮1～10份、丁酮50～200份、去离子水100～300份。
[0011]小分子染料与二异氰酸酯反应得到含有发色基团的二异氰酸酯，含有发色基团的二异氰酸酯与大分子二元醇、二元醇扩链剂、非离子扩链剂、阴离子扩链剂、后扩链剂反应得到蓝色水性聚氨酯。
[0012][0013]优选地，所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、六次亚甲基二异氰酸酯(HDI)中的至少一种。
[0014]优选地，所述大分子二元醇选自聚乙二醇(PEG)、聚氧化丙烯二醇(PPG)、聚醚二元醇、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、聚碳酸脂二醇(PCDL)、聚己二酸
‑
1,4
‑
丁二醇酯二元醇(PBA)、聚己内酯二元醇(PCL)中的至少一种。
[0015]优选地，所述二元醇扩链剂选自乙二醇(EG)、1,2
‑
丙二醇(MPD)、1,4
‑
丁二醇(BDO)、新戊二醇(NPG)、1,6
‑
己二醇(HDO)、一缩二乙二醇(DEG)中的至少一种。
[0016]优选地，所述非离子扩链剂选自双[2
‑
(2
‑
羟基乙氧基)乙基]醚、聚乙烯乙二醇甲醚、三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚(TMPEG)、非离子二元醇Ymer N120、聚四亚甲基醚二醇双对氨基苯甲酸酯中的至少一种。
[0017]优选地，所述阴离子扩链剂选自二羟甲基丙酸(DMPA)、二羟甲基丁酸(DMBA)、1,2
‑
丙二醇
‑3‑
磺酸钠、1,4
‑
丁二醇
‑2‑
磺酸钠中的至少一种。
[0018]优选地，所述小分子染料选自以下结构式中的至少一种：
[0019][0020]优选地，所述催化剂选自有机锡类催化剂和胺类催化剂中的至少一种。
[0021]优选地，所述后扩链剂选自乙二胺基乙磺酸钠、乙二胺、丁二胺、二乙烯三胺、异佛尔酮二胺、N,N
‑
二甲基乙二胺中的至少一种。
[0022]优选地，所述中和剂为三乙胺、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、碳酸氢钠中的至少一种。
[0023]本专利技术的第二个目的是提供一种蓝色水性聚氨酯的制备方法，包括如下步骤：
[0024](1)向反应器中加入二异氰酸酯和催化剂，加热，然后缓慢加入采用丁酮和N
‑
甲基吡咯烷酮溶解的小分子染料溶液，在惰性气体保护下进行反应；
[0025](2)加入经真空脱水的大分子二元醇，在惰性气体保护下进行反应；
[0026](3)加入二元醇扩链剂、非离子扩链剂、阴离子扩链剂和催化剂，用丁酮调节粘度，在惰性气体保护下进行反应；
[0027](4)加入中和剂反应，加入含后扩链剂的去离子水乳化，得到蓝色水性聚氨酯。
[0028]本专利技术的有益效果是：
[0029]1、本专利技术将发色基团以共价键的方式引入到聚氨酯材料中，可长久保持聚氨酯材料的显色性能，兼具发色体的色彩性、光吸收性及高分子材料的成膜性、耐迁移性、耐热性特点，有效克服低分子染料在受热迁移方面的不足。
[0030]2、本专利技术在聚氨酯的合成工艺中将小分子染料作为一种扩链剂，由于小分子染料本身基团反应活性的原因，使得小分子染料的接入量受到大大限制，本专利技术合成出了含有发色基团的二异氰酸酯，克服了小分子染料本身反应活性基团的影响，提高了小分子染料的接入量，使得反应易于控制。
[0031]3、常规聚氨酯材料在户外使用过程中会逐渐发生颜色发黄的现象，影响材料外观。将小分子染料接入到水性聚氨酯材料可以消除聚氨酯材料黄变而对外观造成的影响，且制备的蓝色水性聚氨酯色浆显色效果好、性能稳定，适宜工业化生产，且不污染环境。
[0032]4、将小分子染料引入到聚氨酯分子中，相比传统色浆将染料物理分散在聚氨酯中，本专利技术中染料的分散达到了分子级别，且无需再加入分散剂，染料的使用效率大大提高；在相同条件下也减少了染料的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蓝色水性聚氨酯色浆，其特征在于，所述蓝色水性聚氨酯色浆由以下重量份的原料混合而成：蓝色水性聚氨酯1～10份、无色水性聚氨酯10～100份、卡松防腐剂0.01～1份；所述蓝色水性聚氨酯由以下重量份的原料制成：二异氰酸酯15～50份、小分子染料0.1～20份、大分子二元醇20～70份、二元醇扩链剂1～10份、非离子扩链剂1～7份、阴离子扩链剂2～15份、催化剂0.01～0.1份、后扩链剂0.5～5份、中和剂1～10份、N
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甲基吡咯烷酮1～10份、丁酮50～200份、去离子水100～300份。2.根据权利要求1所述的蓝色水性聚氨酯色浆，其特征在于：所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六次亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。3.根据权利要求1所述的蓝色水性聚氨酯色浆，其特征在于：所述大分子二元醇选自聚乙二醇、聚氧化丙烯二醇、聚醚二元醇、聚四氢呋喃醚二醇、聚碳酸脂二醇、聚己二酸
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1,4
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丁二醇酯二元醇、聚己内酯二元醇中的至少一种。4.根据权利要求1所述的蓝色水性聚氨酯色浆，其特征在于：所述二元醇扩链剂选自乙二醇、1,2
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丙二醇、1,4
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丁二醇、新戊二醇、1,6
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己二醇、一缩二乙二醇中的至少一种。5.根据权利要求1所述的蓝色水性聚氨酯色浆，其特征在于：所述非离子扩链剂选自双[2
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(2
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羟基乙氧基)乙基]醚、聚乙烯乙二醇甲醚、...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建军，胡继广，吴庆云，吴明元，张建安，刘久逸，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：