一种用于有机胺检测的荧光水性聚氨酯薄膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于有机胺检测的荧光水性聚氨酯薄膜的制备方法，属于荧光水性聚氨酯技术领域，所述制备方法由以下步骤组成：原料预处理、合成预聚体、扩链、引入荧光单体、降温和中和、分散、脱泡、熟化、制膜；所述合成预聚体，把干燥后的聚四氢呋喃醚二醇和异佛尔酮二异氰酸酯分别加入反应容器中，将反应容器的温度控制至86℃，然后加入有机铋催化剂，搅拌，反应；所述引入荧光单体，向扩链后的预聚体中加入香豆素二醇和N

【技术实现步骤摘要】
一种用于有机胺检测的荧光水性聚氨酯薄膜的制备方法


[0001]本专利技术涉及荧光水性聚氨酯
，具体涉及一种用于有机胺检测的荧光水性聚氨酯薄膜的制备方法。

技术介绍

[0002]荧光染料作为一种优秀的染料，其光泽度远高于普通染料，在强度相同的光的照射下，一般来说荧光制备的涂层反射强度并不是普通的涂层可以比较的。其中，荧光高分子与荧光小分子和无机荧光材料比较，具有更好的稳定性、操作工艺简单、价格亲民、深受人们的喜爱。水性聚氨酯（WPU）主要是以水为分散介质，具有不燃烧、气味淡、加工性能好等优点，是一种制备荧光聚合物材料的理想基体，且水性聚氨酯乳液比较稳定，荧光基团可以得到持久地保持，因此可以将水性聚氨酯与荧光基团共价结合，制备出具有良好的荧光性能的环保型聚合物。
[0003]目前常用的荧光聚合物乳液通常是由荧光化合物与传统聚合物乳液共混得到的，由于其具有节能环保、不燃、成本低等优点，作为成膜树脂已在涂料、粘合剂、印染、织物整理剂等领域得到应用。但由于荧光化合物和聚合物乳液之间相容性较差，荧光化合物在共混时分散困难，产品在使用过程中往往还会发生荧光化合物的迁移和聚集，导致最终产品色泽不均、耐光色牢度差、力学性能降低等缺陷。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种用于有机胺检测的荧光水性聚氨酯薄膜的制备方法，能够获得比小分子荧光染料更好的染色效果，同时引入荧光分子的特性，制备的荧光水性聚氨酯薄膜色泽均匀、耐光色牢度好、力学性能高。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种用于有机胺检测的荧光水性聚氨酯薄膜的制备方法，制备路线如下：
一种用于有机胺检测的荧光水性聚氨酯薄膜的制备方法，由以下步骤组成：原料预处理、合成预聚体、扩链、引入荧光单体、降温和中和、分散、脱泡、熟化、制膜。
[0006]所述原料预处理，将聚四氢呋喃醚二醇放入烘箱，于70℃下加热干燥24h，得到干燥后的聚四氢呋喃醚二醇；所述合成预聚体，把干燥后的聚四氢呋喃醚二醇和异佛尔酮二异氰酸酯分别加入反应容器中，将反应容器的温度控制至86℃，然后加入有机铋催化剂，搅拌，反应1.5h，反应过程中，如果粘度急速升高，则加入N
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甲基吡咯烷酮进行调整，反应结束得到预聚体；所述合成预聚体中，所述有机铋催化剂为2
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乙基己酸铋；所述合成预聚体中，干燥后的聚四氢呋喃醚二醇与有机铋催化剂的质量体积比为25.01g:0.05mL；所述扩链，向预聚体中加入二羟甲基丙酸、N
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甲基吡咯烷酮，在86℃下反应1.5h进行扩链，扩链过程中，如果粘度急速升高，则继续加入N
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甲基吡咯烷酮进行调整，扩链结束得到扩链后的预聚体；所述扩链中，二羟甲基丙酸与初始加入的N
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甲基吡咯烷酮的质量比为1.675:3；所述引入荧光单体，向扩链后的预聚体中加入香豆素二醇和N
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甲基吡咯烷酮，在86℃下继续反应2h，得到封端后的预聚体；所述引入荧光单体中，香豆素二醇与N
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甲基吡咯烷酮的质量比为0.1822:2；
所述香豆素二醇的合成方法为，将1,3
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二羟基苯在0℃下完全溶解于浓硫酸溶液中，然后加入4
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氯乙酰乙酸乙酯，在0℃下搅拌15h，得到混合液；在0℃下，将混合液缓慢倒入去离子水中，控制倒入时间为3min，倒入过程中不断搅拌，倒入结束后在0℃下抽滤，得到白色固体，对白色固体洗涤、干燥后，得到4
‑
（氯甲基）
‑7‑
羟基香豆素；将4
‑
（氯甲基）
‑7‑
羟基香豆素加入去离子水中，120℃下回流24h，抽滤，将滤液置于2℃下静置24h，过滤，用0℃的去离子水洗涤滤渣，干燥，得到香豆素二醇；所述香豆素二醇的合成中，1,3
‑
二羟基苯与浓硫酸的质量体积比为2.20g:15mL；所述香豆素二醇的合成中，1,3
‑
二羟基苯与4
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氯乙酰乙酸乙酯的摩尔比为20:22.8；所述降温与中和，向封端后的预聚体加入丙酮降低黏度后，提高搅拌速度并将温度由86℃降低至45℃，然后加入三乙胺进行中和，得到水性聚氨酯预聚体；所述分散，将水性聚氨酯预聚体与去离子水混合，得到分散乳液；所述脱泡，将分散乳液在密封状态下进行静置脱泡，得到脱泡后的水性聚氨酯乳液；所述熟化，将把脱泡后的水性聚氨酯乳液在封装后进行静置熟化，得到熟化后的聚氨酯乳液；所述制膜，将熟化后的聚氨酯乳液倒入成膜设备上，于室温条件下自然风干3d，然后置于35℃下，以5℃/h的升温速度升温至80℃，在80℃下静置2d，得到水性聚氨酯薄膜。
[0007]所述用于有机胺检测的荧光水性聚氨酯薄膜的制备中，聚四氢呋喃醚二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、香豆素二醇、三乙胺的摩尔比为12.5:37.424:12.489:0.190
‑
0.948:12.95。
[0008]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：（1）本专利技术的用于有机胺检测的荧光水性聚氨酯薄膜的制备方法，通过化学键的作用，将香豆素二醇作为封端剂，直接参与反应，引入到分子链中，从而改进小分子荧光染料的缺点，赋予聚氨酯更稳定的荧光效果，本专利技术制备的聚氨酯乳液的粒径为45.11
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47.28nm，多分散指数为0.076
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0.106，zeta电位为
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37.3mV至
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43.7mV，且聚氨酯乳液的流动性好，经过离心机离心后没有产生沉淀；（2）本专利技术的用于有机胺检测的荧光水性聚氨酯薄膜的制备方法，能够改善了聚氨酯薄膜的力学性能，提高聚氨酯薄膜的抗张强度，降低聚氨酯薄膜的断裂伸长率，制备的聚氨酯薄膜的抗拉强度为25.4
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40.1MPa，断裂伸长率为1069.8
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1104.8%；（3）本专利技术的用于有机胺检测的荧光水性聚氨酯薄膜的制备方法，制备的聚氨酯乳液与聚氨酯薄膜对二甲胺溶液具有浓度依赖性和快速响应性。
附图说明
[0009]图1为实施例1中4
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（氯甲基）
‑7‑
羟基香豆素的核磁共振氢谱图；图2为实施例1中香豆素二醇的核磁共振氢谱图；图3为实施例1
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3中熟化后的聚氨酯乳液的粒径分布曲线图；图4为实施例1
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3中熟化后的聚氨酯乳液的荧光图像；图5为实施例1
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3制备的聚氨酯薄膜的应力
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应变曲线图；
图6为使用不同质量分数的二甲胺溶液处理实施例1中熟化后的聚氨酯乳液的荧光图像；图7为使用不同质量分数的二甲胺溶液处理10μmol/L香豆素二醇溶液后的荧光谱图；图8为使用不同质量分数的二甲胺溶液处理实施例3中熟化后的聚氨酯乳液的荧光谱图；图9为使用不同质量分数的二甲胺溶液处理实施例2中熟化后的聚氨酯乳液的荧光谱图；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于有机胺检测的荧光水性聚氨酯薄膜的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：原料预处理、合成预聚体、扩链、引入荧光单体、降温和中和、分散、脱泡、熟化、制膜；所述合成预聚体，把干燥后的聚四氢呋喃醚二醇和异佛尔酮二异氰酸酯分别加入反应容器中，将反应容器的温度控制至86℃，然后加入有机铋催化剂，搅拌，反应1.5h，反应过程中，如果粘度急速升高，则加入N
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甲基吡咯烷酮进行调整，反应结束得到预聚体；所述扩链，向预聚体中加入二羟甲基丙酸、N
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甲基吡咯烷酮，在86℃下反应1.5h进行扩链，扩链过程中，如果粘度急速升高，则继续加入N
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甲基吡咯烷酮进行调整，扩链结束得到扩链后的预聚体；所述引入荧光单体，向扩链后的预聚体中加入香豆素二醇和N
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甲基吡咯烷酮，在86℃下继续反应2h，得到封端后的预聚体；所述香豆素二醇的合成方法为，将1,3
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二羟基苯在0℃下完全溶解于浓硫酸溶液中，然后加入4
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氯乙酰乙酸乙酯，在0℃下搅拌15h，得到混合液；在0℃下，将混合液缓慢倒入去离子水中，控制倒入时间为3min，倒入过程中不断搅拌，倒入结束后在0℃下抽滤，得到白色固体，对白色固体洗涤、干燥后，得到4
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（氯甲基）
‑7‑
羟基香豆素；将4
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（氯甲基）
‑7‑
羟基香豆素加入去离子水中，120℃下回流24h，抽滤，将滤液置于2℃下静置24h，过滤，用0℃的去离子水洗涤滤渣，干燥，得到香豆素二醇；聚四氢呋喃醚二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、香豆素二醇、三乙胺的摩尔比为12.5:37.424:12.489:0.190
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0.948:12.95。2.根据权利要求1所述的用于有机胺检测的荧光水性聚氨酯薄膜的制备方法，其特征在于，所述原料预处理，将聚四氢呋喃醚二醇放入烘箱，于70℃下加热干燥24h，得到干燥后的聚四氢呋喃醚...

【专利技术属性】
技术研发人员：张范，王建勇，杨云豪，孙国静，
申请(专利权)人：潍坊弘润新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：