本发明专利技术公开了一种可聚合染料单体、彩色聚合物乳液及其制备方法。该染料单体的制备方法包括如下步骤：(1)染料、染料改性剂和促进剂a进行反应得到中间产物；(2)所述中间产物、双键功能化试剂和促进剂b进行反应即得产品；该彩色聚合物乳液的制备方法包括如下步骤：上述可聚合染料单体和主单体在乳化剂、缓冲剂和引发剂的作用下经乳液聚合即得产品。本发明专利技术制备的彩色聚合物乳液可以作为制备水性油墨、水性漆、水性涂料、皮革及织物整理剂等水性聚合物产品的原料，在无需外加颜料或染料的条件下即可制备出彩色水性聚合物产品；也可以通过不同颜色聚合物乳液的相互复合拼色来制备出各种色彩丰富的水性聚合物产品，简化了生产工艺，提高了产品性能。
Polymerizable dye monomer, color polymer emulsion and preparation method thereof
The invention discloses a polymerizable dye monomer, color polymer emulsion and a preparation method thereof. The dye monomer preparation method comprises the following steps: (1) dyes, dye modified agent and accelerant a reaction intermediate; (2) the intermediate product, double functional agent and accelerator B reaction product is obtained; the color of polymer emulsion preparation method comprises the following steps: the polymerizable dye monomer and monomer initiator under the effect of emulsion polymerization to obtain the product in the emulsifier, and buffer. The preparation method of the polymer emulsion can be used as color preparation of water-based ink, water-based paint, water-based paint, leather and fabric finishing agent such as aqueous polymer products of raw materials, without external pigment or dye conditions to prepare color aqueous polymer products can also be through different color polymer; the composite color emulsion to prepare aqueous polymer products rich color, simplifies the production process, improve product performance.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于材料和精细化工
技术介绍
面对环境、能源和资源三大问题，低碳经济已成为经济和社会发展的方向。相对于溶剂型聚合物产品，由于水性聚合物产品以水为介质，不仅节省了大量有机溶剂，大大减小了对环境的危害，而且明显降低了产品成本，因此水性聚合物产品已广泛应用于建筑、工业涂装、造纸、皮革、印染等各个领域，而传统油漆、涂料、黏合剂等溶剂型产品的水性化已经成为材料领域研究与开发的热点，发展前景广阔。聚合物乳液是制备环境友好水性聚合物产品最重要的原料。各种色彩绚丽的水性漆、水性涂料、水性油墨等产品已经为我们提供了舒适优美的工作和生活环境，但提高这类产品的光色牢度和综合性能，简化生产工艺，一直是人们孜孜追求的目标。现有的聚合物乳液在用作生产建筑、 木器、金属等彩色涂料时，必须通过外加颜料或染料的方法使其具有所需要的颜色，不仅制备工艺复杂，而且由于颜料或染料与聚合物乳液之间相容性的问题，会导致颜料或染料在体系中的分散不均匀，难以达到溶剂型产品的水平。此外，产品成膜后，使用过程中颜料或染料也会因相容性问题在材料中发生迁移，导致颜色不均匀；产品较差的光色牢度也制约了彩色水性涂料在室外环境中的应用。鉴于此，首先合成含有可聚合双键的染料分子，并通过乳液共聚合途径将生色基团键合到聚合物分子链上，制备出自身带有颜色的聚合物乳液，是从根本上克服目前彩色水性聚合物产品上述性能缺陷的有效方法。这种方法可大大改善一般小分子染料易迁移的缺点，使其在聚合物材料中具备更高的耐溶剂性、耐热性和耐候性，可显著提高彩色水性聚合物产品的光色牢度。到目前为止，国内外已有将染料发色体共价结合到高分子链上的研究报道。如吴致宁等(高分子学报，1995，10 (5):513-518)对乙烯砜型染料单体与丙烯腈通过溶液共聚合反应合成高分子染料进行了研究，考察了单体组成对聚合转化率、共聚组成和共聚物分子量的影响。Konstantinova 等(Dyes and Pigments, 1989,10 (I):63-67)研究了苯乙烯与一些稠环芳香烃衍生物染料的加成聚合反应。Winnik等(Journal of Polymer SciencePart A:Polymer Chemistry, 2001, 39 (9):1495-1504)利用带有突光发色团的单体通过共聚反应制备了带有荧光标记的聚合物微球。目前没有直接通过乳液共聚合的方法制备彩色聚合物乳液的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供。本专利技术提供的可聚合染料单体的制备方法，包括如下步骤:(I)染料、染料改性剂和促进剂a进行反应得到中间产物；(2)所述中间产物、双键功能化试剂和促进剂b进行反应即得产品；所述双键功能化试剂为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酰氯和甲基丙烯酰氯中至少一种；所述促进剂a和促进剂b均为无机碱类化合物或有机碱类化合物。上述的制备方法中，所述染料可选自偶氮类染料(如氨基偶氮苯、C.1.直接红118、C.1.分散黄50或C.1.分散蓝344)、蒽醌类染料(如分散红3B、1-硝基蒽醌、1-氨基蒽醌或1_甲胺基_4_溴蒽醌)、酞菁类染料(如铜酞菁)、親系染料(如親蓝)、硝基染料(如萘芬黄S:)、多甲川染料(如吲哚七甲川菁)、芳基甲烷类染料(如酸性媒染紫CG)和硫化染料(如二苯并噻吩)；所述染料改性剂可选自二胺类化合物(如乙二胺、丁二胺、己二胺或辛二胺)、二元醇类化合物(如乙二醇、丁二醇、己二醇或新戊二醇)、二卤代烃类化合物(如二氯己烷、二溴己烷或二氯丁烷)和二酰氯类化合物(如对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯或邻苯二甲酰氯)； 所述促进剂a具体可为氢氧化钠、醋酸钾或碳酸钠；所述促进剂b具体可为三乙胺或氢氧化钠；步骤⑴中所述反应的溶剂可选自烷烃(如正己烷)、环烷烃(如环己烷)、芳香烃(如甲苯)、卤代烃(如氯仿)和醚(如乙醚)及其衍生物。步骤⑵中所述反应的溶剂可选自烷烃(如正己烷)、环烷烃(如环己烷)、芳香烃(如甲苯)和醚(如乙醚)及其衍生物。上述的制备方法中，步骤(I)中，所述染料改性剂与所述染料的摩尔份数比可为(I 6): 1，具体可为4:1或5:1 ;所述促进剂a与所述染料的摩尔份数比可为(I 4): (I 20)，具体可为1.4: 1,1.9: I或3.7: I ;所述反应的温度可为50°C 140°C，，具体可为70°C、80°C、90°C或115°C ;所述反应的时间可为0.5h 6h，具体可为2h或3h ;步骤⑵中，所述双键功能化试剂与所述中间产物的摩尔份数比可为(I 10): (0.5 I)，具体可为1.2: 1、1.3: 1.2或6: I ;所述促进剂b与所述中间产物的摩尔份数比可为(I 3): (I 20)，具体可为1: 1.2、1.4: 1,2.5: 1,2.6: I或2.8: I;所述反应的温度可为0°C 40°C，具体可为20°C或40°C，所述反应的时间可为0.5h 6h,具体可为1.5h或3h。上述的制备方法中，步骤(I)中还可包括加入催化剂的步骤；所述催化剂可为金属盐类化合物，如氯化亚铜、醋酸铜或硝酸铁；所述金属盐类化合物与所述染料单体的摩尔份数比可为1: (5 50)。本专利技术还提供了由上述方法制备的可聚合染料单体；所述单体中同时具有生色基团和可聚合双键，可与烯类单体进行自由基加成共聚合反应，制备出分子链上键合生色基团的共聚物。本专利技术还提供了彩色聚合物乳液的制备方法，包括如下步骤:上述可聚合染料单体和主单体在乳化剂、缓冲剂和引发剂的作用下经乳液聚合即得产品；所述主单体为丙烯酸酯类化合物、甲基丙烯酸酯类化合物、苯乙烯、a -甲基苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、二乙烯基苯和双甲基丙烯酸乙二醇酯中至少一种；所述缓冲剂为碳酸盐、碳酸氢盐、亚硫酸盐、磷酸氢盐或磷酸二氢盐。上述的制备方法中，所述丙烯酸酯类化合物具体可为丙烯酸丁酯；所述甲基丙烯酸酯类化合物具体可为甲基丙烯酸甲酯。上述的制备方法中，所述乳化剂可为非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂中至少一种；所述非离子表面活性剂可选自脂肪酸甘油酯(如脂肪酸单甘油酯等)、失水山梨醇脂肪酸酯(如山梨醇单棕榈酸酯(Span-40)等)、聚氧乙烯失水山梨醇酯(如聚氧乙烯(20)失水山梨醇单棕榈酸酯(Tween-40)等)、聚氧乙烯脂肪酸酯(如聚氧乙烯(40)硬脂酸酯等)和聚氧乙烯醚(如壬基酚聚氧乙烯醚(0P-10)、壬基酚聚氧乙烯醚(0P-3)等)中至少一种；所述阴离子表面活性剂选自烷基硫酸盐(如十二烷基硫酸钠等)、烷基苯磺酸盐(如十二烷基苯磺酸钠等)和烷基联苯醚二磺酸盐(如十二烷基联苯醚二磺酸钠等)；所述阳离子表面活性剂为季铵盐类表面活性剂(如十二烷基三甲基氯化铵、脂肪酰胺基二甲基二羟基二丙基季铵磷 酸三酯三氯化物等)；所述引发剂可为过硫酸盐、水溶性偶氮类引发剂(如偶氮二氰基戊酸)或氧化还原型引发剂(如过硫酸钾-亚硫酸氢钠)。上述的制备方法中，所述乳化剂、缓冲剂、引发剂、水与所述可聚合染料单体和主单体的混合物的质量份数比可为(0.5 10): (0 5): (0.2 5): (70 500): 100，所述缓冲剂的用量不为零，具体可为3: 0本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可聚合染料单体的制备方法，包括如下步骤：(1)染料、染料改性剂和促进剂a进行反应得到中间产物；(2)所述中间产物、双键功能化试剂和促进剂b进行反应即得产品；所述双键功能化试剂为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酰氯和甲基丙烯酰氯中至少一种；所述促进剂a和促进剂b均为无机碱类化合物或有机碱类化合物。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李勃天，沈洁，季文姣，程冠之，阚成友，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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