[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供了一种黄色聚氨酯丙烯酸酯染料的制备方法,制备得到基于丙烯酸酯中带有黄色发色团的黄色聚氨酯丙烯酸酯染料。
[0006] 本发明是通过以下技术方案实现的:本发明包括以下步骤:
[0007] (1)制备含有黄色发色团的黄色丙烯酰胺,并使用该黄色丙烯酰胺部分或全部替代丙烯酸酯类单体;(2)通过聚合物二元醇、二异氰酸酯、亲水性扩链剂和含羟基的丙烯酸酯单体合成含羟基的水性阳离子聚氨酯;
[0008] (3)以含羟基的水性阳离子聚氨酯作为种子乳液,往乳液中加入引发剂、丙烯酸酯类单体和合成的黄色丙烯酰胺染料进行聚合,制得黄色聚氨酯丙烯酸酯染料。
[0009] 所述步骤(1)中,黄色丙烯酰胺的制备方法如下:
[0010] 按摩尔比1:1~5:1~10将溶剂黄85、丙烯酰氯、三乙胺加入适量二甘醇至完全溶解,保持25~35℃反应12~24h,过滤的沉淀物用丙酮洗涤后干燥至恒重,得到丙烯酰胺溶剂黄85,结构式为:
[0011]
[0012] 所述步骤(1)中,黄色丙烯酰胺的制备方法如下:按摩尔比1:1~5:1~10将溶剂黄85、甲基丙烯酸酰氯、三乙胺加入适量二甘醇至完全溶解,保持25~35℃反应12~24h,过滤的沉淀物用丙酮洗涤后干燥至恒重,得到甲基丙烯酸酰胺溶剂黄85,结构式为:
[0013]
[0014] 所述步骤(2)中,水性阳离子聚氨酯乳液的制备方法如下:
[0015] (21)按质量计,将12~25%聚合物多元醇和1~2.5%亲水扩链剂混合,升温至100~140℃,真空度≤0.1MPa条件下,脱水处理1~2h,通入氮气冷却至50~70℃,加入6~15%异氰酸酯单体和0.01~0.03%催化剂,升温至80~100℃,恒温2~4h;
[0016] (22)按质量计,加入1~2.0%含羟基的丙烯酸酯单体反应80~100℃,恒温2~4h,反应结束后,加入10~20%的有机溶剂调节黏度,加入1~3%的成盐剂,搅拌10~30min,加入50~75%的去离子水高速分散10~30min,然后在真空条件下脱去有机溶剂得到含羟基水性阳离子聚氨酯乳液。
[0017] 所述步骤(3)中,黄色聚氨酯丙烯酸酯染料的制备方法如下:
[0018] 取2/3体积的水性阳离子聚氨酯乳液,按质量计,加入1.5~2.5%的复合乳化剂在40~50℃乳化0.5~1h,温度升至60~80℃,缓慢加入剩余1/3体积水性阳离子聚氨酯乳液、相对水性阳离子聚氨酯乳液质量的10~20%的丙烯酸酯类单体、相对水性阳离子聚氨酯乳液质量的5~10%的黄色丙烯酰胺染料、0.1~0.5%的引发剂和0.5~1.0%复合乳化剂,2~4h加完,恒温2~3h,得到黄色聚氨酯丙烯酸酯染料。
[0019] 所述步骤(21)中,聚合物多元醇选自聚醚多元醇、聚酯多元醇中一种或两种;
[0020] 亲水扩链剂选自N-甲基二乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、2,3-二溴丁二酸中的一种或多种;
[0021] 异氰酸酯单体选自芳香族多异氰酸酯、脂肪族多异氰酸酯、脂环族多异氰酸酯中的任一种;
[0022] 催化剂为有机锡类、叔胺类中的一种或两种。
[0023] 所述步骤(22)中,含羟基的丙烯酸酯单体选自丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的任一种;
[0024] 有机溶剂选自丙酮、丁酮、甲乙酮、二氧六环、N,N-二甲基酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯中的一种或多种;
[0025] 成盐剂选自盐酸、醋酸、乙二酸、三乙胺、CH3SO4、CH3I中的一种或多种。
[0026] 所述步骤(3)中,丙烯酸酯类单体选自甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯中的任一种;
[0027] 复合乳化剂为质量比例0.5~5:1的聚乙二醇辛基苯基醚OP-10与十二烷基硫酸钠SDS;
[0028] 引发剂选自过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种或多种。
[0029] 本发明首先通过一种黄色染料分子结构中所含氨基与丙烯酰氯或甲基丙烯酸酰氯反应制得两种黄色丙烯酰胺。然后,在催化剂存在下,通过聚合物二元醇、二异氰酸酯、亲水性扩链剂和含羟基的丙烯酸酯单体合成含羟基的水性阳离子聚氨酯。再以含羟基的水性阳离子聚氨酯作为种子乳液。往乳液中加入引发剂、丙烯酸酯类单体和使用先前合成黄色丙烯酰胺染料进行聚合,制得阳离子型黄色聚氨酯丙烯酸酯染料。
[0030] 由于黄色丙烯酰胺染料可部分或全部替代其它的丙烯酸酯类单体,可根据需要控制黄色丙烯酰胺染料在聚丙烯酸酯分子链中的含量,同时由于黄色丙烯酰胺染料是通过化学键入的方式进入到染料的分子链中,可显著提高染料耐摩擦、耐迁移性、耐候、耐水和安全性。又由于黄色聚氨酯丙烯酸酯染料以丙烯酸酯化学改性水性聚氨酯,使两者之间以化学键形式结合,使得合成的黄色聚氨酯丙烯酸酯染料同时具有聚氨酯和丙烯酸酯两者的优异性能。
[0031] 本发明相比现有技术具有以下优点:本发明制备的黄色聚氨酯丙烯酸酯染料具有优异的耐摩擦、耐迁移、耐候、耐迁移和安全性高特点。由于黄色聚氨酯丙烯酸酯染料是阳离子型,带有正电荷,在处理带有负电荷的基质如皮革、织物、涂料和胶粘剂和纸张表面时有着很好的应用前景。此外,黄色聚氨酯丙烯酸酯染料对水硬度不敏感的优点,且可在酸性条件下应用。