CN103555069A

CN103555069A - 一种水性日光荧光颜料色浆的制备方法

Info

Publication number: CN103555069A
Application number: CN201310492182.4A
Authority: CN
Inventors: 朱爱萍; 杨芳芳
Original assignee: Yangzhou University
Current assignee: Yangzhou University
Priority date: 2013-10-21
Filing date: 2013-10-21
Publication date: 2014-02-05

Abstract

一种水性日光荧光颜料色浆的制备方法，涉及一种水分散型日光荧光颜料色浆的制备技术领域。包括分散体系的制备、预乳液制备、反应、加入氧化还原引发体系反应，得到水性日光荧光颜料色浆。本发明制成的色浆色彩鲜艳，具有优异色浆遮盖率和不扩色与不渗色的效果，还具有长期的贮存稳定性。

Description

一种水性日光荧光颜料色浆的制备方法

技术领域

本发明涉及一种水分散型日光荧光颜料色浆的制备技术领域。

背景技术

日光荧光颜料树脂是一种结合颜料和染料的新型着色材料，它们在紫外光的照射下除了像普通的颜料那样通过有选择的吸收和反射自然光外，还会吸收高频短波光，能通过电子能级跃迁，转换成低频长波的光能释放出来，其光亮度比传统普通颜料高出几倍，能快速抓住人们的视线。

当它被使用于纺织印染时,在印花工艺优化和聚合物基材料优选基础上，将其中部分日光荧光颜料树脂经调浆后应用于棉织物的涂料印花，得到了一些既具有良好手感，又具有较强色牢度和色泽鲜亮的印花棉织物。

水性日光荧光颜料色浆由于环保越来越受到市场的青睐。然而现阶段国内还不能生产出性能符合应用要求的合格产品，核心技术被欧美日少数国家掌握。关于水性日光荧光颜料的制备方法有一些国外专利以及1篇中国专利报道。中国专利200910098017.4 详细研究了采用乳液聚合的方法以苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸缩水甘油酯等单体作为载体树脂，成功制备出制备具有鲜艳夺目光泽的荧光颜料乳液。但专利中未提及到色浆扩色性控制、残留单体控制以及色浆遮盖等直接影响水性日光荧光颜料色浆质量的关键问题。

发明内容

本发明提供一种色彩鲜艳、遮盖率高、荧光染料被树脂完全包覆而不产生扩色问题、色浆中残余单体浓度低，以及具有长期的贮存稳定性的水性日光荧光颜料色浆的制备方法。

本发明的技术方案包括以下步骤：

1）分散体系制备：先在反应器中加入水，再加入阴离子型乳化剂、非离子型乳化剂、助乳化剂、分散剂和有机荧光染料，搅拌，形成均匀的分散体系；

2）预乳液制备：在上述分散体系中加入疏水型非极性乙烯单体、乙烯氰基单体、极性乙烯基单体，经高速剪切形成预乳液；

3）反应：将所述预乳液加热升温至60～90℃后，加入引发剂，反应2～5h；

4）降温至40～70℃，加入氧化还原引发体系，反应0.5～1h，得到水性日光荧光颜料色浆。

所述阴离子型乳化剂和非离子型乳化剂总投入量占体系总质量的0.5～8%；

助乳化剂投入量占体系总质量的0.1～3%；

分散剂投入量占体系总质量的0.01～2%；

荧光染料投入量占体系总质量的0.1～5%；

疏水型非极性乙烯单体、乙烯氰基单体和极性乙烯基单体单体的总投入量占体系总质量的20～50%；

引发剂投入量占体系总质量的0.2～1%；

氧化还原引发体系投入量占体系总质量的0.3～2%。

本发明的关键技术是：(1)通过选择共聚单体的类型（极性单体、非极性单体、染料亲和性强的单体以及可溶解染料的单体）及配比，乳化剂类型（阴离子乳化剂及非离子乳化剂）及配比，达到色彩鲜艳的效果；（2）通过将色浆中日光荧光颜料树脂的粒径大小控制在100nm-800nm之间，且粒径分布均匀，达到优异色浆遮盖率的效果：（3）通过选择与荧光染料相匹配的功能性单体以及分散剂，使体系中所有的荧光染料分子完全包覆于载体树脂中，达到不扩色与不渗色的效果；（4）通过后聚合工艺，将色浆中的残余单体浓度控制在50ppm以下；（5）通过选择聚合分散剂，达到水性日光荧光颜料色浆具有长期的贮存稳定性。

本发明所述阴离子型乳化剂为烷基酚聚氧乙烯硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠及十二烷基硫酸钠对应铵盐中的任意一种。

所述非离子型乳化剂为烷基醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚。

所述助乳化剂为低分子量的聚甲基丙烯酸甲酯。

所述分散剂为明胶、甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、碳酸钙、磷酸钙、膨润土、粘土中的任意一种。

所述机荧光染料为香豆素、罗丹明中的至少任意一种。

所述疏水型非极性乙烯单体为苯乙烯，所述乙烯氰基单体为丙烯腈，所述极性乙烯基功能单体为丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、乙酸乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯中的至少任意一种。

所述疏水型非极性乙烯单体、乙烯氰基单体、极性乙烯功能单体的投入质量分别占疏水型非极性乙烯单体、乙烯氰基单体和极性乙烯功能单体总质量的30～80%、5～40%、1～35%。

所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵中任意一种。

所述氧化-还原引发剂为叔丁基过氧化氢和抗坏血酸的混合物，叔丁基过氧化氢和抗坏血酸的混合质量比为8︰1。

附图说明

图1、2、3分别为本发明实施例1、2、3制备的典型水性日光荧光颜料色浆的扫描电镜形貌图。

图4、5、6分别为本发明实施例1、2、3制备的典型水性日光荧光颜料色浆的粒径大小及分布图。

具体实施方式

以下结合实施例，对本发明的技术方案作进一步说明，但这些实施例的目的并不在于限制本发明的保护范围。在这些实施例中，除另有说明外，所有百分含量均以重量计。

实施例1：

一种水性黄色日光荧光颜料色浆的制备方法，包括以下步骤：

将一只配有搅拌器、温度计、回流冷凝器的四口烧瓶置于50℃的水浴中，向四口瓶中加入40g水，1g羟乙基纤维素，1g明胶，0.5g粘土，0.5g十二烷基苯磺酸钠，6g异构十三醇聚氧乙烯醚，1.5g香豆素16，1克低分子量聚甲基丙烯酸甲酯，搅拌溶解均匀后形成均匀的分散体系。

再向分散体系中加入20g苯乙烯，15g丙烯腈，3g甲基丙烯酸羟乙酯，2g甲基丙烯酸羟丙酯,高速搅拌形成均匀的预乳化液；升温至80℃，然后分别加入0.3g过硫酸铵和0.4g抗坏血酸，反应4小时，降温至50℃，分别加入0.24g叔丁基过氧化氢和0.3g抗坏血酸，反应0.5h，得黄色日光荧光颜料色浆。

经检测，本例制成的产品的扫描电镜形貌如图1所示，产品的粒径分布如图4所示，树脂体系平均粒径为200纳米。用该黄色日光荧光颜料色浆涂膜后显示颜色鲜亮，遮盖率高，且涂于滤纸上不会出现扩色现象，贮存稳定性好，残留单体为30ppm。实施例2：

一种水性红色日光荧光颜料色浆的制备方法，包括以下步骤：

将一只配有搅拌器、温度计、回流冷凝器的四口烧瓶置于50℃的水浴中，向四口瓶中加入40g水，1g聚乙烯醇，0.5g甲基纤维素，0.5g碳酸钙，11g十二烷基硫酸钠，4g油醇聚氧乙烯醚，1g若丹明3G，1g低分子量聚甲基丙酸甲酯，搅拌溶解均匀后形成均匀的分散体系；再向分散体系中加入25g苯乙烯，12g丙烯腈，2g甲基丙烯酸缩水甘油酯，1g甲基丙烯酸乙酯,高速搅拌形成均匀的预乳化液；升温至75℃，然后分别加入0.4g过硫酸钾和0.53g抗坏血酸，反应4小时，降温至50℃，分别加入0.24g叔丁基过氧化氢和0.3g抗坏血酸，反应0.5h，得红色日光荧光颜料色浆。

经检测，本例制成的产品的扫描电镜形貌如图2所示，产品的粒径分布如图5所示，树脂体系平均粒径为280纳米。用该品红日光荧光颜料色浆涂膜后显示颜色鲜亮，遮盖率高，且涂于滤纸上不会出现扩色现象，贮存稳定性好，残留单体为25ppm。实施例3：

一种水性橙色日光荧光颜料色浆的制备方法，包括以下步骤：

将一只配有搅拌器、温度计、回流冷凝器的四口烧瓶置于50℃的水浴中，向四口瓶中加入40g水，1g膨润土，1g聚乙烯吡咯烷酮，0.5g磷酸钙，0.3g烷基酚聚氧乙烯硫酸钠，3g聚氧乙烯醚硫酸钠，2g油壬基酚聚氧乙烯醚，0.5g荧光红F5G，0.28g若丹明3B，0.53g香豆素16，1.5g低分子量聚甲基丙烯酸甲酯，搅拌溶解均匀后形成均匀的分散体系；再向分散体系中加入30g苯乙烯，7g丙烯腈，3g丙烯酸乙酯，高速搅拌形成均匀的预乳化液；升温至65℃，然后分别加入0.3g过硫酸铵和0.4g抗坏血酸，反应4小时，降温至50℃，分别加入0.24g叔丁基过氧化氢和0.3g抗坏血酸，反应0.5h，得橙色日光荧光颜料色浆。

经检测，本例制成的产品的扫描电镜形貌如图3所示，产品的粒径分布如图6所示，树脂体系平均粒径为410纳米。用该橙色日光荧光颜料色浆涂膜后显示颜色鲜亮，遮盖率高，且涂于滤纸上不会出现扩色现象，贮存稳定性好，残留单体为35ppm。

根据上述三个具体实例说明：通过本发明方法的制备得到的日光荧光颜料树脂粒径在要求范围内，色彩鲜艳、遮盖率高、荧光染料被树脂完全包覆而不产生扩色问题、色浆中残余单体浓度低于50ppm以及具有长期的贮存稳定性。

Claims

1.一种水性日光荧光颜料色浆的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

4）降温至40～70℃，加入氧化还原引发体系，反应0.5～1h，得到水性日光荧光颜料色浆；

助乳化剂投入量占体系总质量的0.1～3%；

分散剂投入量占体系总质量的0.01～2%；

荧光染料投入量占体系总质量的0.1～5%；

引发剂投入量占体系总质量的0.2～1%；

氧化还原引发体系投入量占体系总质量的0.5～2%。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述阴离子型乳化剂为烷基酚聚氧乙烯硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠或十二烷基硫酸钠对应铵盐中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述非离子型乳化剂为烷基醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述助乳化剂为低分子量的聚甲基丙烯酸甲酯。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述分散剂为明胶、甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、碳酸钙、磷酸钙、膨润土、粘土中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述机荧光染料为香豆素、罗丹明中的至少任意一种。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述疏水型非极性乙烯单体为苯乙烯，所述乙烯氰基单体为丙烯腈，所述极性乙烯基功能单体为丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、乙酸乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯中的至少任意一种。

8.根据权利要求1或7所述的制备方法，其特征在于所述疏水型非极性乙烯单体、乙烯氰基单体、极性乙烯功能单体的投入质量分别占疏水型非极性乙烯单体、乙烯氰基单体和极性乙烯功能单体总质量的30～80%、5～40%、1～35%。

9. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵中任意一种。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述氧化-还原引发剂为叔丁基过氧化氢和抗坏血酸的混合物，叔丁基过氧化氢和抗坏血酸的混合质量比为8︰1。