CN109568176A - 一种共聚彩色荧光水性聚氨酯指甲油及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种共聚彩色荧光水性聚氨酯指甲油及其制备方法，涉及指甲油制备技术领域。本发明指甲油通过以消泡剂、润湿剂、增稠剂、流变助剂、水性共聚彩色荧光聚氨酯乳液、pH调节剂和去离子水为原料混合高速搅拌制成；其中水性共聚彩色荧光聚氨酯乳液具体包括以大分子二元醇、二异氰酸酯、亲水扩链剂、二元醇扩链剂、反应型荧光染料、催化剂、丙酮或丁酮、三乙胺、二元胺扩链剂为反应原料，反应后真空条件下脱去丙酮或丁酮，得到水性共聚彩色荧光聚氨酯乳液。本发明通过添加反应型荧光染料，使得制得的指甲油具有荧光效果。

Description

一种共聚彩色荧光水性聚氨酯指甲油及其制备方法
技术领域
本发明属于指甲油制备技术领域，特别是涉及一种共聚彩色荧光水性聚氨酯指甲油及其制备方法。
背景技术
水性聚氨酯以水为分散介质取代传统聚氨酯中的有机溶剂，是一类新型绿色、环保、安全健康的聚氨酯材料。近年来，随着国家治理环保力度的加大，具有良好力学和机械性能的水性聚氨酯材料被广泛应用于涂料、油墨、胶粘剂、织物涂层与整理剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂和纤维表面处理剂等领域。
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。
应用在化妆品领域，特别是应用在指甲油中时，这些荧光化合物小分子迁移聚集接触到指甲或皮肤上，指甲油卸除后仍残留在指甲或皮肤表面，对人体健康造成威胁。本发明将荧光化合物键合到聚合物分子链上，制备成共聚型彩色荧光聚合物乳液是针对这些问题非常有效的解决办法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种共聚彩色荧光水性聚氨酯指甲油及其制备方法，通过添加反应型荧光染料，使得制得的指甲油具有荧光效果，同时通过本发明的制备方法将荧光化合物引入高分子的主链或侧链而形成的一类荧光高分子聚合物，这种结合方式赋予了高分子材料双重功能：即高分子的高强度、易成膜性、耐溶剂性、耐迁移性和耐热性以及荧光染料对光的选择吸收性和荧光多彩性。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种共聚彩色荧光水性聚氨酯指甲油，包括消泡剂、润湿剂、增稠剂、流变助剂、水性共聚彩色荧光聚氨酯乳液、pH调节剂和去离子水；所述上述原料以重量份计依次为：水性共聚彩色荧光聚氨酯乳液95-105份、消泡剂0.5-1份、润湿剂0.1-2.0份、增稠剂0.1-0.5份、流变助剂1.0-3.0份、pH调节剂0.1-0.3份、去离子水6-12份。
进一步地，所述pH调节剂选自二甲基乙胺、三乙胺、N,N-二甲基乙醇胺、α-二羟甲基乙胺、二异丙醇胺、三羟甲基甲胺中的一种或多种。
进一步地，所述水性共聚彩色荧光聚氨酯乳液的制备具体包括：1)以水性聚氨酯中非水性和非溶剂性组分的质量为基准，将按该基准质量30-70％的大分子二元醇在110-120℃脱水0.5-1.5小时；2)按该基准质量加入15-50％的二异氰酸酯，在70-100℃反应2-4小时后加入4-8％的亲水扩链剂、0.1-11％的二元醇扩链剂、0.1-11％的反应型荧光染料、0.01-0.08％的催化剂和20-50％丙酮或丁酮，在60-90℃反应1-4小时；3)在高速剪切和0-40℃的条件下加入3-6％的三乙胺，反应1-5分钟后加入200-300％的水和0-5％的二元胺扩链剂，搅拌5-30分钟后；4)将所得将反应产物转入旋转蒸发仪，在40-50℃、0.01MPa真空条件下脱去丙酮或丁酮，得到水性共聚彩色荧光聚氨酯乳液。
进一步地，所述消泡剂选自德国毕克公司的BYK-015、BYK-018、BYK-019、BYK-024、BYK-028、BYK-093、BYK-1660、BYK-1740与德国迪高公司的TEGOfoamex810中的一种或多种。
进一步地，所述润湿剂选自德国毕克公司的BYK-307、BYK-345、BYK-346、BYK-347、BYK-348，德国迪高公司的TEGO440、TEGO450与TEGO482中的一种或多种。
进一步地，所述增稠剂选自罗门哈斯公司的ACRYSOLRM8W、ACRYSOL12W、ACRYSOL5000与ACRYSOLRM2020NPR中的一种或多种。
进一步地，所述流变助剂选自德国毕克公司的BYK-410、BYK-420、BYK-425、BYK-428、BYK-431、BYK-430与海明斯公司的德谦2810中的一种或多种。
进一步地，所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡或有机铋。
进一步地，所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI或六亚甲基二异氰酸酯(HDI)中的一种及其多种混合物。
进一步地，所述大分子二元醇选自具有400～8000g/mol分子量的聚合物多元醇，如聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇(PBA)、聚己内酯二元醇(PCL)、聚碳酸酯二元醇(PCDL)、聚四氢呋喃醚二元醇(PTMG)或聚丙二醇(PPG)中的一种及其多种混合物。
进一步地，所述亲水扩链剂选自二羟甲基丙酸(DMPA)或酒石酸(TA)。
进一步地，所述二元醇扩链剂选自乙二醇(EG)、1,4-丁二醇(BDO)、1,6-己二醇(HDO)或一缩二乙二醇(DEG)及其混合物。
进一步地，所述二元胺扩链剂选自乙二胺(EDA)或异佛尔酮二胺(IPDA)。
进一步地，所述反应型荧光染料选自以下结构中式(1)-式(7)的一种或者几种组合，其结构式为：
一种共聚彩色荧光水性聚氨酯指甲油的其制备方法，包括取阴离子型水性共聚彩色荧光聚氨酯乳液、消泡剂、润湿剂、增稠剂、流变助剂、pH调节剂和去离子水混合高速搅拌均匀后即可得共聚彩色荧光水性聚氨酯指甲油。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过添加反应型荧光染料，使得制得的指甲油具有荧光效果，同时通过本发明的制备方法将荧光化合物引入高分子的主链或侧链而形成的一类荧光高分子聚合物，这种结合方式赋予了高分子材料双重功能：即高分子的高强度、易成膜性、耐溶剂性、耐迁移性和耐热性以及荧光染料对光的选择吸收性和荧光多彩性；
2、水性聚氨酯以水为溶剂，具有无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性的优点；
3、本发明制备的指甲油在常温下可以稳定储存，不会出现荧光染料的沉淀；同时在配方中添加PH调节剂，有助于提高反应体系的稳定性；
4、本发明制备的指甲油无需使用分散剂、颜料和染料，具有一定的成本优势；
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
实施例1
将数均分子量Mn为2000的PPG在110℃下脱水1小时后冷却至50℃，取6.46克加入到100mL的三口烧瓶中，再加入5克IPDI，搅拌并升温至90℃反应2小时后加入0.8克DMPA、0.96克BDO、0.26克反应型荧光染料(1)、0.01克DBTDL及10克丙酮，恒温在70℃搅拌反应4小时后降温至20℃；然后加入0.6克TEA和10克丙酮，反应5分钟后，在高速搅拌(3000转/分钟)下加入30克水，0.15克IPDA，30分钟后将反应产物转入旋转蒸发仪，在45℃、0.01MPa真空条件下脱去丙酮，得到阴离子型水性共聚彩色荧光聚氨酯乳液。
取所制阴离子型水性共聚彩色荧光聚氨酯乳液(30-40wt％)100克、0.5克BYK-024、1.5克TEGO482、0.2克ACRYSOL12W、2.0克BYK-420、0.15克二甲基乙胺、8克去离子水，高速(2000转/分钟)搅拌均匀后即可得共聚彩色荧光水性聚氨酯指甲油。
反应型荧光染料(1)结构式为：
实施例2
将数均分子量Mn为2000的PTMG在120℃下脱水1小时后冷却至50℃，取5.2克加入到100mL的三口烧瓶中，再加入3.9克MDI，搅拌并升温至80℃反应3小时后加入0.65克DMPA、0.52克BDO、0.32克反应型荧光染料(2)、0.01克DBTDL及6克丙酮，恒温在80℃搅拌反应3小时后降温至20℃；然后加入0.48克TEA和10克丙酮，反应5分钟后，在高速搅拌(3000转/分钟)下加入30克水，0.13克IPDA，30分钟后将反应产物转入旋转蒸发仪，在40℃、0.01MPa真空条件下脱去丙酮，得到阴离子型水性共聚彩色荧光聚氨酯乳液。
取所制阴离子型水性共聚彩色荧光聚氨酯乳液(30-40wt％)95克、0.4克TEGOfoamex810、1.2克BYK348、0.15克ACRYSOLRM8W、1.8克BYK410、0.1克三羟甲基甲胺、去离子水8克，高速(2000转/分钟)搅拌均匀即可得共聚彩色荧光水性聚氨酯指甲油。
反应型荧光染料(2)结构式为：
实施例3
将数均分子量Mn为2000的PBA在120℃下脱水1小时后冷却至50℃，取4.38克加入到100mL的三口烧瓶中，再加入3克TDI，搅拌并升温至80℃反应3小时后加入0.52克TA、0.92克DEG、0.24克反应型荧光染料(3)、0.01克DY-20及12克丙酮，恒温在80℃搅拌反应3小时后降温至20℃；然后加入0.68克TEA和10克丙酮，反应5分钟后，在高速搅拌(3000转/分钟)下加入30克水，0.1克EDA，30分钟后将反应产物转入旋转蒸发仪，在50℃、0.01MPa真空条件下脱去丙酮，得到阴离子型水性共聚彩色荧光聚氨酯乳液。
取所制阴离子型水性共聚彩色荧光聚氨酯乳液(30-40wt％)105克、0.5克TEGOfoamex810、1.5克TEGO440、0.2克ACRYSOL5000、2.0克德谦2810、0.15克α-二羟甲基乙胺、去离子水12克，高速(2000转/分钟)搅拌均匀即可得共聚彩色荧光水性聚氨酯指甲油。
反应型荧光染料(3)结构式为：
实施例4
对上述实施例1-3制得的彩色荧光水性聚氨酯指甲油进行性能测试，按如下方法测试表干时间、光泽度、铅笔硬度。
表干时间测试：根据GB/T1728-1979《漆膜、腻子膜干燥时间测定法》，测试条件为室温25℃，相对湿度40％～60％。手指触摸涂膜表面，无粘性即认为涂膜表面干燥。
光泽度测试：本发明指甲油的光泽度为70至100光泽度单位。将指甲油在黑色的聚酰胺塑料基材上涂膜，干燥后根据GB/T1743-89《漆膜光泽度测定法》BYKGardnerGmbH公司的光泽度测试仪在角度20°下测量光泽度。
铅笔硬度测试：根据GB/T6739-2006《色漆和清漆铅笔法定漆膜硬度》，铅笔在750g的负载下以45°角向下压在漆膜表面上进行测定。
涂料贮存稳定性测试：根据GB6753.3-1986《涂料贮存稳定性试验方法》，在50±2℃加速条件下贮存30天，再对试验前后的样品进行比较。
测试结果如表1所示
表1本发明的指甲油应用技术性能：
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种共聚彩色荧光水性聚氨酯指甲油，包括消泡剂、润湿剂、增稠剂、流变助剂，其特征在于：还包括水性共聚彩色荧光聚氨酯乳液、pH调节剂和去离子水；所述上述原料以重量份计依次为：水性共聚彩色荧光聚氨酯乳液95-105份、消泡剂0.5-1份、润湿剂0.1-2.0份、增稠剂0.1-0.5份、流变助剂1.0-3.0份、pH调节剂0.1-0.3份、去离子水6-12份。
2.根据权利要求1所述的一种共聚彩色荧光水性聚氨酯指甲油，其特征在于，所述pH调节剂选自二甲基乙胺、三乙胺、N,N-二甲基乙醇胺、α-二羟甲基乙胺、二异丙醇胺、三羟甲基甲胺中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种共聚彩色荧光水性聚氨酯指甲油，其特征在于，所述水性共聚彩色荧光聚氨酯乳液的制备具体包括：1)以水性聚氨酯中非水性和非溶剂性组分的质量为基准，将按该基准质量30-70％的大分子二元醇在110-120℃脱水0.5-1.5小时；2)按该基准质量加入15-50％的二异氰酸酯，在70-100℃反应2-4小时后加入4-8％的亲水扩链剂、0.1-11％的二元醇扩链剂、0.1-11％的反应型荧光染料、0.01-0.08％的催化剂和20-50％丙酮或丁酮，在60-90℃反应1-4小时；3)在高速剪切和0-40℃的条件下加入3-6％的三乙胺，反应1-5分钟后加入200-300％的水和0-5％的二元胺扩链剂，搅拌5-30分钟后；4)将所得反应产物转入旋转蒸发仪，在40-50℃、0.01MPa真空条件下脱去丙酮或丁酮，得到水性共聚彩色荧光聚氨酯乳液。
4.根据权利要求3所述的一种共聚彩色荧光水性聚氨酯指甲油，其特征在于，所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡或有机铋。
5.根据权利要求3所述的一种共聚彩色荧光水性聚氨酯指甲油，其特征在于，所述反应型荧光染料选自以下结构中式(1)-式(7)的一种或者几种组合，其结构式为：
6.如权利要求1-5任意一所述的一种共聚彩色荧光水性聚氨酯指甲油的其制备方法，其特征在于，包括取阴离子型水性共聚彩色荧光聚氨酯乳液、消泡剂、润湿剂、增稠剂、流变助剂、pH调节剂和去离子水混合高速搅拌均匀后即可得共聚彩色荧光水性聚氨酯指甲油。
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