CN115073703A - 一种紫外光固化水性着色剂、其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种紫外光固化水性着色剂、其制备方法与应用。所述制备方法包括：使活性艳蓝KN‑R与聚酯多元醇以及二羟甲基丙酸发生改性反应；与异佛尔酮二异氰酸酯在丙酮中进行初步聚合反应，形成预聚体系；加入有机铋催化剂，进行聚合反应，获得聚合体系；加入丙烯酸羟乙酯进行封端处理；使所述聚合体系在由三乙胺和水构成的乳化液中进行乳化处理，并去除丙酮。本发明提供的制备方法可以提高活性艳蓝KN‑R的稳定性，避免絮凝沉降现象，不含固体成分，不会有成核效应，且活性艳蓝KN‑R与聚氨酯长链化学键相连，固化后色牢度高，不易开裂；在应用于涂覆中时，不需经过烘烤，在紫外线下即可固化，大大方便实际施工时的使用。
Description
技术领域
本发明属于水性油墨技术领域，尤其涉及一种紫外光固化水性着色剂、其制备方法与应用。
背景技术
染料作为日常生活中常见的有色介质，可以使纤维或者其他材料着色，从而得到具有一定坚硬牢度以及鲜艳度的物质。染料结构中需要在380-780nm波长范围内吸收光波才能够显示出颜色，这个结构中往往需要有一个或者若干个共轭双键组成的共轭系统。通常往往还会在这个共轭系统中引入助色基团(如-NH2、-NHR、-NR2、-OH、-OR)等供电子基团来增强这个染料结构的颜色效果。
一般染料在实际运用的过程中，往往会遇见在水中的溶解性较差，易分层的缺陷另外在一些高档木器以及金属材料在固化的时候需要烘烤，这给施工带来了比较大的困难。
现有技术中，为改进染料的分散性能，通常会在染料组合物中添加分散剂，其中高分子分散剂是一种较为常见的分散剂。
例如，在中国发明专利CN108203500A公开了一种分散染料用高分子分散剂的制备方法，属于纺织化工技术领域，利用超支化聚合物独特的分子结构以及特性，采用萘酸等对超支化聚合物进行改性得到分散染料用高分子分散剂，相对于现有分散染料分散剂具有更加优异的助溶分散效果。
然而，现有技术中，即使存在分散剂，染料分子依然会出现团聚现象，并且，染料分子无法与漆膜形成牢固的接触，没有较强的色牢度，容易开裂，且通常需要高温才能固化。
本部分的描述仅提供与本发明公开相关的背景信息，而不构成现有技术。
应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种紫外光固化水性着色剂、其制备方法与应用，解决现有技术中染料分散性差、色牢度不强以及需要高温固化的问题。
为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种紫外光固化水性着色剂的制备方法，包括如下的步骤：
1)使活性艳蓝KN-R与聚酯多元醇以及二羟甲基丙酸发生改性反应，获得多羟基着色剂前体；
2)使所述多羟基着色剂前体与异佛尔酮二异氰酸酯在丙酮中进行初步聚合反应，形成预聚体系；
3)向所述预聚体系中加入有机铋催化剂，进行聚合反应，获得聚合体系，所述聚合体系中包括水性着色剂前体；
4)向所述聚合体系中加入丙烯酸羟乙酯对所述水性着色剂前体进行封端处理；
5)使所述聚合体系在由三乙胺和水构成的乳化液中进行乳化处理，并去除丙酮，获得紫外光固化水性着色剂。
该制备方法通过与聚酯多元醇以及二羟甲基丙酸的改性反应，使得活性艳蓝KN-R分子上连接多个羟基，然后利用多个羟基与异佛尔酮二异氰酸酯发生聚合产生聚氨酯长链，并经过丙烯酸羟乙酯的封端，使活性艳蓝KN-R均布于聚氨酯长链上，并且，每个活性艳蓝KN-R分子均得以充分改性，因此基于聚氨酯的水溶性，使得活性艳蓝KN-R的分散能力得以显著提高，避免了团聚现象，并且，丙烯酸基团的封端使得聚氨酯长链具有紫外固化的性能，同时，由于活性艳蓝KN-R与聚氨酯长链是均匀的化学键连接，在聚氨酯固化的同时，活性艳蓝KN-R均匀且牢固地连接在漆膜上，带来了极高的色牢度。
进一步地，所述聚酯多元醇的数均分子量为2000-4000。
进一步地，所述改性反应的反应温度为110-130℃，时间为0.5-2h；
所述活性艳蓝KN-R与聚酯多元醇以及二羟甲基丙酸的摩尔比为1：1.2-2：1-2。该摩尔比使得活性艳蓝KN-R中的磺酸基全部与聚酯多元醇和/或及二羟甲基丙酸中的羟基发生反应，且活性艳蓝KN-R中的胺基与二羟甲基丙酸中的羧基充分发生反应，绝大部分活性艳蓝KN-R转化为多羟基着色剂前体，反应完成度高，避免了参与的活性艳蓝KN-R的团聚现象。
进一步地，所述初步聚合反应的温度为45-50℃，时间为0.5-2h；
所述异佛尔酮二异氰酸酯与活性艳蓝KN-R的摩尔比为1.2-1.5：1。
进一步地，所述聚合反应的温度为45-50℃，时间为7-9h；
所述有机铋催化剂选自新癸酸铋。
进一步地，所述丙烯酸羟乙酯与所述活性艳蓝KN-R的摩尔比为5-10:100；
所述封端处理的温度为70-72℃，时间为0.5-1h。
进一步地，所述乳化液中，三乙胺与水的体积比为5-10:100；三乙胺主要起到乳化和成盐的作用，进一步提高紫外光固化水性着色剂的水溶性。
所述乳化处理的时间为0.5-1h。
进一步地，去除丙酮采用的方法是：于脱气装置中，在60-70℃下处理2-3h以脱除所述聚合体系中的丙酮。
第二方面，本发明提供一种由上述制备方法制得的紫外光固化水性着色剂。
第三方面，本发明提供上述紫外光固化水性着色剂在木器及金属表面涂覆中的应用。
借由以上的技术方案，本发明的有益效果至少包括：
本发明提供的紫外光固化水性着色剂的制备方法可以提高活性艳蓝KN-R的稳定性，避免絮凝沉降现象，因此不含固体成分，不会有成核效应，且活性艳蓝KN-R与聚氨酯长链化学键均匀分散相连，固化后色牢度高，不易开裂；在应用于涂覆中时，不需经过烘烤，在紫外线下即可固化，大大方便实际施工时的使用。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例所提供的制备方法拟对活性艳蓝KN-R染料进行改性，通过引入用羟基丙烯酸酯封端的聚氨酯结构来得到一种紫外光固化的水性着色剂，此方法可以得到一种均一稳定的着色剂，具有不分层、无絮凝、不沉降同时在施工中不需要烘烤仅在紫外光照射下即可固化的水性着色剂。
其中，活性艳蓝KN-R染料的结构式如下式所示：
改性时，聚酯多元醇和/或及二羟甲基丙酸中的羟基与其中的活性最大的磺酸基发生反应，二羟甲基丙酸中的羧基与其胺基发生反应，最终在该分子上连接上多个羟基，最终形成均匀连接有染料基团的聚氨酯长链，以实现高分散性、高色牢度以及紫外固化的特性。
实施例1
本实施例示例性提供一种紫外光固化水性着色剂的制备方法，具体包括如下的步骤：
①：按照摩尔比1:1.5:1.5，分别将活性艳蓝KN-R、聚酯多元醇(Mn＝3000)、二羟甲基丙酸投入反应釜中在120℃进行脱水，保持1h；
②：向反应釜中投入摩尔数为活性艳蓝KN-R摩尔数1.5倍的异佛尔酮二异氰酸酯，以及一定量的丙酮在45℃下反应1h，丙酮的加入量以搅拌时不发生爬杆现象为宜；
③：向反应釜中投入有机铋催化剂，在45℃下反应8h；
④：向反应釜中投入占活性艳蓝KN-R摩尔数5％的丙烯酸羟乙酯进行封端，在70℃下反应0.5h；
⑤：向乳化缸中分别投入三乙胺和水，体积比为5:100，在800r/min搅拌10min，搅拌均匀
⑥：在高速分散的情况下将预聚体的在乳化缸进行乳化，维持反应0.5h；
⑦：将反应完毕的物料投入脱气装置中，在70℃下脱除丙酮，保持2h；
⑧：在300目的过滤网下过滤后，出料。
实施例2
本实施例示例性提供一种紫外光固化水性着色剂的制备方法，具体包括如下的步骤：
①：按照摩尔比1:1.2:2，分别将活性艳蓝KN-R、聚酯多元醇(Mn＝2200)、二羟甲基丙酸投入反应釜中在110℃进行脱水，保持0.5h；
②：向反应釜中投入摩尔数为活性艳蓝KN-R摩尔数1.4倍的异佛尔酮二异氰酸酯，以及一定量的丙酮在50℃下反应2h，丙酮的加入量以搅拌时不发生爬杆现象为宜；
③：向反应釜中投入有机铋催化剂，在50℃下反应9h；
④：向反应釜中投入占活性艳蓝KN-R摩尔数10％的丙烯酸羟乙酯进行封端，在72℃下反应1h；
⑤：向乳化缸中分别投入三乙胺和水，体积比为10:100，在800r/min搅拌10min，搅拌均匀
⑥：在高速分散的情况下将预聚体的在乳化缸进行乳化，维持反应1h；
⑦：将反应完毕的物料投入脱气装置中，在70℃下脱除丙酮，保持2h；
⑧：在300目的过滤网下过滤后，出料。
实施例3
本实施例示例性提供一种紫外光固化水性着色剂的制备方法，具体包括如下的步骤：
①：按照摩尔比1:2:1，分别将活性艳蓝KN-R、聚酯多元醇(Mn＝2200)、二羟甲基丙酸投入反应釜中在130℃进行脱水，保持2h；
②：向反应釜中投入摩尔数为活性艳蓝KN-R摩尔数1.2倍的异佛尔酮二异氰酸酯，以及一定量的丙酮在45℃下反应0.5h，丙酮的加入量以搅拌时不发生爬杆现象为宜；
③：向反应釜中投入有机铋催化剂，在50℃下反应7h；
④：向反应釜中投入占活性艳蓝KN-R摩尔数7％的丙烯酸羟乙酯进行封端，在70℃下反应1h；
⑤：向乳化缸中分别投入三乙胺和水，体积比为5:100，在800r/min搅拌10min，搅拌均匀
⑥：在高速分散的情况下将预聚体的在乳化缸进行乳化，维持反应1h；
⑦：将反应完毕的物料投入脱气装置中，在70℃下脱除丙酮，保持2h；
⑧：在300目的过滤网下过滤后，出料。
对比例1
本对比例与实施例1大体相同，区别主要在于，活性艳蓝KN-R的引入时机的不同，在形成聚氨酯分子链后再引入活性艳蓝KN-R。
具体包括：
①：按照摩尔比1.5：1.5：1.5，分别将聚酯多元醇(Mn＝3000)、二羟甲基丙酸和异佛尔酮二异氰酸酯以及一定量的丙酮投入反应釜中在45℃下反应1h，丙酮的加入量以搅拌时不发生爬杆现象为宜；
②向反应釜中按照活性艳蓝KN-R与二羟甲基丙酸的摩尔比1:1.5将活性艳蓝KN-R投入，升温至120℃继续反应1h；
③：向反应釜中投入有机铋催化剂，在45℃下反应8h；
④：向反应釜中投入占活性艳蓝KN-R摩尔数5％的丙烯酸羟乙酯进行封端，在70℃下反应0.5h；
⑤：向乳化缸中分别投入三乙胺和水，体积比为5:100，在800r/min搅拌10min，搅拌均匀
⑥：在高速分散的情况下将预聚体的在乳化缸进行乳化，维持反应0.5h；
⑦：将反应完毕的物料投入脱气装置中，在70℃下脱除丙酮，保持2h；
⑧：在300目的过滤网下过滤后，出料。
对比例2
本对比例与实施例1大体相同，区别主要在于：
在步骤①中，省去二羟甲基丙酸的投入。
对比例3
本对比例与实施例1大体相同，区别主要在于：
步骤②中，在投入异佛尔酮二异氰酸酯，以及一定量的丙酮后，直接投入有机铋催化剂，进行步骤③的反应，而未进行预先反应1h。
直接投入催化剂使得聚合反应在一开始就达到最快，应该会使得聚合形成的分子链规整性较差，且分子链形状和长短不均一，而预先反应使得先形成短链或低聚物，然后再在催化剂的作用下形成长链，因此提高了分子链的规整性和均一性，能够提高对于染料基团的分散能力。
将实施例1-3以及对比例1-3所获得的紫外光固化水性着色剂均配制为浓度10wt％的水性涂料，静置一周后过滤，观察固形物的含量；然后将上述水性涂料涂覆在金属板上，加热至150℃后放入水中急速冷却，观察漆膜的开裂情况。
其测试结果如下表所示：
表1实施例及对比例的性能测试结果
| 固形物含量 | 漆膜开裂情况 | |
| 实施例1 | 无 | 无 |
| 实施例2 | 无 | 无 |
| 实施例3 | 无 | 无 |
| 对比例1 | 大量 | 轻微开裂 |
| 对比例2 | 微量 | 轻微开裂 |
| 对比例3 | 微量 | 轻微开裂 |
综合上述实施例、对比例及其性能测试结果，可以明确，本发明提供的紫外光固化水性着色剂的制备方法，通过与聚酯多元醇以及二羟甲基丙酸的改性反应，使得活性艳蓝KN-R分子上连接多个羟基，然后利用多个羟基与异佛尔酮二异氰酸酯发生聚合产生聚氨酯长链，并经过丙烯酸羟乙酯的封端，使活性艳蓝KN-R均布于聚氨酯长链上，并且，每个活性艳蓝KN-R分子均得以充分改性，因此基于聚氨酯的水溶性，使得活性艳蓝KN-R的分散能力得以显著提高，避免了团聚现象，并且，丙烯酸基团的封端使得聚氨酯长链具有紫外固化的性能，同时，由于活性艳蓝KN-R与聚氨酯长链是均匀的化学键连接，在聚氨酯固化的同时，活性艳蓝KN-R均匀且牢固地连接在漆膜上，可以提高活性艳蓝KN-R的稳定性，避免絮凝沉降现象，因此不含固体成分，不会有成核效应，且活性艳蓝KN-R与聚氨酯长链化学键相连，固化后色牢度高，不易开裂；在应用于涂覆中时，不需经过烘烤，在紫外线下即可固化，大大方便实际施工时的使用。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种紫外光固化水性着色剂的制备方法，其特征在于，包括：
1)使活性艳蓝KN-R与聚酯多元醇以及二羟甲基丙酸发生改性反应，获得多羟基着色剂前体；
2)使所述多羟基着色剂前体与异佛尔酮二异氰酸酯在丙酮中进行初步聚合反应，形成预聚体系；
3)向所述预聚体系中加入有机铋催化剂，进行聚合反应，获得聚合体系，所述聚合体系中包括水性着色剂前体；
4)向所述聚合体系中加入丙烯酸羟乙酯对所述水性着色剂前体进行封端处理；
5)使所述聚合体系在由三乙胺和水构成的乳化液中进行乳化处理，并去除丙酮，获得紫外光固化水性着色剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚酯多元醇的数均分子量为2000-4000。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述改性反应的反应温度为110-130℃，时间为0.5-2h；
所述活性艳蓝KN-R与聚酯多元醇以及二羟甲基丙酸的摩尔比为1：1.2-2：1-2。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述初步聚合反应的温度为45-50℃，时间为0.5-2h；
所述异佛尔酮二异氰酸酯与活性艳蓝KN-R的摩尔比为1.2-1.5：1。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚合反应的温度为45-50℃，时间为7-9h；
所述有机铋催化剂选自新癸酸铋。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸羟乙酯与所述活性艳蓝KN-R的摩尔比为5-10:100；
所述封端处理的温度为70-72℃，时间为0.5-1h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述乳化液中，三乙胺与水的体积比为5-10:100；
所述乳化处理的时间为0.5-1h。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，于脱气装置中，在60-70℃下处理2-3h以脱除所述聚合体系中的丙酮。
9.一种由权利要求1-8中任意一项所述的制备方法制得的紫外光固化水性着色剂。
10.权利要求9所述的紫外光固化水性着色剂在木器及金属表面涂覆中的应用。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116751344A (zh) * | 2023-08-18 | 2023-09-15 | 成都飞机工业（集团）有限责任公司 | 一种亚克力板用增强剂及其制备方法及亚克力板组装方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5919846A (en) * | 1998-02-19 | 1999-07-06 | Milliken Research Corporation | Colorant having isocyanate substituent |
| WO2008149662A1 (ja) * | 2007-06-01 | 2008-12-11 | Fujifilm Corporation | カラーフィルタ用硬化性組成物、カラーフィルタ用硬化性組成物の製造方法、着色硬化性樹脂組成物、着色パターン形成方法、着色パターン、カラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ、及び液晶表示素子 |
| US20090169749A1 (en) * | 2007-12-27 | 2009-07-02 | Brust Thomas B | Inks for high speed durable inkjet printing |
| US20120316256A1 (en) * | 2009-11-02 | 2012-12-13 | Abdul Rashid | Polymers for Contact Lenses |
| CN106496489A (zh) * | 2016-11-11 | 2017-03-15 | 清华大学 | 水溶性彩色扩链剂、共聚型彩色聚氨酯乳液和彩色聚氨酯‑丙烯酸酯共聚物乳液及制备方法 |
| CN106866912A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-06-20 | 广东昊辉新材料有限公司 | 一种紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯及其制备方法 |
| CN107857862A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-03-30 | 广东德美精细化工集团股份有限公司 | 一种双阳离子型有机硅改性水性聚氨酯固色剂的制备方法 |
| CN110964195A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-07 | 宝美施化工(上海)有限公司 | 一种聚合物染料着色剂及其制备方法 |
-
2022
- 2022-06-29 CN CN202210746050.9A patent/CN115073703B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5919846A (en) * | 1998-02-19 | 1999-07-06 | Milliken Research Corporation | Colorant having isocyanate substituent |
| WO2008149662A1 (ja) * | 2007-06-01 | 2008-12-11 | Fujifilm Corporation | カラーフィルタ用硬化性組成物、カラーフィルタ用硬化性組成物の製造方法、着色硬化性樹脂組成物、着色パターン形成方法、着色パターン、カラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ、及び液晶表示素子 |
| US20090169749A1 (en) * | 2007-12-27 | 2009-07-02 | Brust Thomas B | Inks for high speed durable inkjet printing |
| US20120316256A1 (en) * | 2009-11-02 | 2012-12-13 | Abdul Rashid | Polymers for Contact Lenses |
| CN106496489A (zh) * | 2016-11-11 | 2017-03-15 | 清华大学 | 水溶性彩色扩链剂、共聚型彩色聚氨酯乳液和彩色聚氨酯‑丙烯酸酯共聚物乳液及制备方法 |
| CN106866912A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-06-20 | 广东昊辉新材料有限公司 | 一种紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯及其制备方法 |
| CN107857862A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-03-30 | 广东德美精细化工集团股份有限公司 | 一种双阳离子型有机硅改性水性聚氨酯固色剂的制备方法 |
| CN110964195A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-07 | 宝美施化工(上海)有限公司 | 一种聚合物染料着色剂及其制备方法 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| BOTIAN LI，等: "Facile synthesis and characterization of covalently colored polyurethane latex based on the chain extension of water-soluble dye monomer", 《PROGRESS IN ORGANIC COATINGS》 * |
| HUEI-HSIUNG WANG，等: "Synthesis of Anionic Water-Borne Polyurethane with the Covalent Bond of a Reactive Dye", 《JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE》 * |
| XIAN-HAI HU，等: "A waterborne polyurethane-based polymeric dye with covalently linked disperse red 11", 《REACTIVE AND FUNCTIONAL POLYMERS》 * |
| 柴春鹏，等: "含一种蒽醌结构红色水性聚氨酯的制备及表征", 《北京理工大学学报》 * |
| 胡先海，等: "水性聚氨酯-分散蓝 14高分子染料的合成与性能", 《高分子材料科学与工程》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116751344A (zh) * | 2023-08-18 | 2023-09-15 | 成都飞机工业（集团）有限责任公司 | 一种亚克力板用增强剂及其制备方法及亚克力板组装方法 |
| CN116751344B (zh) * | 2023-08-18 | 2023-12-08 | 成都飞机工业（集团）有限责任公司 | 一种亚克力板用增强剂及其制备方法及亚克力板组装方法 |
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| Publication number | Publication date |
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