[發明專利]染料單體及彩色聚合物乳液與它們的制備方法與應用

無效

• 申請號: 201310073995.X
• 申請日: 2013-03-07
• 公開（公告）號: CN103205136A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 李勃天;江一明;王吉帥;闞成友;李強;王作文;張洪祿
• 申請（專利權）人: 山東上開化學原色乳液有限公司;清華大學
• 主分類號: C09B62/473
• 分類號: C09B62/473;C09B62/467;C08F220/18;C08F212/08;C08F220/38;C08F220/14;C08F222/24;C08F220/36;C08F2/30;C08F2/28;C08F2/26;C09D11/00;C09D125/14
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發明屬于材料和精細化工技術領域，具體涉及一種染料單體及彩色聚合物乳液與它們的制備方法與應用。

背景技術

水性聚合物乳液作為制備水性聚合物產品的基本原料，已經越來越多地應用于人們的生產生活當中，既包括大家熟知的木器漆，粘合劑等日用化學品，也包括了建筑涂料，金屬防腐等工業涂料用品。由于水性聚合物產品以水為介質，不僅節省了大量有機溶劑，大大減小甚至消除了對環境的危害，而且明顯降低了產品成本，因而越來越多地應用于建筑、工業涂裝、造紙、皮革、印染等各個領域。

目前，各種彩色絢麗的水性漆、水性涂料、水性油墨等產品已經為我們提供了舒適優美的工作和生活環境。但這些產品都是通過傳統聚合物乳液在其他助劑的存在下與顏料或染料共混而得到的的方法得到的，這種方法不僅制備工藝復雜，更重要的是，由于顏料或染料與聚合物之間的相容性較差，產品在儲存和使用過程中，顏料或染料在材料中有明顯的遷移現象，導致顏色不均勻，遷移到表面的顏料對人體和環境造成危害，同時產品較差的光色牢度也限制了彩色水性涂料在室外環境中的應用。

根據聚合物分子設計和結構與性能基本原理，將染料分子同高分子主鏈相連接可以得到高分子染料，其光色牢度，耐遷移性能，以及生物毒性比傳統小分子染料有極大的改善。到目前為止，國內外已有將染料發色體共價結合到高分子鏈上的研究報道。如Konstantinova等(Dyes?andPigments，1989，10(1)：63-67)研究了苯乙烯與一些稠環芳香烴衍生物染料的加成聚合反應，吳致寧等(高分子學報，1995，10(5)：513-518)對乙烯砜型染料單體與丙烯腈通過溶液共聚合反應合成高分子染料進行了研究，考察了單體組成對聚合轉化率、共聚組成和共聚物分子量的影響。Winnik等(Journal?of?Polymer?Science?PartA：Polymer?Chemistry，2001，39(9)：1495-1504)利用帶有熒光發色團的單體通過共聚反應制備了帶有熒光標記的聚合物微球。但是至今為止很少有直接通過乳液共聚合的途徑制備共價鍵合型彩色聚合物乳液的報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種染料單體及彩色聚合物乳液與它們的制備方法與應用。

本發明提供的制備染料單體的方法，包括如下步驟：將活性染料、雙鍵功能化試劑、促進劑和水混勻，于有機溶劑中進行取代反應，反應完畢得到所述染料單體。

上述方法中，所述活性染料選自水溶性活性染料和非水溶性活性染料中的至少一種，具體選自鹵代均三嗪類活性染料、乙烯砜類活性染料、鹵代二嗪類活性染料、鹵代酰胺類活性染料、磺酰胺類活性染料、環氧類活性染料、酸酐類活性染料、酮類活性染料、醚類活性染料、磺酸酯類活性染料和磺酰鹵類活性染料中的至少一種；

所述鹵代均三嗪類活性染料具體為活性艷紅X-3B、活性艷藍X-BR、活性嫩黃X-4G和活性分散黃GR中的至少一種；

所述乙烯砜類活性染料具體選自活性分散紅GR、活性分散黃2R、活性黃17、活性艷藍KN-R、活性分散藍RN和活性分散橙R中的至少一種；

所述雙鍵功能化試劑選自丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯和甲基丙烯酸羥丙酯中的至少一種；

所述促進劑選自無機堿和有機堿中的至少一種，具體選自碳酸鈉、氫氧化鈉、醋酸鉀和三乙胺中的至少一種；

所述有機溶劑選自C5-C16的烷烴、C5-C10的環烷烴、C1-C4鹵代烷烴、C6-C14的芳香烴、C4-C12的醚和C2-C6的砜中的至少一種，具體選自四氫呋喃、乙二醇二甲醚、二甲基亞砜、三氯甲烷和甲苯中至少一種；

所述活性染料、雙鍵功能化試劑、促進劑和有機溶劑的摩爾比為1∶1-20∶1-4∶10-50，具體為1∶4-10∶2-3∶20-30，更具體為1∶5∶2∶40、1∶5∶1.5∶38、1∶8∶2∶40、1∶10∶3∶32、1∶6∶2∶33、1∶4∶2∶50、1∶5-10∶1.5-4∶32-50或1∶6-8∶2-3∶38-40；

所述促進劑與水的用量比為1mol∶100-1000mL，具體為1mol∶200-600mL，更具體為1mol∶72mL、1mol∶127.2mL、1mol∶161.12mL、1mol∶180.11mL、1mol∶187.5mL、1mol∶211.2mL、1mol∶72-211.2mL、1mol∶127.2-187.5mL或1mol∶161.12-180.11mL；