[发明专利]一种碳量子点修饰的荧光水性聚氨酯及其制备方法

说明书

本发明提供了一种碳量子点修饰的荧光水性聚氨酯及其制备方法，所述荧光水性聚氨酯由以下原料组成：多异氰酸酯、多元醇、碳量子点、亲水扩链剂、中和剂、后扩链剂、水。本发明加入的碳量子点具有固态发光性质，作为荧光中心，以聚醚胺为连接结构，以嵌段的形式分布于聚氨酯主体链段结构中。本发明的荧光水性聚氨酯具有多色发光能力以及优异的摩擦色牢度性能，具有更优异的防伪效果。

技术领域

本发明涉及水性聚氨酯高分子结构设计及合成技术领域，具体涉及一种碳量子点修饰的荧光水性聚氨酯及其制备方法。

背景技术

随着社会版权意识的不断加强，对产品的防伪技术也提出了更高的要求。现有防伪方法有压敏、热敏、光敏防伪等多种方式，通过不同的刺激响应来改变防伪材料的物性，以达到防伪标识的效果。其中荧光防伪是一种简单有效的光敏防伪方法。

专利CN103102675A提供了一种荧光聚氨酯树脂的制备方法，该方法使用了昂贵的稀土元素铕的配合物作为荧光发光中心，且只能发出单色荧光。然而普通的单色荧光防伪存在易于破解，荧光材料不稳定、寿命短等不足，已无法满足市场需要，因此，需要开发一种更稳定可靠、难以破解的荧光防伪方法。

很多领域中，聚氨酯转水已是大势所趋，水性聚氨酯常常用作衣物、箱包、装饰品等的表面涂料，作为表层涂料或印花油墨，因此荧光水性聚氨酯可以用于制作防伪标识和创意设计。水性聚氨酯材料的制备与应用已十分成熟，荧光水性聚氨酯的制备关键在于荧光材料的制备方法与如何稳定地将荧光材料与聚氨酯牢固地结合。专利CN200510112138.1提供了一种色彩转换用丝网印刷荧光涂料及其制备方法，直接将荧光染料与高分子聚合物共混在一起，但该方法制备的荧光树脂染料与高分子结合不牢固，易脱色，不耐溶剂冲洗。

专利CN110330622A公开了一种荧光水性聚氨酯及其制备方法，通过先将荧光素与二异氰酸酯混合，再进行预聚、扩链得到了一种黄绿色荧光的水性聚氨酯。但是该聚氨酯仅能发射单一荧光，无荧光调控能力，色牢度差，且荧光素生物毒性较高，对操作人员提出了更高的防护要求。

碳量子点是一种新型的低毒甚至无毒纳米荧光材料，是以C元素为主要成分，具有1-20nm的碳核并在表面修饰有丰富的有机官能团，能够被光激发，一般具有多色荧光发射的球状或类球状颗粒。因其表面易于修饰氨基、羟基等官能团，因此可以在水性聚氨酯预聚或扩链过程中，接枝在聚氨酯高分子链上或作为聚氨酯高分子的扩链中心，形成碳量子点单分散于聚氨酯高分子中的结构。

碳量子点还具有独特的激发波长依赖的荧光发射性质，一般能够被不同波长的光激发，发出不同波长的光，这不同于传统的单色发射的荧光材料，这得益于碳量子点所具有的多个多种类型的荧光活性中心，能够响应不同波长的光激发。并且不同粒径、不同官能团修饰的碳量子点具有不同的光学性质，因此，这种特殊的性质使得碳量子点具有了更可靠的防伪功能。

但是，通常碳量子点没有固态发光的性质，只能在处于单分散状态时，才能具有荧光发射能力，该性质被称为“浓度淬灭现象”，这限制了碳量子点在聚合物中的发光效率与最大发光强度。

发明内容

为了获得发光能力更强的荧光水性聚氨酯，需要制备不受浓度淬灭的碳量子点。本发明的目的在于提供一种不受浓度淬灭的碳量子点修饰的荧光水性聚氨酯，该荧光水性聚氨酯具有多色荧光发射的性质以及优异的抗水洗、醇洗能力。

本发明的另一目的在于提供这种不受浓度淬灭的碳量子点修饰的荧光水性聚氨酯的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：

一种碳量子点修饰的荧光水性聚氨酯，所述的荧光水性聚氨酯由包含以下的原料制备而成：

(a)多异氰酸酯；

(b)多元醇；

(c)碳量子点；

(d)亲水扩链剂；