一种水性荧光乳胶及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种水性荧光乳胶及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 荧光是一种光致发光现象，所谓"荧光涂料"是指经过紫外灯照射而发光的涂料。 其特点是在照射紫外线时发光，停止照射就完全无光。复合型荧光涂料是指将荧光化合物 掺杂到涂料聚合物基体中，使得固化涂层具有荧光效果。荧光涂层由于具有防伪作用，故又 称安全涂层。如今荧光涂层在军事伪装、道路与高空作业的防护服、日用品、特种感光材料 及信息存贮材料等领域的应用越来越广泛。
[0003] 复合型荧光涂料具有如下特点：所发出光的波长范围宽，光的颜色可以通过所加 入的荧光粉的种类来改变;操作简单，工艺可以有据可循;但缺陷在于材料的机械性能总体 不佳，且荧光粉末易脱落，传统荧光分子虽在溶液状态下具有较强的荧光特性，但在固态状 态下荧光特性急剧下降甚至消失。现象受其分子结构所决定影响，传统荧光分子一般都具 有大共辄公平面的分子结构，导致分子之间具有较强的分子间作用力即31-31堆叠(类似于H-聚集体作用），其所产生的分子内部电子跃迀偶极矩现象导致当其处于聚集状态时（固体状 态或分散于劣溶剂中），激发基团能够在荧光分子之间形成，这通常会导致激发能量以非辐 射的形式耗散，荧光分子所发出的荧光会红移且强度减弱，这个现象称为聚集诱导猝灭 (ACQ)。这导致涂层的荧光效果减弱，无法直接应用于实际领域中。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种不加入荧光粉末，通过直接 合成的具有环保性的水性荧光乳胶及其制备方法，该水性荧光乳胶具有荧光特性，可应用 于荧光涂料，摒除传统荧光分子在固态状态下出现的荧光猝灭效应。
[0005] 为了达到上述技术效果，本发明采用的技术方案是：
[0006] -种水性荧光乳胶，采用的原料单体包括单丙烯酸酯基四苯基乙烯、甲基丙烯酸 甲酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸，所述的各原料单体的相对质量百分比 分别为： 单丙烯酸酯基四苯基乙烯 0. 1~滿； 甲基丙烯酸甲酯 3:0~70% 苯乙烯 m~40% ;
[0007] 丙烯酸异辛酯 5~30% ; 丙烯酸丁酯 5~20% ; 丙烯酸 0.5~5%。
[0008] 进一步地，所述的单丙烯酸酯基四苯基乙烯为邻丙烯酸酯基四苯基乙烯、间丙烯 酸酯基四苯基乙烯或对丙烯酸酯基四苯基乙烯中的一种或几种。
[0009] -种制备水性荧光乳胶的方法，依次包括以下的步骤：
[0010] 首先，将符合配比要求的所有原料单体混合均匀，得到混合单体，在混合单体中加 入相对于混合单体质量一半的水，加入相对于混合单体质量2~5%的乳化剂、0.1~2%的 引发剂以及〇. 5%的pH缓冲剂，以500~2000转/分的速度高速搅拌10~20分钟，得到预乳化 物；
[0011] 其次，将预乳化物逐步滴加到去离子水中，滴加时间控制在0.5~3小时，同时反应 温度控制在50~75°C，预乳化物相对于去离子水的质量比为3:7~9:1;
[0012] 最后，在预乳化物滴加完毕后，反应温度控制在75~90°C，反应进行1~6小时，然 后降温，使得固体含量在20~60%，得到水性荧光乳胶。
[0013] 进一步地，所述的乳化剂为十二烷基苯磺酸钠与烷基酚聚氧乙烯醚-10按照质量 比2:1组成的混合物、引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾，缓冲剂为碳酸氢钠。与现有技术相比， 本发明的有益效果是：
[0014] 本发明的水性荧光乳胶通过直接合成得到，摒除了传统荧光涂料需要加入荧光粉 末才能实现的功能，力学性能及整体荧光的稳定性得到了保障，同时体系为水性，符合环保 要求，具有荧光特性，可应用于荧光涂料，摒除传统荧光分子在固态状态下出现的荧光猝灭 效应。
[0015]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够 更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，加以详细说明。
【附图说明】
[0016] 图1为单丙烯酸酯基四苯基乙烯结构分子式。
[0017] 图2为通过透射电镜所观察的实施例一制备的水性荧光乳胶的粒子的形貌。
[0018] 图3为通过扫描电镜所观察的实施例一制备的水性荧光乳胶在挥发溶剂后固化成 膜的表面形貌。
[0019] 图4为实施例一制备的水性荧光乳胶分别在紫外灯下和日光灯下照射后的情况。
[0020] 图5为实施例一~四所制备的不同水性荧光乳胶的光致发光光谱。
[0021] 图中各标号和对应的名称为：
[0022] 1.实施例一的水性荧光乳胶的光致发光光谱;2.实施例二的水性荧光乳胶的光致 发光光谱;3.实施例三的水性荧光乳胶的光致发光光谱;4.实施例四的水性荧光乳胶的光 致发光光谱；11.邻丙烯酸酯基四苯基乙烯；12.间丙烯酸酯基四苯基乙烯；13.对丙烯酸酯 基四苯基乙烯;4a.紫外灯下照射后的情况;4b.日光灯下照射后的情况。
【具体实施方式】
[0023] 本发明的采用的单丙烯酸酯基四苯基乙烯，其结构分子式如图1所示，分别为邻丙 烯酸酯基四苯基乙烯11，间丙烯酸酯基四苯基乙烯12,对丙烯酸酯基四苯基乙烯13。
[0024] 实施例一：
[0025] 合成的水性荧光乳胶的有机原料单体及其相对质量百分比为： 邻丙烯酸酯基四苯基乙烯11 〇. rv ； 甲基丙烯酸甲酯 7tF〇 ; 苯乙烯 10% ;
[0026] 丙烯酸异辛酯 5% ; 丙稀酸丁醋 .14.. 4_% ; 丙烯酸 0.5%。
[0027] 本发明的新型环保水性荧光乳胶的制备方法，包括如下步骤：
[0028] 首先，将有机原料单体混合均匀后加入相对于单体质量一半的水，加入相对于混 合单体质量5%的乳化剂，乳化剂的组成为十二烷基苯磺酸钠与烷基酚聚氧乙烯醚-10按照 质量比2:1组成的混合物，0.1 %的引发剂过硫酸铵以及0.5 %的pH缓冲剂碳酸氢钠，以2000 转/分速度，高速机械搅拌10分钟，得到预乳化物。
[0029] 其次，预乳化物逐步滴加至去离子水中，滴加时间控制于0.5小时同时反应温度控 制在75°C，这里的预乳化物相对于去离子水的质量比为3:7。
[0030] 最后，预乳化物滴加完毕后，反应控制在90°C，反应进行1小时，然后降温，使得体 系固含量在20%，得到水性荧光乳胶。
[0031] 图2所示为实施例一制备的水性乳胶的粒子的形貌，明显呈现核壳形貌，疏水的邻 丙烯酸酯基四苯基乙烯11分子被聚合束缚于乳胶粒子核层内部，丙烯酸、乳化剂等亲水物 质在壳层。由于邻丙烯酸酯基四苯基乙烯11分子的运动在核层受到束缚，当其受到紫外光 辐照时，发出强烈荧光。
[0032] 图3为实施例一水性荧光乳胶在常温下挥发水分干燥后，所成漆膜的表面形貌的 扫描电镜图像，随着水分的逐步挥发，乳胶粒子逐步靠近，利用粒子间的相互毛细管作用 力，乳胶粒子互相间聚并且发生变形，最终形成凭证均匀的漆膜。
[0033]图4为实施例一制备的水性荧光乳胶分别在紫