[发明专利]具有形状记忆功能的水性荧光高分子树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了具有形状记忆功能的水性荧光高分子树脂及其制备方法，属于高分子材料领域。本发明通过将含有双键的荧光素单体键合到丙烯酸预聚体中，通过乳液聚合方式制得具形状记忆功能的水性荧光高分子树脂，采用这种方式制得的树脂在应用过程中能够有效避免荧光化合物发生迁移和聚集，所得产品的性能优异，荧光强度较高，可达10⁷数量级，经久耐用，色泽均匀，且不损失树脂材料的力学能力，可以广泛的应用于修复材料、生物医药、水性荧光涂料、水性荧光油墨、防伪标志和交通标志等领域。

技术领域

本发明具体涉及具有形状记忆功能的水性荧光高分子树脂及其制备方法，属于高分子材料领域。

背景技术

形状记忆高分子是指在外界刺激(如热、光、电、磁等)条件下能对其自身的状态参数(如形状、位置、应变等)进行调整，从而恢复到初始设定状态的一类高分子材料。使用几种玻璃化温度不同的材料进行聚合反应，生成具有嵌段结构的共聚物，通过调整嵌段比例，可实现形状记忆性能的调控。聚合物形状记忆的研究在近几十年得到了快速发展，由主要功能结构、记忆机理和相关应用建立起的研究框架也已成型。但在形状记忆的分子设计、形状恢复精度控制以及实现产业化等方面仍具有广阔的研究空间。将荧光单体与形状记忆材料结合制备荧光高分子形状记忆材料，可以将两者的优点有机结合在一起，使其具有良好的热力学稳定性以及优异的光致发光性能，拓展其在各领域方面的应用，特别是在生物成像方面具备潜在应用。目前荧光聚合物树脂是将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。常用的荧光聚合物树脂是将荧光化合物和传统聚合物乳液共混得到的，采用这种方式得到的树脂在成膜之后会发生荧光化合物的迁移和聚集，导致膜的性能显著下降，如色泽不均匀，不经久耐用，力学性能下降等，从而限制了这类产品的应用。因此，为适应市场的需求，开发一种荧光效果佳、力学性能好又能降低成本的兼具形状记忆和荧光双重功能的水性荧光高分子材料是非常必要的。

发明内容

鉴于现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种具形状记忆功能且荧光效果佳、力学性能好的荧光聚合物，利用几种玻璃化温度不同的材料进行聚合反应，并将含有双键的荧光素单体键合到聚合物分子链上的方法，来制备具形状记忆功能的水性荧光高分子树脂。在成膜之后，膜不仅具有形状记忆功能，且荧光化合物不易迁移和聚集，膜的各种性能良好，且经久耐用，该方法在生物医药领域、修复材料领域、水性荧光涂料、水性荧光油墨、防伪标志和交通标志等领域中有重大的应用价值。

在本发明的一种实施方式中，所述化合物的制备方法包括如下步骤：

本发明的第一个目的是提供一种具形状记忆功能的水性荧光高分子树脂及其制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)预乳化：取部分乳化剂与水混合，加入荧光素单体、丙烯酸类单体和剩余乳化剂，混合均匀，得到预乳化液；

(2)预聚合：取出60％～90％预乳化液；向剩余的预乳化液中加入引发剂和缓冲液进行预聚合，得到预聚合液；

(3)聚合反应：将取出的60％～90％预乳化液加入到预聚合液中，继续聚合即得荧光丙烯酸乳液；

(4)在步骤(3)所得聚合物体系中加入交联剂，混合分散均匀后干燥成膜。

在本发明的一种实施方式中，所述丙烯酸类单体包括甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯中的一种或几种。

在本发明的一种实施方式中，所述荧光素单体的结构如式(I)所示：

在本发明的一种实施方式中，荧光素单体的添加量为单体总量的0.15％-0.5％。