CN110256604B - 一种壳聚糖基荧光材料、制备方法及用于制备水性环氧树脂涂料的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种壳聚糖基荧光材料、制备方法及用于制备水性环氧树脂涂料的用途，该壳聚糖基荧光材料由壳聚糖用双氧水和次氯酸钠氧化制备得到。本发明用绿色环保型氧化剂双氧水和次氯酸钠等作为氧化剂在酸性环境下氧化壳聚糖，得到一种具有荧光特性的物质，以荧光材料配制成荧光环氧树脂涂料，固化效果良好，荧光较强。以来源广泛的天然产物壳聚糖制取荧光材料，成本低廉，过程污染少，因此该发明具有工业化放大的潜力。

Description

一种壳聚糖基荧光材料、制备方法及用于制备水性环氧树脂 涂料的用途
技术领域
本发明属于化工领域，涉及荧光材料的制备及应用，具体涉及一种壳聚糖基荧光材料、制备方法及用于制备水性环氧树脂涂料的用途。
背景技术
壳聚糖由甲壳素脱去乙酰基制得，甲壳素广泛存在于甲壳动物的外壳以及真菌细胞壁中，原料来源丰富，产量巨大，绿色环保。壳聚糖的应用领域包括水处理、医药、化工等。开发壳聚糖基材料的应用，具有成本低，可降解，环境友好等优点。对其进行化学降解，降低分子量，增加可溶性等是目前的研究重点，但将其开发成荧光材料尚未见诸文献。
荧光化合物在分析化学中作为配体用来检测和鉴别金属离子和定量分析金属离子的含量，其衍生的荧光涂料受到紫外线照射时能够发出可见光的涂料，因此可以增强涂料表面的亮度。荧光涂料是由其组分中的荧光颜料赋予荧光功能的，在交通道路标志物、建筑物表面增色和生物标记物等领域应用广泛，环氧树脂具有非常好的力学效果、电绝缘性、耐化学品和粘接功能，研究荧光环氧树脂涂料前景广阔。
然而，目前市面上的常见涂料配方都含有较多的有机溶剂，会造成环境污染、温室效应，并危及人们的身体健康。环保型涂料的发展向水性的趋向越来越明显。发展水性环氧涂料是解决涂料高VOCs排放的有效途径。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明第一目的在于提供一种壳聚糖基荧光材料，第二目的在于提供该壳聚糖基荧光材料的制备方法，第三目的在于提供该壳聚糖基荧光材料用于制备水性环氧树脂涂料的用途。
本发明上述目的通过如下技术方案实现：
一种壳聚糖基荧光材料，将壳聚糖用双氧水和次氯酸钠氧化制备得到。
一种制备上述壳聚糖基荧光材料的方法，步骤为：将壳聚糖溶解在醋酸溶液中，加入双氧水和次氯酸钠，氧化反应一段时间后，得到一种荧光溶液，用饱和碳酸氢钠溶液调节至中性，过滤，收集沉淀，烘干。
一种制备上述壳聚糖基荧光材料的方法，步骤为：将壳聚糖溶解在醋酸溶液中，加入双氧水和次氯酸钠，氧化反应一段时间后，得到一种荧光溶液，烘干。
一种制备上述壳聚糖基荧光材料的方法，步骤为：将壳聚糖溶解在醋酸溶液中，加入双氧水和次氯酸钠，氧化反应一段时间后，得到一种荧光溶液，自然晾干。
上述所述壳聚糖基荧光材料用于制备水性环氧树脂涂料的用途。
一种水性环氧树脂涂料，通过如下原料和方法制备而成：将上述所述的壳聚糖基荧光材料与适量的环氧树脂E-44、乳化剂和乙醇胺混合后，加热，搅拌条件下滴加适量水，反应结束后冷却即得均相涂料。
进一步地，所述乳化剂由环氧树脂和聚乙二醇加热反应得到。
有益效果：
本发明用绿色环保型氧化剂双氧水和次氯酸钠等作为氧化剂在酸性环境下氧化壳聚糖，得到一种具有荧光特性的物质，以荧光材料配制成荧光环氧树脂涂料，固化效果良好，荧光较强。以来源广泛的天然产物壳聚糖制取荧光材料，成本低廉，污染少，工业化前景好。
附图说明
图1为实施例1壳聚糖基荧光材料的核磁共振氢谱图，其荧光特性可能与δ8.25信号有关；
图2为实施例1壳聚糖基荧光材料的红外光谱图；
图3为实施例1壳聚糖基荧光材料制备过程中荧光溶液于365nm处的荧光检测图；
图4为涂有实施例4制得涂料的涂片于365nm处的荧光检测图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例具体介绍本发明实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。
实施例1：制备壳聚糖基荧光材料
取1.58g壳聚糖加入圆底烧瓶，称取1.60g冰醋酸，用蒸馏水稀释至25mL加入圆底烧瓶中，搅拌，缓慢加入4mL质量分数为30％的双氧水和1.5mL次氯酸钠溶液，于37℃水浴条件下反应50h，用饱和碳酸氢钠溶液调节至PH为7，过滤沉淀，放入烘箱内烘干后得到白色固体，有较强的黏着性，在365nm下有蓝色荧光。图1为实施例1壳聚糖基荧光材料的核磁共振氢谱图，其荧光特性可能与δ8.25信号有关；图2为实施例1壳聚糖基荧光材料的红外光谱图；图3为实施例1壳聚糖基荧光材料制备过程中荧光溶液于365nm处的荧光检测图。
实施例2：制备壳聚糖基荧光材料
取1.58g壳聚糖加入圆底烧瓶，称取1.60g冰醋酸，用蒸馏水稀释至25mL加入圆底烧瓶中，搅拌，缓慢加入4mL质量分数为30％的双氧水和1.5mL次氯酸钠溶液，于37℃水浴条件下反应50h，反应液直接在烘箱内烘干，得到淡黄色颗粒状产物，365nm下有蓝色荧光。
实施例3：制备壳聚糖基荧光材料
取1.58g壳聚糖加入圆底烧瓶，称取1.60g冰醋酸，用蒸馏水稀释至25mL加入圆底烧瓶中，搅拌，缓慢加入4mL质量分数为30％的双氧水和1.5mL次氯酸钠溶液。于37℃水浴条件下反应50h，得到淡黄色粘稠液体，静置在空气中自然晾干，得到一层坚固的薄膜，365nm下有蓝色荧光，静置在空气中48h很稳定无吸潮现象。
实施例4：制备水性环氧树脂涂料
将4.8g环氧树脂E-44、1g实施例1制备的壳聚糖基荧光材料固体、0.7g自制乳化剂(由环氧树脂和聚乙二醇加热反应得到，见专利CN105505132A)和0.4g乙醇胺加到三口烧瓶中，水浴加热到60℃，机械搅拌并滴加2ml水，搅拌20min后结束，得到均相涂料。将涂料涂到打磨的铁皮上，室温晾干。涂层牢固均匀，表面光滑、透明度较高，硬度大，刮不掉，365nm下有蓝色荧光，如图4所示。
涂层泡在自来水2h后无明显变化，荧光没减弱。滴加1％碳酸钾溶液到涂层表面无明显变化，泡在碳酸钾溶液里面2h后也无明显变化，荧光未减弱。
综上可见，本发明用绿色环保型氧化剂双氧水和次氯酸钠等作为氧化剂在酸性环境下氧化壳聚糖，得到一种具有荧光特性的物质，以荧光材料配制成荧光环氧树脂涂料，固化效果良好，荧光较强，耐水泡，耐碱。以来源广泛的天然产物壳聚糖制取荧光材料，成本低廉，过程污染少，因此该发明具有工业化放大的潜力。
上述实施例的作用在于具体介绍本发明的实质性内容，但本领域技术人员应当知道，不应将本发明的保护范围局限于该具体实施例。

Claims (2)

1.一种壳聚糖基荧光材料用于制备具有荧光特性的水性环氧树脂涂料的用途，其中：
所述壳聚糖基荧光材料通过如下方法制备：取1.58g壳聚糖加入圆底烧瓶，称取1.60g冰醋酸，用蒸馏水稀释至25mL加入圆底烧瓶中，搅拌，缓慢加入4mL质量分数为30％的双氧水和1.5mL次氯酸钠溶液，于37℃水浴条件下反应50h，用饱和碳酸氢钠溶液调节至PH为7，过滤沉淀，放入烘箱内烘干；
或所述壳聚糖基荧光材料通过如下方法制备：取1.58g壳聚糖加入圆底烧瓶，称取1.60g冰醋酸，用蒸馏水稀释至25mL加入圆底烧瓶中，搅拌，缓慢加入4mL质量分数为30％的双氧水和1.5mL次氯酸钠溶液，于37℃水浴条件下反应50h，反应液直接在烘箱内烘干；
或所述壳聚糖基荧光材料通过如下方法制备：取1.58g壳聚糖加入圆底烧瓶，称取1.60g冰醋酸，用蒸馏水稀释至25mL加入圆底烧瓶中，搅拌，缓慢加入4mL质量分数为30％的双氧水和1.5mL次氯酸钠溶液；于37℃水浴条件下反应50h，得到淡黄色粘稠液体，静置在空气中自然晾干；
所述具有荧光特性的水性环氧树脂涂料通过如下方法制备：将上述的壳聚糖基荧光材料与环氧树脂E-44、乳化剂和乙醇胺混合后，加热，搅拌条件下滴加适量水，反应结束后冷却即得均相涂料。
2.根据权利要求1所述壳聚糖基荧光材料用于制备具有荧光特性的水性环氧树脂涂料的用途，其中，所述乳化剂由环氧树脂和聚乙二醇加热反应得到。
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