一种环保水性指甲油及其制备方法.pdf

本发明公开了一种环保水性指甲油及其制备方法。该指甲油包括水性聚氨酯乳液、消泡剂、促进剂、增稠剂和颜料。水性聚氨酯乳液由以下重量份的组分制成：4～18份惰性乙烯基单体、9.48～13.35份聚合物多元醇、8.5～14份二异氰酸酯化合物、0.8～2份扩链剂、1.66～2.95份亲水扩链剂、0.15～0.3份交联剂和0～0.095份催化剂、0.5～2份含活性氢的乙烯基单体、1.3～3.2份的挥发性碱、60～100份水和引发剂溶液，引发剂溶液为0.2～0.8份引发剂溶于10～40份水中制得。本发明水性指甲油的制备过程简单、环保无污染，体现了绿色、环保、无毒、无味的性能。

权利要求书
1.  一种环保水性指甲油，其特征在于，该指甲油由下述成份和配比组成：
水性聚氨酯乳液，由以下重量份的组分制成：
4～18份惰性乙烯基单体、9.48～13.35份聚合物多元醇、8.5～14份二异氰酸 酯化合物、0.8～2份扩链剂、1.66～2.95份亲水扩链剂、0.15～0.3份交联剂和0～0.095 份催化剂、0.5～2份含活性氢的乙烯基单体、1.3～3.2份的挥发性碱、60～100份 水和引发剂溶液，其中引发剂溶液为0.2～0.8份引发剂溶于10～40份水中制得；
消泡剂，(0.1％～0.5％)/100％水性聚氨酯乳液；
促进剂，(0.3％～1.0％)/100％水性聚氨酯乳液；
增稠剂，(0.1％～1％)/100％水性聚氨酯乳液；
颜料，(0.5％～3％)/100％水性聚氨酯乳液。

2.  根据权利要求1所述的一种环保水性指甲油，其特征在于：所述惰性乙 烯基单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸正辛 酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、α-甲基 苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸正辛酯和甲基丙烯酸 2-乙基己酯中的一种、两种或两种以上任意配比的混合物。

3.  根据权利要求1所述的一种环保水性指甲油，其特征在于：所述聚合物 多元醇为分子量介于1000～2000之间，且为聚己内酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚 四氢呋喃二醇、聚己二酸己二醇酯、聚己二酸丁二醇酯中的一种或两种任意配 比的混合物。

4.  根据权利要求1所述的一种环保水性指甲油，其特征在于：所述二异氰 酸酯化合物为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、 二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或两种任意配比的混合物。

5.  根据权利要求1所述的一种环保水性指甲油，其特征在于：
所述扩链剂为1,4-丁二醇、一缩二乙二醇的一种或两种任意配比的混合物；
所述亲水扩链剂为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、二羟基丙磺酸钠、2-氨基 乙基氨基乙磺酸钠、二氨基苯磺酸钠中的一种或两种以上任意配比的混合物；
所述交联剂为三羟甲基丙烷、葡萄糖或季戊四醇中的一种；
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡或辛酸亚锡中的一种。

6.  根据权利要求1所述的一种环保水性指甲油，其特征在于：所述含活性 氢的乙烯基单体为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙 烯酸羟丙酯中的一种或两种任意配比的混合物。

7.  根据权利要求1所述的一种环保水性指甲油，其特征在于：
所述挥发性碱为氨水或三乙胺中的一种；
所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、双氧水或偶氮二异丁基脒盐酸盐中的 一种。

8.  根据权利要求1所述的一种环保水性指甲油，其特征在于：
所述消泡剂为BYK-034、BYK-035、BYK-037、BYK-038中的一种或几种；
所述促进剂为silquest Wetlink 78silane；
所述颜料为环保无机颜料，选自钛镍黄、钛铬棕、钴蓝、钴绿或铜铬黑；
所述增稠剂为ASE-60、TT-935、RM-8W、RM-2020NRP中的一种或几种。

9.  权利要求1至8中任意一项所述的一种环保水性指甲油的制备方法，其 特征在于：包括以下步骤：
1)向反应器中加入惰性乙烯基单体、聚合物多元醇、二异氰酸酯化合物、 扩链剂、亲水扩链剂、交联剂和催化剂，在70～90℃充分反应得到预聚体；
2)向预聚体中加入含活性氢的乙烯基单体进行充分封端反应，将体系温度 冷却至30～50℃，再加入挥发性碱，充分中和反应，再加入水，搅拌分散均匀， 再升温至70～90℃；
3)在温度为70～90℃的条件下，将引发剂水溶液在1～3小时内均匀滴入到 反应器中，滴加完毕后，继续保温反应至完全，即制得水性聚氨酯乳液；
4)在水性聚氨酯乳液中加入消泡剂、促进剂、增稠剂和颜料即得到环保水 性指甲油。

10.  根据权利要求9所述的一种环保水性指甲油的制备方法，其特征在于：
步骤1)中，反应时间为1～4小时；
步骤2)中，封端反应0.5～1小时；中和反应20～30分钟；加水搅拌分散时 间为10～30分钟；
步骤3)中，保温反应1～3小时。

说明书一种环保水性指甲油及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种指甲油，特别涉及一种环保水性指甲油及其制备方法。
背景技术
当今使用的指甲油几乎全部都基于含有有机溶剂的粘结剂制造。市场上包 括国际大公司生产的指甲油几乎都是由硝化纤维素、改性树脂、多种混合溶剂 组成，然而能溶解硝化纤维素的溶剂一般都是一些酯类、酮类、苯类、醇醚等 易挥发、有刺激性的有毒的有机溶剂，它们会影响人体健康，造成环境污染， 因此，在常规指甲油中减少甚至完全避免有机溶剂成分引起人们很大的兴趣。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的污染环境和伤害人体健康的问 题，提供一种环保水性指甲油及其制备方法。本发明水性指甲油的制备过程简 单、环保无污染，体现了绿色、环保、无毒、无味的性能。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种环保水性指甲油，该指甲油由下述成份和配比组成：
水性聚氨酯乳液，由以下重量份的组分制成：
4～18份惰性乙烯基单体、9.48～13.35份聚合物多元醇、8.5～14份二异氰酸 酯化合物、0.8～2份扩链剂、1.66～2.95份亲水扩链剂、0.15～0.3份交联剂和0～0.095 份催化剂、0.5～2份含活性氢的乙烯基单体、1.3～3.2份的挥发性碱、60～100份 水和引发剂溶液，引发剂溶液为0.2～0.8份引发剂溶于10～40份水中制得；
消泡剂，(0.1％～0.5％)/100％水性聚氨酯乳液；
促进剂，(0.3％～1.0％)/100％水性聚氨酯乳液；
增稠剂，(0.1％～1％)/100％水性聚氨酯乳液；
颜料，(0.5％～3％)/100％水性聚氨酯乳液。
所述惰性乙烯基单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己 酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、 苯乙烯、α-甲基苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸正辛酯 和甲基丙烯酸2-乙基己酯中的一种、两种或两种以上任意配比的混合物。
所述聚合物多元醇为分子量介于1000～2000之间，且为聚己内酯二醇、聚 碳酸酯二醇、聚四氢呋喃二醇、聚己二酸己二醇酯、聚己二酸丁二醇酯中的一 种或两种任意配比的混合物。
所述二异氰酸酯化合物为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲 苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或两种任意配比的混合物。
所述扩链剂为1,4-丁二醇、一缩二乙二醇的一种或两种任意配比的混合物；
所述亲水扩链剂为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、二羟基丙磺酸钠、2-氨基 乙基氨基乙磺酸钠、二氨基苯磺酸钠中的一种或两种以上任意配比的混合物；
所述交联剂为三羟甲基丙烷、葡萄糖或季戊四醇中的一种；
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡或辛酸亚锡中的一种。
所述含活性氢的乙烯基单体为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸 羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或两种任意配比的混合物。
所述挥发性碱为氨水或三乙胺中的一种；
所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、双氧水或偶氮二异丁基脒盐酸盐中的 一种。
所述消泡剂为BYK-034、BYK-035、BYK-037、BYK-038中的一种或几种；
所述促进剂为silquest Wetlink 78silane；
所述颜料为环保无机颜料，选自钛镍黄、钛铬棕、钴蓝、钴绿或铜铬黑；
所述增稠剂为ASE-60、TT-935、RM-8W、RM-2020NRP中的一种或几种。
一种环保水性指甲油的制备方法，包括以下步骤：
1)向反应器中加入惰性乙烯基单体、聚合物多元醇、二异氰酸酯化合物、 扩链剂、亲水扩链剂、交联剂和催化剂，在70～90℃充分反应得到预聚体；
2)向预聚体中加入含活性氢的乙烯基单体进行充分封端反应，将体系温度 冷却至30～50℃，再加入挥发性碱，充分中和反应，再加入水，搅拌分散均匀， 再升温至70～90℃；
3)在温度为70～90℃的条件下，将引发剂水溶液在1～3小时内均匀滴入到 反应器中，滴加完毕后，继续保温反应至完全，即制得水性聚氨酯乳液；
4)在水性聚氨酯乳液中加入消泡剂、促进剂、增稠剂和颜料即得到环保水 性指甲油。
步骤1)中，反应时间为1～4小时；
步骤2)中，封端反应0.5～1小时；中和反应20～30分钟；加水搅拌分散时 间为10～30分钟；
步骤3)中，保温反应1～3小时。
与现有技术相比，本发明的优点是：
本发明制备的环保水性指甲油，以水作为溶剂，以环保的水性聚氨酯为指 甲油粘结剂，摒弃了传统的油性指甲油以大量有毒有害的有机溶剂为主要成分 的制备方式，水性指甲油的制备过程简单，环保无污染，产品对人体非常温和， 体现了绿色、环保、无毒、无味的性能。并且提高了产品综合性能：有效地提 高了水性聚氨酯的耐水性、耐溶剂性和在指甲上的牢固度等。本发明的水性指 甲油涂膜具有无毒、安全、高光泽均匀度、透明度好、丰满度好、手感好等特 点，且产品的制备工艺简单。
本发明制备过程简单，且整个制备过程没有使用任何有机溶剂，环保无污 染，制备过程无可挥发有机物(VOC)：产品不含酯类、酮类、苯类、醇醚等易挥 发、有刺激性的有毒的有机溶剂，安全环保。达到了真正意义上的环境友好性， 对人体无害。
具体实施方式
本发明一种环保水性指甲油的制备方法，包括以下步骤：
1)首先，向干燥反应器中加入4～18份惰性乙烯基单体、9.48～13.35份聚合 物多元醇、8.5～14份二异氰酸酯化合物、0.8～2份扩链剂、1.66～2.95份亲水扩链 剂、0.15～0.3份交联剂和0～0.095份催化剂，反应温度为70～90℃，反应时间为 1～4小时；
2)然后，加入0.5～2份含活性氢的乙烯基单体进行封端，反应0.5～1小时， 再将体系温度冷却至30～50℃，再加入1.3～3.2份的挥发性碱，中和反应20～30 分钟，再加入60-100份水，高速搅拌分散10～30分钟，再升温至70～90℃；
3)最后，在温度为70～90℃的条件下，向反应器中加入引发剂溶液(0.2～0.8 份引发剂溶于10～40份水中)在1～3小时内均匀滴入到反应器中，滴加完毕后， 继续保温反应1～3小时，即制得水性聚氨酯乳液；
4)在水性聚氨酯乳液中加入消泡剂、促进剂、增稠剂和颜料即得到环保水 性指甲油。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
1)首先，向干燥反应器中加入4份甲基丙烯酸甲酯、9.9份聚己内酯二醇、 8.5份异佛尔酮二异氰酸酯、0.8份1,4-丁二醇、1.66份二羟甲基丙酸、0.15份三 羟甲基丙烷和0.01份催化剂二月桂酸二丁基锡，反应温度为70℃，反应时间为 1小时；
2)然后，加入0.5份丙烯酸羟乙酯进行封端，反应0.5小时，再将体系温 度冷却至30℃，再加入1.3份的氨水，中和反应20分钟，再加入60份水，高 速搅拌分散10分钟，再升温至80℃；
3)最后，在温度为80℃的条件下，向反应器中加入双氧水溶液(0.2份引 发剂溶于10份水中)在1小时内均匀滴入到反应器中，滴加完毕后，继续保温 反应1小时，即制得水性聚氨酯乳液；
4)在水性聚氨酯乳液中加入德国BYK公司生产的BYK-034消泡剂、silquest  Wetlink 78silane促进剂、陶氏化学公司生产的ASE-60增稠剂和颜料即得到环 保水性指甲油。其中消泡剂、促进剂、增稠剂质量分别占水性聚氨酯乳液的0.1％、 0.3％和0.1％。颜料的用量根据用户需要的颜色而调节，如0.5％钛镍黄。
实施例2
1)首先，向干燥反应器中加入4份丙烯酸甲酯和5份丙烯酸丁酯、11.5份 聚碳酸酯二醇、10.1份六亚甲基二异氰酸酯、1.3份一缩二乙二醇扩链剂、2.16 份二羟甲基丁酸、0.22份葡萄糖和0.05份催化剂二醋酸二丁基锡，反应温度为 80℃，反应时间为2.5小时；
2)然后，加入1.2份丙烯酸羟丙酯进行封端，反应0.6小时，再将体系温 度冷却至40℃，再加入1.9份的三乙胺，中和反应25分钟，再加入75份水， 高速搅拌分散20分钟，再升温至70℃；
3)最后，在温度为70℃的条件下，向反应器中加入过硫酸钾溶液(0.4份 引发剂溶于21份水中)在2小时内均匀滴入到反应器中，滴加完毕后，继续保 温反应2小时，即制得水性聚氨酯乳液；
4)在水性聚氨酯乳液中加入德国BYK公司生产的BYK-035消泡剂、silquest  Wetlink 78silane促进剂、陶氏化学公司生产的TT-935增稠剂和颜料即得到环保 水性指甲油。其中消泡剂、促进剂、增稠剂质量分别占水性聚氨酯乳液的0.2％、 0.5％和0.4％。颜料的用量根据用户需要的颜色而调节，如0.51％钛铬棕。
实施例3
1)首先，向干燥反应器中加入10份甲基丙烯酸乙酯和4份甲基丙烯酸己 酯、12.3份聚四氢呋喃二醇、12份甲苯二异氰酸酯、0.7份1,4-丁二醇和0.9份 一缩二乙二醇扩链剂、2.5份二羟基丙磺酸钠、0.25份三羟甲基丙烷和0.095份 催化剂辛酸亚锡，反应温度为78℃，反应时间为3小时；
2)然后，加入1.6份甲基丙烯酸羟乙酯进行封端，反应0.8小时，再将体 系温度冷却至44℃，再加入2.4份的三乙胺，中和反应25分钟，再加入88份 水，高速搅拌分散25分钟，再升温至82℃；
3)最后，在温度为82℃的条件下，向反应器中加入过硫酸铵溶液(0.6份 引发剂溶于31份水中)在2.5小时内均匀滴入到反应器中，滴加完毕后，继续 保温反应2.5小时，即制得水性聚氨酯乳液；
4)在水性聚氨酯乳液中加入德国BYK公司生产的BYK-037消泡剂、silquest  Wetlink 78silane促进剂、陶氏化学公司生产的RM-8W增稠剂和颜料即得到环 保水性指甲油。其中消泡剂、促进剂、增稠剂质量分别占水性聚氨酯乳液的 0.35％、0.7％和0.75％。颜料的用量根据用户需要的颜色而调节，如2％钴绿。
实施例4
1)首先，向干燥反应器中加入6份苯乙烯和12份丙烯酸正辛酯、13.35份 聚己二酸己二醇酯、14份二苯基甲烷二异氰酸酯、1.2份1,4-丁二醇、2.95份2- 氨基乙基氨基乙磺酸钠、0.3份季戊四醇，反应温度为90℃，反应时间为3小时；
2)然后，加入2份甲基丙烯酸羟丙酯进行封端，反应1小时，再将体系温 度冷却至50℃，再加入3.2份的氨水，中和反应30分钟，再加入100份水，高 速搅拌分散30分钟，再升温至90℃；
3)最后，在温度为90℃的条件下，向反应器中加入偶氮二异丁基脒盐酸盐 溶液(0.8份引发剂溶于40份水中)在3小时内均匀滴入到反应器中，滴加完 毕后，继续保温反应3小时，即制得水性聚氨酯乳液；
4)在水性聚氨酯乳液中加入德国BYK公司生产的BYK-038消泡剂、silquest  Wetlink 78silane促进剂、陶氏化学公司生产的RM-2020NRP增稠剂和颜料即得 到环保水性指甲油。其中消泡剂、促进剂、增稠剂质量分别占水性聚氨酯乳液 的0.5％、1.0％和1.0％。颜料的用量根据用户需要的颜色而调节，如3％的钴绿。
实施例5
1)首先，向干燥反应器中加入10份甲基丙烯酸甲酯、9.48份聚己内酯二 醇、10份异佛尔酮二异氰酸酯、1份1,4-丁二醇、2份二羟甲基丙酸、0.25份三 羟甲基丙烷，反应温度为70℃，反应时间为1小时；
2)然后，加入0.5份丙烯酸羟乙酯进行封端，反应0.5小时，再将体系温 度冷却至30℃，再加入1.3份的氨水，中和反应20分钟，再加入60份水，高 速搅拌分散10分钟，再升温至80℃；
3)最后，在温度为80℃的条件下，向反应器中加入双氧水溶液(0.2份引 发剂溶于10份水中)在1小时内均匀滴入到反应器中，滴加完毕后，继续保温 反应1小时，即制得水性聚氨酯乳液；
4)在水性聚氨酯乳液中加入德国BYK公司生产的BYK-034消泡剂、silquest  Wetlink 78silane促进剂、陶氏化学公司生产的ASE-60增稠剂和颜料即得到环 保水性指甲油。其中消泡剂、促进剂、增稠剂质量分别占水性聚氨酯乳液的0.1％、 0.3％和0.1％。颜料的用量根据用户需要的颜色而调节，如2％的铜铬黑。
实施例5中的甲基丙烯酸甲酯还可以为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸 丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲 基丙烯酸乙酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲 基丙烯酸正辛酯和甲基丙烯酸2-乙基己酯中的一种、两种或两种以上任意配比 的混合物。
实施例5中的聚己内酯二醇还可以为分子量介于1000～2000之间，且为聚 己内酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚四氢呋喃二醇、聚己二酸己二醇酯、聚己二酸 丁二醇酯中的一种或两种任意配比的混合物。
实施例5中的异佛尔酮二异氰酸酯还可以为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲 基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或两种任意 配比的混合物。
实施例5中的二羟甲基丙酸还可以为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、二羟 基丙磺酸钠、2-氨基乙基氨基乙磺酸钠、二氨基苯磺酸钠中的一种或两种以上任 意配比的混合物。
指甲油的性能测试方法：
本发明指甲油的光泽度为50至100光泽度单位，优选60至100光泽度单 位，特别优选70至100光泽度单位。将各种指甲油施加在着黑色的聚酰胺塑料 基材上，干燥后根据DIN 67530采用德国BYK Gardner GmbH公司的光泽度测 试仪在角度20°下测量光泽度。
用刷子在人的指甲上施加一层后，其干燥时间于室温通过这样的时间点来 确定，在该时间点之后不会再感触到指甲油的粘性。
实施例 光泽度 室温下在指甲上的干燥时间 1 79 3分钟 2 81 3分钟 3 80 3分钟
4 73 3分钟
上述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的 任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。