一種陽離子型水性聚氨酯羊毛防氈縮乳液制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于羊毛織物非氯的防氈縮整理劑領(lǐng)域，具體涉及一種陽離子型水性聚氨 酯羊毛防氈縮乳液制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 羊毛是重要的紡織原料，具有良好的吸濕性、保暖性、抗皺性、耐用性及柔軟的手 感等服用性能，頗受消費者青睞。但羊毛鱗片所引起的定向摩擦效應(yīng)（DFE)，使織物機(jī)洗時 容易發(fā)生氈縮，因而極大地影響了織物的尺寸穩(wěn)定和服用性能，因此耐機(jī)洗功能已經(jīng)成為 高檔羊毛織物的一種標(biāo)準(zhǔn)。目前，羊毛防氈縮整理已形成了多套非氯工藝，但尚沒有一種能 與傳統(tǒng)的氯化赫可賽特樹脂整理方法媲美，因此，迫切需要開發(fā)防縮效果好、成本低廉、不 產(chǎn)生可吸附有機(jī)鹵化物A0X的新型防氈縮整理劑。
[0003] 水性聚氨酯具有綠色環(huán)保、使用方便、性能高效等優(yōu)點。與陰離子型水性聚氨酯相 比，陽離子型水性聚氨酯可在酸性條件下應(yīng)用，特別對帶陰離子基材具有較好的粘合性、滲 透性與耐硬水性。首先，利用水性聚氨酯在羊毛纖維表面形成網(wǎng)狀的聚合物薄膜，可有效地 限制鱗片間的相互作用而降低羊毛纖維的縮絨性。其次，利用水性聚氨酯與羊毛上的羧羥 基、氣基或硫醇基等反應(yīng)而提尚防毯縮的耐久性。最后，利用水性聚氣醋與染色羊毛之間的 庫侖鹽式鍵，可提高染色羊毛的色牢度，在一定程度上有利于提高防氈縮的耐久性。
[0004] 目前，陽離子型水性聚氨酯主要作為紡織品的抗起毛起球劑、固色劑或防氈縮劑， 但整理效果依賴于陽離子型水性聚氨酯的結(jié)構(gòu)與組成。例如，如果選用甲苯二異氰酸酯作 為抗起毛起球劑的硬段，會加速含滌綸織物在高溫烘焙中泛黃程度；雖然有關(guān)固色劑的報 導(dǎo)相對較多，但有的對織物干或濕摩擦牢度提升效果不明顯，有的存在嚴(yán)重的色變問題；而 對于羊毛織物防縮劑報導(dǎo)，僅見將環(huán)氧樹脂或有機(jī)硅改性的陽離子型水性聚氨酯的應(yīng)用實 例，但合成工藝復(fù)雜，對處理后羊毛織物強力沒有說明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明是提供一種陽離子型水性聚氨酯防氈縮乳液（CWPU)制備方法，不僅顯著降 低羊毛針織物在洗滌時因氈縮而產(chǎn)生的尺寸變化，而且能改善羊毛針織物的染色深度和染 色牢度，具有良好的應(yīng)用前景。
[0006] 本發(fā)明以多異氰酸酯為硬段，以聚醚多元醇為軟段，以胺類化合物為陽離子擴(kuò)鏈 劑，分別以亞硫酸氫鈉或甲乙酮肟為封端劑，通過調(diào)整各組分的比例，采用自乳化法制備。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)路線可分為：預(yù)聚反應(yīng)一親水?dāng)U鏈反應(yīng)一封端反應(yīng)一中和反應(yīng)一自 乳化反應(yīng)，即可制得封端型陽離子水性聚氨酯防縮乳液。
[0008] 本發(fā)明一種陽離子型水性聚氨酯防氈乳液制備方法，其特征在于，包括如下步驟。 [0009](1)水性聚氨酯預(yù)聚反應(yīng)：將計量的聚醚多元醇在100~120°C，（9. 99X104Pa)真 空度下脫水1~2小時，調(diào)節(jié)預(yù)聚溫度至70~85°C，加入計量的異佛爾酮二異氰酸酯（IH)I)和 有機(jī)錫催化劑反應(yīng)2~3小時，總二異氰酸酯基與總羥基的摩爾比為1. 25~1. 50。期間做跟 蹤測定異氰酸酯基（-NCO)含量，當(dāng)-NCO達(dá)到理論值5. 0~9. 0%時停止反應(yīng)。
[0010] (2)親水?dāng)U鏈反應(yīng)：在反應(yīng)器中緩慢滴加計量的陽離子親水性單體于40~55°C擴(kuò) 鏈反應(yīng)1~2小時，并根據(jù)體系粘度加入適量溶劑降低粘度。
[0011] (3)封端反應(yīng)：擴(kuò)鏈反應(yīng)后向反應(yīng)器中加入計量的封端劑于40~70°C反應(yīng)1~2小 時，并對游離的-NC0含量跟蹤檢測，當(dāng)剩余的-NC0%達(dá)到理論值1. 2~1. 5%時停止反應(yīng)。
[0012] (4)中和反應(yīng)：封端反應(yīng)后降溫至30~50°C向反應(yīng)器中加入適量的中和劑進(jìn)行中 和，使得中和度為80~160%。
[0013] (5)乳化反應(yīng)：根據(jù)20~40%的固含量向反應(yīng)器中勻速加入去離子水，并高速剪切 乳化0. 5~1. 5小時后減壓蒸餾脫除溶劑，最后制得了封端型陽離子水性聚氨酯防縮乳液。
[0014] 上述的聚醚多元醇是分子量在2000的聚氧化丙烯二元醇（PPG-2000)，其占固體 總質(zhì)量的40~60%。
[0015] 上述的催化劑是有機(jī)錫催化劑具體為二月桂酸二丁基錫，本發(fā)明其占固體總質(zhì)量 的 0. 4%。
[0016] 上述的陽離子親水性擴(kuò)鏈劑為N-甲基二乙醇胺（MDEA)，其占固體總質(zhì)量的4~6%。
[0017] 上述的封端劑為亞硫酸氫鈉（SHS)或甲乙酮肟（MEK0)，其占固體總質(zhì)量的 4. 0~7. 0 %〇
[0018] 所述的中和劑為冰醋酸，其占固體總質(zhì)量的3. 0~5. 0 %。
[0019] 上述乳化反應(yīng)攪拌速度為700~1200r/min，反應(yīng)0? 5~L5小時。
[0020] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點及效果。
[0021] (1)公開了一種新型陽離子水性聚氨酯防氈縮乳液的自乳化制備方法。
[0022] (2)合成的陽離子型水性聚氨酯防縮乳液具有貯存穩(wěn)定性優(yōu)良、固含量可調(diào)、應(yīng)用 方便等特點。
[0023] (3)合成的陽離子型水性聚氨酯防縮乳液可有效提高羊毛針織物的防縮性能和頂 破強力，且對羊毛針織物的活性染料染色具有增深作用，不影響羊毛針織物的染色牢度。
【附圖說明】
[0024] 圖1為步驟（3)所示甲乙酮肟封端前后水性聚氨酯預(yù)聚體的紅外光譜圖（FTIR)。 圖中1為封端前的水性聚氨酯預(yù)聚體，2為封端后的水性聚氨酯預(yù)聚體。
【具體實施方式】
[0025] 圖1為步驟（3)所示甲乙酮肟封端前后水性聚氨酯預(yù)聚體的紅外光譜圖（FTIR)。 圖中1為封端前的以下結(jié)合實施例是對本發(fā)明的進(jìn)一步描述，本發(fā)明不限于此。
[0026] 以下實施例1~例3為陽離子型水性聚氨酯防氈縮乳液制備方法。
[0027] 實施例1。
[0028] 將40. 00g聚丙二醇（PPG-2000)置于500ml的三口燒瓶中，升溫至110°C，在真空 度（9.99X104Pa)下脫水2小時，降溫至70 °C。在反應(yīng)器中加入20. 00g異佛爾酮二異 氰酸酯（iroi)并升溫至80°C，反應(yīng)2~3h(滴加3~4滴丙酮稀釋的催化劑)。在體系反應(yīng)2 h時，采用二正丁胺法跟蹤滴定，當(dāng)-NC0達(dá)到理論值8. 70 %時停止此反應(yīng)。降溫至50°C 左右用分液漏斗緩慢滴加7. 00g的N-甲基二乙醇胺（MDEA)，并視體系粘度加適量丙酮稀 釋；1.5h后降溫至5 °C，加入7.00g亞硫酸氫鈉（SHS)反應(yīng)1.5h，封端率控制在95. 0% 以上；繼續(xù)升溫至35 °C，加入4.00g冰乙酸中和0.5h，再加100ml去離子水，中和度保持 在90~110% ;采用轉(zhuǎn)速為1200r/min左右剪切乳化40min，即合成及自乳化成為的亞硫酸 氫鈉封端的陽離子型水性聚氨酯防縮乳液（S-C)，最后真空脫除溶劑丙酮，呈藍(lán)光淡黃色透 明乳液，固含量為30. 0 %，貯存穩(wěn)定性在3個月以上。
[0029] 實施例2。
[0030] 將30. 00g的PPG-2000置于500ml的三口燒瓶中，升溫至110°C，在真空度 (9. 99X104Pa)下脫水2小時，降溫至70°C。在反應(yīng)器中加入11.00g的IPDI并升溫至80 °C，反應(yīng)2~3h(滴加3~4滴丙酮稀釋的催化劑)，其中，在體系反應(yīng)2h時，采用二正丁胺法 跟蹤滴定，當(dāng)-NC0達(dá)到理論值6. 52%時停止此反應(yīng)。降溫至50°C左右用分液漏斗緩慢滴 加2. 46g的MDEA，并視體系粘度加適量丙酮稀釋。1.5h后降溫至43 °C，加入2.50g甲乙 酮肟（MEK0)反應(yīng)1. 5h，封端率控制在98. 0%以上。繼續(xù)加入1. 90g冰乙酸中和0. 5h， 之后加110ml去離子水，中和度保持在90~110%;采用轉(zhuǎn)速為1200r/min左右剪切乳化40 min，即合成及自