CN104403082A - 一种蓖麻油改性聚氨酯固色剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种蓖麻油改性聚氨酯固色剂及其制备方法，由蓖麻油、甲苯2,4-二异氰酸酯TDI、二羟甲基丙酸DMPA、丙酮、二甲基甲酰胺DMF、三乙胺TEA、亚硫酸氢钠为原料合成。生产过程包括聚氨酯预聚反应、改性扩链反应、封端反应、脱溶剂反应等组成。采用可再生的蓖麻油为原料，减少对石油的依赖，同时蓖麻油合成聚氨酯有多个支链，固化时能够产生适当的交联，增强了和织物的结合牢度和粘结力，采用封端反应保证了固化剂有足够的异氰酸酯端基与布面和染料分子发生结合，在不影响织物手感的情况下，提高了织物的色牢度。

Description

一种蓖麻油改性聚氨酯固色剂及其制备方法
技术领域
本发明属于改性聚氨酯固色剂及其制备领域，特别涉及一种蓖麻油改性聚氨酯固色剂及其制备方法。
背景技术
我国纺织品无论出口还是内销由于染色牢度不够造成的损失非常巨大，而固色剂能有效的提高织物的各项色牢度指标，常用的固色剂比如固色剂Y、M、RD-GE等由于存在甲醛，不符合环保要求，另外常用的无甲醛固色剂存在色牢度不够，使织物的手感变劣，强度等指标下降等不良影响。
中国专利CN101215791A中提到了阳离子聚氨酯改性固色剂的制备方法，在织物上应用具有较好的效果。东华大学的王炜等人用有机硅改性水性聚氨酯羊毛防毡缩整理剂的合成，可以提高羊毛织物染色牢度至4～5级，且色变不大，具有较高的实用价值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种蓖麻油改性聚氨酯固色剂及其制备方法，该发明方法采用可再生的蓖麻油为原料，减少对石油的依赖，同时蓖麻油合成聚氨酯有多个支链，固化时能够产生适当的交联，增强了和织物的结合牢度和粘结力，采用封端反应保证了固化剂有足够的异氰酸酯端基与布面和染料分子发生结合，在不影响织物手感的情况下，提高了织物的色牢度。
本发明的一种蓖麻油改性聚氨酯固色剂，按重量份，所述蓖麻油改性聚氨酯固色剂的原料包括：
本发明的一种蓖麻油改性聚氨酯固色剂的制备方法，包括：
(1)聚氨酯预聚反应：将蓖麻油过滤、脱水处理后，氮气保护下，加入二丁基月桂酸锡DBTL，保温75-80℃，加入甲苯2,4-二异氰酸酯TDI，保温反应1-5h，然后降温至50℃，加溶剂稀释；
(2)引入亲水基团和扩链、中和、封端反应：在步骤(1)所得溶液中加入2,2-二羟甲基丙酸DMPA的二甲基甲酰胺DMF溶液，进行扩链，引入亲水基团，控制反应温度为50℃，反应3-5h，保温继续反应至-NCO基达到规定值(反应过程中，若粘度太大，则加入少量的丙酮稀释)，此后加入三乙胺进行中和反应，反应时间1-4h，反应温度为50℃，待中和完全后，加入含有亚硫酸氢钠的水溶液，搅拌进行封端反应，脱溶剂，即得蓖麻油改性聚氨酯固色剂。
所述步骤(1)中蓖麻油脱水处理为将蓖麻油升温至110-120℃，真空度0.05MPa下，脱水1-2h。
所述步骤(1)中氮气为干燥氮气；反应在反应釜中进行。
所述步骤(1)中溶剂稀释为用丙酮稀释。
所述步骤(2)中控制反应温度为50℃，反应3-5h，至-NCO基团含量达到理论值。
所述步骤(1)、(2)中的溶剂均为丙酮。
所述步骤(2)中的中和度为100％，即TEA的物质的量与DMPA相等。
所述步骤(2)中搅拌速率为1500-2500r/min，反应时间为1-2h。
所述步骤(2)中脱溶剂为在常温条件下脱出丙酮，防止使用时造成工作条件恶化。
有益效果
本发明采用可再生的蓖麻油为原料，减少对石油的依赖，同时蓖麻油合成聚氨酯有多个支链，固化时能够产生适当的交联，增强了和织物的结合牢度和粘结力，采用封端反应保证了固化剂有足够的异氰酸酯端基与布面和染料分子发生结合，在不影响织物手感的情况下，提高了织物的色牢度。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
(1)聚氨酯的预聚反应：
在干燥的反应釜中加入蓖麻油20份，升温至110℃，真空度0.05MPa下脱水2h，干燥氮气保护下加入1份二丁基月桂酸锡(DBTL),保温75℃左右，滴加16份TDI，保温反应3h左右，降温至50℃，加入20份丙酮稀释。
(2)聚氨酯扩链反应
加入8份2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)的二甲基甲酰胺(DMF)溶液进行扩链，引入亲水性基团，控制温度在50℃至-NCO基团含量达到理论值；然后缓慢加入7.5份三乙胺，反应4h左右，其中二甲基甲酰胺的质量为20份。
(3)聚氨酯乳化反应
然后缓慢加入一定量含亚硫酸氢钠的蒸馏水(设计固含量在15％左右)，并强烈搅拌，转速为1950r/min，反应时间为1h-2h。
(4)减压脱除丙酮
在常温条件下脱出丙酮，防止使用时造成工作条件恶化。
(5)固色效果：
纯棉织物31.5×31.5tex,246根/10cm×246根/10cm,活性黑Everzol Black B染色织物，(未使用固色剂，染料用量10％)，染色工艺按《染料应用手册》相关方法进行。固色剂用量选取40g/L；采用二浸二轧；轧液率75％；烘干后135℃焙烘3min；水洗,烘干。未进行固色处理时，织物的湿摩擦牢度只能达到2级，随着固色剂用量的增加，织物的各项色牢度逐渐提高，尤其是湿摩擦牢度显著提高，当固色剂的用量为40g/L时，各项色牢度都能提高1～2级左右，湿摩擦牢度达到了4级。
实施例2
(1)聚氨酯的预聚反应：
在干燥的反应釜中加入蓖麻油50份，升温至110℃，真空度0.05MPa下脱水2h，干燥氮气保护下加入0.5份二丁基月桂酸锡(DBTL),保温75℃左右，滴加40份TDI，保温反应3h左右，降温至50℃，加入20份丙酮稀释。
(2)聚氨酯扩链反应
加入3份2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)的二甲基甲酰胺(DMF)溶液进行扩链，引入亲水性基团，控制温度在50℃至-NCO基团含量达到理论值；然后缓慢加入3份三乙胺，反应4h左右，其中二甲基甲酰胺为20份。
(3)聚氨酯乳化反应
然后缓慢加入一定量含亚硫酸氢钠的蒸馏水(设计固含量在15％左右)，并强烈搅拌，转速为1950r/min，反应时间为1h-2h。
(4)减压脱除丙酮
在常温条件下脱出丙酮，防止使用时造成工作条件恶化。
(5)固色效果：
纯棉织物31.5×31.5tex,246根/10cm×246根/10cm,活性黑Everzol Black B染色织物，(未使用固色剂，染料用量10％)，染色工艺按《染料应用手册》相关方法进行。固色剂用量选取40g/L；采用二浸二轧；轧液率75％；烘干后135℃焙烘3min；水洗,烘干。未进行固色处理时，织物的湿摩擦牢度只能达到2级，随着固色剂用量的增加，织物的各项色牢度逐渐提高，尤其是湿摩擦牢度显著提高，当固色剂的用量为40g/L时，各项色牢度都能提高1～2级左右，湿摩擦牢度达到了4～5级。

Claims (8)

1.一种蓖麻油改性聚氨酯固色剂，其特征在于：按重量份，所述蓖麻油改性聚氨酯固色剂的原料包括：
2.一种如权利要求1所述的蓖麻油改性聚氨酯固色剂的制备方法，包括：
(1)将蓖麻油过滤、脱水处理后，氮气保护下，加入二丁基月桂酸锡DBTL，保温75-80℃，加入甲苯2,4-二异氰酸酯TDI，保温反应1-5h，然后降温至50℃，加溶剂稀释；
(2)在步骤(1)所得溶液中加入2,2-二羟甲基丙酸DMPA的二甲基甲酰胺DMF溶液，控制反应温度，反应至-NCO基达到规定值，此后加入三乙胺进行中和反应，反应时间1-4h，反应温度为50℃，待中和完全后，加入含有亚硫酸氢钠的水溶液，搅拌进行封端反应，脱溶剂，即得蓖麻油改性聚氨酯固色剂。
3.根据权利要求2所述的一种蓖麻油改性聚氨酯固色剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中蓖麻油脱水处理为将蓖麻油升温至110-120℃，真空度0.05MPa下，脱水1-2h。
4.根据权利要求2所述的一种蓖麻油改性聚氨酯固色剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中氮气为干燥氮气；反应在反应釜中进行。
5.根据权利要求2所述的一种蓖麻油改性聚氨酯固色剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中控制反应温度为50℃，反应3-5h，至-NCO基团含量达到理论值。
6.根据权利要求2所述的一种蓖麻油改性聚氨酯固色剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)、(2)中溶剂均为丙酮。
7.根据权利要求2所述的一种蓖麻油改性聚氨酯固色剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的中和度为100％。
8.根据权利要求2所述的一种蓖麻油改性聚氨酯固色剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中封端反应为：搅拌速率为1500-2500r/min，反应时间为1-2h。
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