CN109457518A - 一种纳米二氧化钛改性固色剂乳液的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种纳米二氧化钛改性固色剂乳液的制备方法，固色剂乳液由如下重量份数原料制成：改性纳米二氧化钛分散液15‑20份、水性聚氨酯25‑40份、羟丙基硅油4‑12份、多元醇9‑14份、紫胶3‑7份、甲基丙烯酸甲酯5‑10份、引发剂0.5‑2份、水700‑750份；纳米二氧化钛改性固色剂乳液的制备方法包括如下几个步骤：1)配置上述改性纳米二氧化硅分散液；2)配置混合液B；3)将改性纳米二氧化硅分散液、混合液B和剩余物料至于乳化釜中，搅拌一定时间，得纳米二氧化钛改性固色剂乳液；本发明采用类酯化反应对纳米二氧化钛进行表面处理，提高了纳米粒子有机物中的分散性，增强了固色剂的力学性能。

Description

一种纳米二氧化钛改性固色剂乳液的制备方法

技术领域

本发明涉及固色剂技术领域，具体涉及一种纳米二氧化钛改性固色剂乳液的制备方法。

背景技术

纳米二氧化钛是金红石型白色疏松粉末，屏蔽紫外线作用强，有良好的分散性和耐候性。具有抗线、抗菌、自洁净、抗老化性能，可用于化妆品、功能纤维、塑料、油墨、涂料、油漆、精细陶瓷等领域。

固色剂是印染行业中的重要助剂之一，它可以提高染料在织物上颜色耐湿处理牢度所用的助剂。在织物上可与染料形成不溶性有色物而提高了颜色的洗涤、汗渍牢度，有时还可提高其日晒牢度。

有些染料虽然可以染出比较鲜艳的色泽，但由于染料上带的水溶性基团，使湿处理牢度不佳，褪色和沾色现象严重，不仅使纺织品本身外观陈旧，同时染料脱落下来会沾污到白色或其他色泽的纤维上，产生沾色、搭色现象，如直接染料和酸性染料就易产生这样的问题。另外，尽管活性染料可与纤维素纤维形成共价键结合，但在染色中，若存在水解染料或对未键合的染料皂洗不充分，也会使湿处理牢度下降；另外，与纤维已形成共价键的活性染料还可能在酸性或碱性条件下的断键分解，以及耐氯色牢度、耐汗渍牢度、耐日晒牢度不足等问题。问了改进织物色牢度，可以进行固色处理，这些可以提高各类染色牢度的助剂称为固色剂。

在公开日为2015年7月1日公开的一篇中国公开的专利文件CN104744642A中公开了一种纳米二氧化钛改性固色剂乳液的制备方法，克服了固色剂乳液抗紫外线差的不足，以改性纳米二氧化钛分散液、阳离子单体、有机硅单体、乳化剂、引发剂、去离子水为原料，采用核壳乳液聚合方式，制备出纳米二氧化钛改性固色剂乳液。本发明工艺简便、控制简单、聚合体系稳定，通过调节核层及壳层单体组分的配比，使纳米二氧化钛、阳离子单体及有机硅单体差别化的分布，以达到改性固色剂乳液的目的。

但现有的固色剂还存在耐摩擦色牢度差，耐水性差的缺陷。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了纳米二氧化钛改性固色剂乳液的制备方法，有效的弥补了现有技术存在的缺陷。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种纳米二氧化钛改性固色剂乳液的制备方法，固色剂乳液由如下重量份数原料制成：改性纳米二氧化钛分散液15-20份、水性聚氨酯25-40份、羟丙基硅油4-12份、多元醇9-14份、紫胶3-7份、甲基丙烯酸甲酯5-10份、引发剂0.5-2份、水700-750份；

改性纳米二氧化硅分散液的制备步骤如下：

室温下，将1-5份冰醋酸与10-15份钛酸丁酯边搅拌边溶于100-120份无水乙醇中，得混合液A，随后将混合液A在50-60℃恒温水浴条件下加入45-60份纳米二氧化钛粉末和7-11份壳聚糖，混合均匀即得改性纳米二氧化硅分散液；

纳米二氧化钛改性固色剂乳液的制备方法包括如下几个步骤：

1)配置上述改性纳米二氧化硅分散液；

2)将水性聚氨酯、羟丙基硅油、紫胶、甲基丙烯酸甲酯和引发剂加入三口烧瓶中，缓慢升温至一定温度，加热15-20min，得混合液B；

3)将改性纳米二氧化硅分散液、混合液B和剩余物料至于乳化釜中，搅拌一定时间，得纳米二氧化钛改性固色剂乳液。

优选的，所述固色剂乳液由如下重量份数原料制成：改性纳米二氧化钛分散液16-18份、水性聚氨酯30-35份、羟丙基硅油5-10份、多元醇10-12份、紫胶5-6份、甲基丙烯酸甲酯7-8份、引发剂1-1.5份、水730-740份。

优选的，所述固色剂乳液由如下重量份数原料制成：改性纳米二氧化钛分散液17份、水性聚氨酯32份、羟丙基硅油7份、多元醇11份、紫胶2份、甲基丙烯酸甲酯8份、引发剂1份、水735份。

优选的，所述多元醇为季戊四醇、丙二醇、新戊二醇中的一种或多种。

优选的，所述步骤2)中升温后温度为110-120℃。

优选的，所述步骤3)中搅拌时间为35-40min。

本发明的有益效果是：

纳米二氧化钛经壳聚糖处理，壳聚糖分子中含有氨基，在酸性介质中易形成更多的-NH₃ ⁺，从而增加了织物上的染座，此外，还增加了表面能，形成了较高的吸附率，增强了染色性能。

水性聚氨酯作为原料制作固色剂，释放-NCO基团与染料分子、纤维上的活性基团反应，使得染料与纤维结合更加紧密，防止染料从纤维上脱落。此外，水性聚氨酯的异氰酸根与织物及染料发生反应，包覆染料分子，使得织物耐摩擦色牢度大幅提高。

羟丙基硅油提供了较低的表面能，耐水性提高，增强了固色剂的耐水性。

通过添加多元醇，采用类酯化反应对纳米二氧化钛进行表面处理，可以改善纳米粒子的亲油性，提高纳米粒子有机物中的分散性，提高耐候性和柔韧性，增强了固色剂的力学性能。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种纳米二氧化钛改性固色剂乳液的制备方法，固色剂乳液由如下重量份数原料制成：改性纳米二氧化钛分散液15份、水性聚氨酯40份、羟丙基硅油4份、多元醇9份、紫胶7份、甲基丙烯酸甲酯5份、引发剂2份、水750份；

其中，多元醇为季戊四醇；

改性纳米二氧化硅分散液的制备步骤如下：

室温下，将1份冰醋酸与15份钛酸丁酯边搅拌边溶于100份无水乙醇中，得混合液A，随后将混合液A在60℃恒温水浴条件下加入45份纳米二氧化钛粉末和11份壳聚糖，混合均匀即得改性纳米二氧化硅分散液；

纳米二氧化钛改性固色剂乳液的制备方法包括如下几个步骤：

1)配置上述改性纳米二氧化硅分散液；

2)将水性聚氨酯、羟丙基硅油、紫胶、甲基丙烯酸甲酯和引发剂加入三口烧瓶中，缓慢升温至110℃，加热20min，得混合液B；

3)将改性纳米二氧化硅分散液、混合液B和剩余物料至于乳化釜中，搅拌35min，得纳米二氧化钛改性固色剂乳液。

实施例2：

一种纳米二氧化钛改性固色剂乳液的制备方法，固色剂乳液由如下重量份数原料制成：改性纳米二氧化钛分散液20份、水性聚氨酯25份、羟丙基硅油12份、多元醇14份、紫胶3份、甲基丙烯酸甲酯10份、引发剂0.5份、水700份；

其中，多元醇为丙二醇；

改性纳米二氧化硅分散液的制备步骤如下：

室温下，将5份冰醋酸与10份钛酸丁酯边搅拌边溶于120份无水乙醇中，得混合液A，随后将混合液A在50℃恒温水浴条件下加入60份纳米二氧化钛粉末和7份壳聚糖，混合均匀即得改性纳米二氧化硅分散液；

纳米二氧化钛改性固色剂乳液的制备方法包括如下几个步骤：

1)配置上述改性纳米二氧化硅分散液；

2)将水性聚氨酯、羟丙基硅油、紫胶、甲基丙烯酸甲酯和引发剂加入三口烧瓶中，缓慢升温至120℃，加热15min，得混合液B；

3)将改性纳米二氧化硅分散液、混合液B和剩余物料至于乳化釜中，搅拌40min，得纳米二氧化钛改性固色剂乳液。

实施例3：

一种纳米二氧化钛改性固色剂乳液的制备方法，固色剂乳液由如下重量份数原料制成：改性纳米二氧化钛分散液16份、水性聚氨酯35份、羟丙基硅油5份、多元醇10份、紫胶6份、甲基丙烯酸甲酯7份、引发剂1.5份、水740份；

其中，多元醇为季戊四醇、丙二醇、新戊二醇中的一种或多种；

改性纳米二氧化硅分散液的制备步骤如下：

室温下，将3份冰醋酸与14份钛酸丁酯边搅拌边溶于105份无水乙醇中，得混合液A，随后将混合液A在55℃恒温水浴条件下加入50份纳米二氧化钛粉末和10份壳聚糖，混合均匀即得改性纳米二氧化硅分散液；

纳米二氧化钛改性固色剂乳液的制备方法包括如下几个步骤：

1)配置上述改性纳米二氧化硅分散液；

2)将水性聚氨酯、羟丙基硅油、紫胶、甲基丙烯酸甲酯和引发剂加入三口烧瓶中，缓慢升温至115℃，加热15min，得混合液B；

3)将改性纳米二氧化硅分散液、混合液B和剩余物料至于乳化釜中，搅拌40min，得纳米二氧化钛改性固色剂乳液。

实施例4：

一种纳米二氧化钛改性固色剂乳液的制备方法，固色剂乳液由如下重量份数原料制成：改性纳米二氧化钛分散液18份、水性聚氨酯30份、羟丙基硅油10份、多元醇12份、紫胶5份、甲基丙烯酸甲酯8份、引发剂1份、水730份；

其中，多元醇为季戊四醇、丙二醇、新戊二醇中的一种或多种；

改性纳米二氧化硅分散液的制备步骤如下：

室温下，将4份冰醋酸与12份钛酸丁酯边搅拌边溶于120份无水乙醇中，得混合液A，随后将混合液A在60℃恒温水浴条件下加入55份纳米二氧化钛粉末和8份壳聚糖，混合均匀即得改性纳米二氧化硅分散液；

纳米二氧化钛改性固色剂乳液的制备方法包括如下几个步骤：

1)配置改性纳米二氧化硅分散液；

2)将水性聚氨酯、羟丙基硅油、紫胶、甲基丙烯酸甲酯和引发剂加入三口烧瓶中，缓慢升温至110℃，加热20min，得混合液B；

3)将改性纳米二氧化硅分散液、混合液B和剩余物料至于乳化釜中，搅拌35min，得纳米二氧化钛改性固色剂乳液。

实施例5：

一种纳米二氧化钛改性固色剂乳液的制备方法，固色剂乳液由如下重量份数原料制成：固色剂乳液由如下重量份数原料制成：改性纳米二氧化钛分散液17份、水性聚氨酯32份、羟丙基硅油7份、多元醇11份、紫胶2份、甲基丙烯酸甲酯8份、引发剂1份、水735份；

其中，多元醇为季戊四醇、丙二醇、新戊二醇中的一种或多种；

改性纳米二氧化硅分散液的制备步骤如下：

室温下，将1份冰醋酸与15份钛酸丁酯边搅拌边溶于110份无水乙醇中，得混合液A，随后将混合液A在50-60℃恒温水浴条件下加入50份纳米二氧化钛粉末和10份壳聚糖，混合均匀即得改性纳米二氧化硅分散液；

纳米二氧化钛改性固色剂乳液的制备方法包括如下几个步骤：

1)配置上述改性纳米二氧化硅分散液；

2)将水性聚氨酯、羟丙基硅油、紫胶、甲基丙烯酸甲酯和引发剂加入三口烧瓶中，缓慢升温至115℃，加热15min，得混合液B；

3)将改性纳米二氧化硅分散液、混合液B和剩余物料至于乳化釜中，搅拌35min，得纳米二氧化钛改性固色剂乳液。

将本发明实施例所得固色剂乳液与现有技术中的固色剂乳液进行对比性能测试，测试色牢度等级、吸水率和上染率，其结果如表1：

表1本发明所得改性固色剂乳液与现有固色剂乳液相比

	色牢度等级	吸水率/％	上染率/％
				实施例1	5	10	98.7
实施例2	5	9	97.9
				实施例3	5	11	98.5
实施例4	5	10	98.3
				实施例5	5	12	98.6
现有技术	4	30	85.1

由上表可知，本发明提供的固色剂乳液相比于现有技术中的固色剂乳液具有更好的耐摩擦色牢度，耐水性强，染色性能强。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种纳米二氧化钛改性固色剂乳液的制备方法，其特征在于，所述固色剂乳液由如下重量份数原料制成：改性纳米二氧化钛分散液15-20份、水性聚氨酯25-40份、羟丙基硅油4-12份、多元醇9-14份、紫胶3-7份、甲基丙烯酸甲酯5-10份、引发剂0.5-2份、水700-750份；

改性纳米二氧化硅分散液的制备步骤如下：

室温下，将1-5份冰醋酸与10-15份钛酸丁酯边搅拌边溶于100-120份无水乙醇中，得混合液A，随后将混合液A在50-60℃恒温水浴条件下加入45-60份纳米二氧化钛粉末和7-11份壳聚糖，混合均匀即得改性纳米二氧化硅分散液；

纳米二氧化钛改性固色剂乳液的制备方法包括如下几个步骤：

1)配置上述改性纳米二氧化硅分散液；

2)将水性聚氨酯、羟丙基硅油、紫胶、甲基丙烯酸甲酯和引发剂加入三口烧瓶中，缓慢升温至一定温度，加热15-20min，得混合液B；

3)将改性纳米二氧化硅分散液、混合液B和剩余物料至于乳化釜中，搅拌一定时间，得纳米二氧化钛改性固色剂乳液。

2.根据权利要求1所述的纳米二氧化钛改性固色剂乳液的制备方法，其特征在于，所述固色剂乳液由如下重量份数原料制成：改性纳米二氧化钛分散液16-18份、水性聚氨酯30-35份、羟丙基硅油5-10份、多元醇10-12份、紫胶5-6份、甲基丙烯酸甲酯7-8份、引发剂1-1.5份、水730-740份。

3.根据权利要求1所述的纳米二氧化钛改性固色剂乳液的制备方法，其特征在于，所述固色剂乳液由如下重量份数原料制成：改性纳米二氧化钛分散液17份、水性聚氨酯32份、羟丙基硅油7份、多元醇11份、紫胶2份、甲基丙烯酸甲酯8份、引发剂1份、水735份。

4.根据权利要求1所述的纳米二氧化钛改性固色剂乳液的制备方法，其特征在于，所述多元醇为季戊四醇、丙二醇、新戊二醇中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的纳米二氧化钛改性固色剂乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中升温后温度为110-120℃。

6.根据权利要求1所述的纳米二氧化钛改性固色剂乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中搅拌时间为35-40min。