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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种低温解封的封端异氰酸酯类交联剂的制备方法,具体是涉及一种提高聚丙烯酸酯类无氟防水整理剂在纺织品上耐洗牢度的低温解封的封端异氰酸酯类交联剂。
技术介绍
1、纺织品后整理助剂能改善织物的外观和风格,也能赋予织物特殊的性能,如:防水、防油、硬挺、阻燃等。应健康环保的要求,目前的防水整理剂多以聚丙烯酸酯类树脂代替含氟类防水整理剂,但聚丙烯酸酯类防水整理剂在纺织品上往往存在耐洗牢度不高的问题。目前通过添加交联剂进行焙烘固化来提高其耐洗牢度,利用缩合、加成等反应使树脂发生不可逆的固化反应,其中异氰酸酯类交联剂能较为显著地提升耐热性、耐水性、耐溶剂性以及耐腐蚀性等性能被广泛研究。
2、封端异氰酸酯类交联剂作为无甲醛交联剂在常温下nco基团处于封闭状态,在整理过程中经过高温焙烘时,封闭的异氰酸酯基发生解封而产生大量nco基团,可与织物、树脂中的活泼基团反应形成化学键,从而达到提高树脂层在织物上结合牢度的目的。当前,异氰酸酯类交联剂主要存在以下问题:与聚丙烯酸酯类防水整理剂的相容性差;解封温度偏高;与织物烘焙工艺不相对称;交联效率与牢度不理想等。
3、申请号为cn111349214a的中国专利公开了一种无溶剂封闭型异氰酸酯交联剂及其制备方法与应用,该交联剂由烯醇或丙烯酸酯对多异氰酸酯改性,再在引发剂作用下发生不饱和双键的共聚,以及封闭剂对剩余的nco进行封端,该交联剂解决了传统溶剂型多异氰酸酯交联剂的高污染、气味大、毒性大等问题,但是在水乳液体系中存在乳化稳定性以及贮存稳定性差的问题。申请号为cn1041
4、要开发适合于聚丙烯酸酯类无氟防水剂的封端异氰酸酯类交联剂重点在于:
5、首先,封端异氰酸酯类交联剂与聚丙烯酸酯类树脂的相容性不可忽视,且交联剂封闭率需要很高,添加后需保证乳液整体均匀稳定;
6、其次,封端异氰酸酯类交联剂的疏水性能也需要得到保证,在解封后的封端剂不能降低防水剂的性能;
7、最后,封端异氰酸酯类交联剂的解封温度要在织物整理加工温度范围内,保证交联剂能在较低温度下快速固化,能满足实际的生产要求且降低能耗。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题,本专利技术旨在开发一种解封后交联固化速度快,与聚丙烯酸酯类无氟防水剂相容性好的,具有优异交联效率和耐洗牢度等性能的低温解封的封端异氰酸酯类交联剂。
2、为实现上述目的,本专利技术采取如下的技术方案:
3、(1)将40~45份二元异氰酸酯与35~45份单脂肪酸甘油酯加入到装有冷凝回流装置的反应容器中,开启搅拌,加入占反应物总质量0.3~0.5%的催化剂,加入95~100份溶剂,80~85℃保温反应3~4h后得到中间体y1;
4、(2)通过羟基喹啉与脂肪酰氯酯化反应获得脂肪酸喹啉酯,fries重排反应,脂肪酸喹啉酯转化为邻位脂肪酰基羟基喹啉,将其作为低温解封的封端剂y2;具体合成工艺如下:
5、将15~20份8-羟基喹啉和30~35份油酰氯溶于90~95份二氯甲烷后,缓慢加入到配有冰浴与回流冷凝器的反应容器中,开启搅拌,再将1~5份碳酸钠加入反应容器中,0~5℃反应 4h。反应结束后加入 5~10份去离子水,搅拌至不再产生气泡。用二氯甲烷对其萃取三次,30~40℃旋蒸除去并回收溶剂二氯甲烷,40~50℃干燥,得产物油酸-8-喹啉酯。
6、将40~45份油酸-8-喹啉酯与 30~40份无水氯化铝溶于溶剂中,开启搅拌, 75~80℃反应至无气泡,再降温到0~5℃,缓慢滴加 5~20份1mol/l 盐酸,静置分层。取有机相,用1mol/l 氢氧化钠水溶液多次萃取,后续用 0.5mol/l 盐酸调节至中性,抽滤,40~50℃干燥,得产物7-油酰基-8-羟基喹啉,作为低温解封的封端剂y2。
7、具体制备流程如下所示。
8、
9、(3)在装有冷凝回流装置的反应容器中加入90~100份中间体y1、3~8小分子扩链剂以及45~50份溶剂,开启搅拌,升温至50~60 ℃,加入占反应物总质量0.3~0.5%的催化剂,反应2~3 h,加入5~10份低温解封的封端剂y2,反应1~2h得到封端异氰酸酯聚合物y3;
10、(4)在装有冷凝回流装置的反应容器中加入90~100份封端异氰酸酯聚合物y3,开启搅拌,升温至60~70 ℃,加入1~5份有机酸,中和5~10 min,将1~2份乳化剂溶于100~150份水后加入反应容器中做乳化处理,充分搅拌30~40 min,减压蒸馏除溶剂,得到低温解封的封端异氰酸酯类交联剂。
11、优选地,所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯;
12、优选地,所述单脂肪酸甘油酯为单硬脂酸甘油酯;
13、优选地,所述小分子扩链剂为三羟甲基丙烷;
14、优选地,所述封闭剂为7-油酰基-8-羟基喹啉;
15、优选地,所述催化剂为n-甲基二乙醇胺;
16、优选地,所述溶剂为n-乙基吡咯烷酮;
17、优选地,所述有机酸为乙酸;
18、优选地,所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚(aeo-7)与十八烷基三甲基氯化铵质量比为2:1的混合物。
19、有益效果:
20、本专利技术提供的低温解封的封端异氰酸酯类交联剂的制备方法,其封端剂的选择为油酰基羟基喹啉,此类封端剂结构中存在油酰基且位于羟基的邻位,从而降低了反应后封端异氰酸酯解封温度,解封温度低于常见的封端剂,进而实现低温解封及快速固化的交联性,同时,由于其结构中存在长烃基链,相较于常见的封端剂避免了解封后的残留物对助剂疏水整理的不利影响。
21、
22、本专利技术提供的低温解封的封端异氰酸酯类交联剂的制备方法上原料中加入了单脂肪酸甘油酯类化合物,进而在制备得到的封闭型异氰酸酯交联剂的分子链侧引入了单脂肪酸甘油酯分子链结构,该结构与聚丙烯酸酯类无氟防水剂结构相似度较高,因此与常见聚丙烯酸酯类无氟防水剂具有良好的相容性,复配使用时不影响助剂的稳定性。
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1.一种低温解封的封端异氰酸酯类交联剂的制备方法,按质量份数计,其制备包括如下合成方法与步骤:
2.根据权利要求1的一种低温解封的封端异氰酸酯类交联剂的制备方法,其特征在于:
【技术特征摘要】
1.一种低温解封的封端异氰酸酯类交联剂的制备方法,按质量份数计,其制备包括如下合成方法与步骤:...
【专利技术属性】
技术研发人员:王刚,刘国涛,鲁国锋,
申请(专利权)人:杭州美高华颐化工有限公司,
类型:发明
国别省市:
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