一种有机硅改性聚氨酯增色提升剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种有机硅改性聚氨酯增色提升剂及其制备方法，其为固含量２０％～４５％、粘度范围８００～３００００ｃｐ的水性乳液；构成乳液的有机硅改性聚氨酯中，含有聚醚、二异氰酸酯及硅氧烷结构单元，所述二异氰酸酯结构与聚醚结构的摩尔比为２～４∶１；所述二异氰酸酯结构与硅氧烷结构的摩尔比为５～２５∶１。该增色提升剂的制备方法流程如图所示。本发明专利技术的增色提升剂与传统的固色剂相比，更安全、更环保，使织物具备更牢的染色牢度和较软的手感。

Organosilicon modified polyurethane color lifting agent and preparation method thereof

The invention discloses a method for preparing silicone modified polyurethane hyperchromic agent and method for its promotion, a solid content of 20% to 45%, the viscosity range of 800 ~ 30000cp water emulsion; emulsion composition containing silicone modified polyurethane, polyether, diisocyanate and siloxane structural units, the molar ratio of the structure and the structure of polyether diisocyanate 2 to 4: 1; the molar ratio of the diisocyanate structure and siloxane structure for 5 to 25: 1. The preparation method and flow chart of this additive are shown in figure. The hyperchromic improver compared with the traditional process, more safety and environmental protection, make the fabric have firmer dye fastness and softer handfeel.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种有机硅改性聚氨酯增色提升剂，尤其涉及一种乳液中含有聚醚、 异氰酸酯及硅氧烷结构单元的水性聚氨酯增色提升剂。该增色提升剂与传统的固色剂相 比，更安全、更环保，使织物具备更牢的染色牢度和较软的手感。
技术介绍
固色剂能够直接作为整理剂、或添加到其他助剂中，有效地提高纺织物在染色处 理后的色牢度，因此是解决在纺织染色生产过程中出现的色牢度问题等必不可少的助剂之一在固色剂问世伊始，一直沿用双氰胺与甲醛缩合的双氰胺类固色剂Y作为直接染 料、酸性染料染棉和丝绸的固色剂，但是由于固色剂Y在整理后具有很高的游离甲醛含量 (> 200mg/kg)，用其固色处理之后会导致皮肤发炎，甚至发生溃疡，因而引起人们的重视， 如今已经严格限制使用。环保型无醛固色剂的问世解决了此类污染问题。此类产品对棉、涤棉的活性、直接 染料染色的色牢度有明显的效果，但是对特深织物以及丝绸、锦纶、尼龙等酸性染料染色后 效果不佳。直接染料、酸性染料和活性染料因含有亲水性基团，遇水时会降低染料和纤维素 纤维间的亲和力。采用阳离子化合物作固色剂，可与纤维与染料结成不溶性盐，这样可以防 止染料因离子化而从织物上脱落及水解，从而提高色牢度。也可以把水溶性染料看做是一 种阴离子活性的胶体电介质，遇水发生离解作用，生成高分子量的阴离子，它可与阳离子表 面活性剂在纤维上进行离子交换，生成微溶或不溶于水的盐类D-SO3- · Na++ (F-NH3) + · Cl- — D-SOf · NH3++NaCl如果设计固色剂为高聚物，受热处理后可以使其在织物表面成膜，覆盖住易脱落 的染料；同时还可以根据棉纤维的结构特点设计固色剂为含有活性基团或交联结构的聚合 物，使固色剂连同染料牢牢地吸附在织物表面；从而有效地提高各方面的染色牢度指标。因此，现有技术有待于完善和发展。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题在于提供一种有机硅改性聚氨酯增色提升剂及其制备方 法，以得到一种无醛环保、同时又能提高染料的染色牢度，改善织物性能的增色提升剂。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下一种有机硅改性聚氨酯增色提升剂，其为固含量20% 45%、粘度范围800 30000cp的水性乳液；构成乳液的有机硅改性聚氨酯中，含有聚醚、二异氰酸酯及硅氧烷结 构单元，所述二异氰酸酯结构与聚醚结构的摩尔比为2 4 1 ；所述二异氰酸酯结构与硅 氧烷结构的摩尔比为5 25 1。所述有机硅改性聚氨酯增色提升剂的制备方法，其包括以下步骤a、将二种或二种以上分子量为1000至2000的聚醚类化合物共混，加入过量二异氰酸酯类化合物，使异氰酸根与羟基的摩尔比为2 4 1，反应生成端基为-NCO的预聚体；b、以步骤a中所述二异氰酸酯类化合物加入重量的5% 25%添加硅氧烷偶联剂进行有机硅改性；C、以步骤a、b中加料总重量的8% 10%加入亲水性扩链剂进行扩链反应；d、测量剩余的异氰酸根，按照测量值的等摩尔量加入封端剂，进行封端反应；e、加入与扩链剂等摩尔的环氧氯丙烷进行季铵化；所述步骤a-e在无水环境中进行；f、用有机酸调节pH值至6 7，加入去离子水进行乳化得到乳液。所述的制备方法，其中，所述步骤a-e还在氮气保护下进行。也可以在其他惰性气 体，如氩气的保护下进行。所述的制备方法，其中，所述聚醚类化合物为聚乙二醇和聚丙二醇的共混物，优选 聚乙二醇和聚丙二醇的重量比为1 20 20 1，尤其优选其重量比为1 1 20 1。 但不限于这2种，还可以使用例如聚丁二醇、乙二醇丙二醇共聚物等。也可以根据需要使用 聚醚三元醇等多元醇醚。所述的制备方法，其中，所述二异氰酸酯类化合物为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二 异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯。所述的制备方法，其中，所述硅氧烷偶联剂为Y-氨丙基三乙氧基硅烷或Υ_(2， 3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或N- ( β _氨乙基)_ Y _氨丙基甲基二甲氧基硅烷，也可以 是其他带氨基或环氧基的硅氧烷偶联剂。所述的制备方法，其中，所述亲水性扩链剂为N-甲基二乙醇胺、二乙烯三胺。也可 使用其他亲水性扩链剂，例如一缩二乙二醇，无水乙二胺，等含有双羟基或双氨基的小分子 化合物。所述的制备方法，其中，所述测量剩余的异氰酸根，可以使用二正丁胺法。所述的制备方法，其中，所述封端剂优选为丙二酸二乙酯、乙酰苯胺、亚硫酸氢钠 中的一种，还可使用其他封端剂如乙酰乙酸乙酯、苯酚来终止聚合反应。这些封端剂的解 封温度较低，可以在一定温度下增加解封程度，即增加可与纤维反应的-NC0，从而增强色牢度。所述的制备方法，其中，环氧氯丙烷用于季铵化，以形成季铵盐阳离子。所述的制备方法，其中，所述有机酸为三氯乙酸或乙酸。也可以是甲酸、丙酸等其 他有机酸。采用上述方法制备的有机硅改性聚氨酯增色提升剂中含有大量的阳离子基团，可 以和染料中的阴离子基团反应形成不溶性的色淀，从而提高织物的皂洗色牢度；还含有羟 基，环氧基等反应性基团，可以和纤维发生反应，形成交联结构；分子量较大，可以在纤维织 物表面形成较致密的薄膜覆盖染料涂层，进一步增强了染料与纤维的结合牢度；另外，引入 的硅氧烷结构，其硅氧键可以在布料表面水解形成交联体系，从而提高水性聚氨酯在在布 料表面的成膜性，能够赋予织物较软的手感，并使织物的防水性也有所改善。本专利技术通过上述方案制备的有机硅改性聚氨酯增色提升剂，可大幅度提高织物的水洗牢度，摩擦牢度，皂洗牢度等，达到固色效果，同时提供织物较软的手感。并且其以水为 介质，在织物上固化成膜的过程中无有害溶剂挥发，复合绿色化学标准与化工助剂环保要 求，与传统的固色剂相比，更安全、更环保。附图说明图1是本专利技术的有机硅改性聚氨酯增色提升剂制备方法的流程图；图2是本专利技术实施例1制备的有机硅改性聚氨酯增色提升剂的红外光谱图；图3是本专利技术实施例2制备的有机硅改性聚氨酯增色提升剂的红外光谱图；图4是本专利技术实施例3制备的有机硅改性聚氨酯增色提升剂的红外光谱图。具体实施例方式下面结合附图，对本专利技术的较佳实施例作进一步详细说明。本专利技术提供了，按照如附图1所 示流程进行制备，下面以聚醚为聚乙二醇和聚丙二醇、二异氰酸酯类化合物是异佛尔酮二 异氰酸酯(IPDI)的情况为例进行说明(1)聚氨酯的预聚反应在干燥的反应容器中加入聚乙二醇1000(即PEG1000)和聚丙二醇1000(即 PPG1000)的共混物，在100°C 120°C条件下抽真空减压蒸馏2 3小时以除去水分和小 分子杂质，然后降温至60°C 70°C，以异氰酸根与羟基的摩尔比n(-NCO) η(_0Η)=2 4 1的比例加入异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)，并保持温度在此区间反应3 4小时。(2)有机硅改性反应以相对于二异氰酸酯化合物重量的5% 25%将改性所需硅氧烷偶联剂溶于丙 酮中，配成约30%的有机硅-丙酮溶液，在30°C 40°C条件下滴加到上述反应体系中，并反 应1 1. 5小时。(3)扩链反应将相当于上述加料总质量的5% 20% (可以优选8% 10% )的扩链剂用少量 丙酮稀释，滴加入上述(2)反应体系中，将温度控制在40°C 60°C之间，反应1 2小时。(4)封端反应将上述聚合物温度控制在70°C 80°C，采用二正丁胺法测量剩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机硅改性聚氨酯增色提升剂，其特征在于，其为固含量２０％～４５％、粘度范围８００～３００００ｃｐ的水性乳液；构成乳液的有机硅改性聚氨酯中，含有聚醚、二异氰酸酯及硅氧烷结构单元，所述二异氰酸酯结构与聚醚结构的摩尔比为２～４∶１；所述二异氰酸酯结构与硅氧烷结构的摩尔比为５～２５∶１。

【技术特征摘要】
一种有机硅改性聚氨酯增色提升剂，其特征在于，其为固含量20％～45％、粘度范围800～30000cp的水性乳液；构成乳液的有机硅改性聚氨酯中，含有聚醚、二异氰酸酯及硅氧烷结构单元，所述二异氰酸酯结构与聚醚结构的摩尔比为2～4∶1；所述二异氰酸酯结构与硅氧烷结构的摩尔比为5～25∶1。2.—种权利要求1的有机硅改性聚氨酯增色提升剂的制备方法，其包括以下步骤a、向一种或一种以上分子量为1000至2000的聚醚类化合物中加入过量二异氰酸酯类 化合物，使异氰酸根与羟基的摩尔比为2 4 1，反应生成端基为-NCO的预聚体；b、以步骤a中所述二异氰酸酯类化合物加入重量的5% 25%添加硅氧烷偶联剂进行 有机硅改性；C、以步骤a、b中加料总重量8% 10%加入亲水性扩链剂进行扩链反应；d、测量剩余的异氰酸根，按照测量值的等摩尔量加入封端剂，进行封端反应；e、加入与扩链剂等摩尔的环氧氯丙烷进行季铵化； 所述步骤a-e在无水环境中进...

【专利技术属性】
技术研发人员：王利民，白朔，丁之，詹其乐，徐助成，张春梅，邹刚，田禾，
申请(专利权)人：深圳天鼎精细化工制造有限公司，华东理工大学，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]