阳离子水性聚氨酯的合成及其在染整中的应用

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1、万方数据2013年第28卷第2期2013．V01．28No．2聚氨酯工业POLYURETHANEINDUSTRY·23·阳离子水性聚氨酯的合成及其在染整中的应用王静静1赵涛1’2+(1．东华大学化学化工与生物工程学院上海201620)(2．生态纺织教育部重点实验室上海201620)摘要：采用逐步聚合法，选用异佛尔配l-=-异氰酸酯(IPDI)和聚乙二醇(PEGl000)为预聚单体，自制的端羟基季铵盐为阳离子扩链剂，利用亚硫酸氢钠对异氰酸酯基封端处理后对体系进行去离子水分散乳化，合成了一种反应型阳离子水性

2、聚氨酯(WPU)固色剂，考察了预聚反应温度、nNco／n。。比值以及扩链剂用量对阳离子WPU性能的影响。结果表明，"-3预聚反应nNCO／n。。比值为2．0、温度70℃，季铵盐扩链剂质量分数为9％(相对于预聚物)时，合成阳离子WPU性能较好；将其用于活性染料或直接染料染色棉织物的固色处理，耐皂洗牢度及耐摩擦色牢度效果良好，其中湿摩擦牢度能够达到4级。关键词：阳离子；聚氨酯；染整；应用中图分类号：TQ610．4+4；323．8文献标识码：A文章编号：1005—1902(2013)02—0023—04水性聚

3、氨酯(WPU)是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯(Pu)体系，根据其引入基团所带电性的不同，将WPU分类为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性型‘1。2J。近年来，WPU在纺织和印染助剂方面的应用已有不少报道，如用作染色助剂、涂料印花粘接剂、柔软与防皱整理剂、抗静电和亲水整理剂等，以提高染色深度、牢度以及纺织物的其它性能。PU固色剂是近年来较受关注的一类新型无醛固色剂¨1。本研究采用逐步聚合法，选用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚乙二醇(PEGl000)为预聚单体，端羟基的季铵盐为阳离子扩链剂，

4、利用亚硫酸氢钠对异氰酸酯基封端处理后对体系进行去离子水分散乳化，合成了一种反应型阳离子WPU固色剂，将其用于活性染料或直接染料染色棉织物的固色处理。探讨了反应型阳离子WPU固色剂的合成及其在棉织物固色中的应用。1实验部分1．1原料与仪器异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，日本进口；聚乙二醇(PEGl000)、环氧氯丙烷(ECH)、异丙醇、亚硫酸氢钠、氯化钠、无水碳酸钠，国药集团化学试剂有限公司；Ⅳ．甲基二乙醇胺(MDEA)，梯希爱化成工业发展有限公司；丙酮，上海凌峰试剂有限公司；以上试剂均为分析纯；直接坚牢

5、素黄SF-2RL(Clariant)、ED．H活性黑，工业级，浙江亿得化工有限公司。NicoletMagna．IR560傅里叶红外光谱仪，美国ATIAs电气设备公司；SNB-2数字旋转粘度计，上海地学仪器研究所；Nano-2S纳米粒度与电位分析仪，英国马尔文仪器公司；L80-2台式离心机，上海跃进医疗器械厂；Datacolor650测色配色仪，美国Datacol—or公司；Y571B摩擦牢度仪，温州纺织仪器厂；SW-12A耐洗色牢度试验机，温州大荣纺织仪器有限公司。1．2阳离子WPU固色剂的合成将MDE

6、A和一定量的异丙醇置于三颈烧瓶，升温至40℃时，缓慢滴加计量的ECH，待滴完后升温到60℃反应6h。将所得端羟基季铵盐用丙酮洗涤数次并减压蒸馏除去溶剂，置于45℃的真空干燥箱中。得到的季铵盐，因其具有双端羟基可与聚氨酯预聚物的端异氰酸酯基反应，因此可作为后续聚氨+通讯联系人：赵涛，教授，博士生导师，从事纺织助剂的研发及应用。万方数据·24·聚氨酯工业第28卷酯合成的扩链剂。按预聚体NCO质量分数理论值5．67％的比例，将一定量的PEGl000(预先在100oC、真空度o．09—0．10MPa下脱水2h)

7、置于三颈烧瓶中，40℃搅拌并缓慢加入IPDI，在70℃反应约2h。降温至40℃，取一定量端羟基季铵盐加入其中反应1．5h。利用冰水浴控制反应体系温度0～5℃，将亚硫酸氢钠加入反应溶液中反应1．5h，升温至45℃，根据固含量滴加去离子水，在高速搅拌下乳化2h。乳化结束后减压蒸馏除去乳液中残留的溶剂，即可得到外观为半透明带淡蓝光、固体质量分数为30％～35％的反应型阳离子WPU，作为染整固色剂。1．3WPU固色剂在染整中的应用1．3．1织物的染色棉织物的活性染料浸染法染色采用ED—H活性黑染料。染料用量5％

8、(对纤维重)；氯化钠20g／L；碳酸钠10g／L；浴比1：50。采用60℃人染，90℃碱固色。棉织物的直接染料浸染法染色采用SF-2RL直接坚牢素黄。染料用量2％(对纤维重)；氯化钠20g／L；浴比1：50；采用40℃入染，90℃染色。1．3．2固色处理浸轧工艺：二浸二轧(WPU固色剂80g／L、浴比10：1、轧余率75％)_÷预烘(80℃、4min)_焙烘(温度140℃、时间2min)一水洗后烘干。浸渍工艺：浸渍(WPU固色剂50g／L、