一種用于酸性染料的陰離子型聚氨酯固色劑、其制備方法及應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及紡織助劑合成技術領域，具體涉及一種用于酸性染料的陰離子型聚氨 酯固色劑、其制備方法及應用。
【背景技術】
[0002] 錦綸具有優異的耐磨性、優良的機械強度及獨特的服用性能；真絲具有柔軟、滑爽 的手感，具有良好的吸濕、透氣性能，并具有護膚保健作用；被廣泛運用于服裝面料領域。錦 綸、真絲通常使用酸性染料進行染色，染料主要依靠范德華力和氫鍵作用固著在織物上。由 于酸性染料為陰離子型染料，水溶性好，而范德華力和氫鍵并不牢固，染色后的錦綸、真絲 織物耐洗色牢度、耐摩擦色牢度、耐汗漬色牢度差。因此，錦綸、真絲經酸性染料染色后還需 進行固色處理以提高織物各項色牢度。
[0003] 傳統的雙氰胺樹脂及一般的陰離子型固色劑存在甲醛釋放的問題，不利于綠色環 保；而陽離子型固色劑雖不存在甲醛釋放問題，但此類固色劑對織物的色光、耐氯性有影 響，且配伍性也較差。
【發明內容】
[0004] 本發明針對現有產品在技術方面存在的不足，提供一種不含甲醛、配伍性好、成膜 性好且膜耐水性優異的用于酸性染料的陰離子型聚氨酯固色劑、其制備方法及應用。
[0005] 為達到上述目的，本發明提供的技術方案是一種用于酸性染料的陰離子型聚氨酯 固色劑的制備方法，包括如下步驟：
[0006] 將經真空脫水干燥處理過的聚丙二醇、磺酸鹽型擴鏈劑α，ω-聚丙二醇-二 胺-磺丙基鈉鹽和催化劑二月桂酸二丁基錫加入到裝有攪拌器、溫度計、冷凝回流裝置的 反應容器中，開啟攪拌，在溫度為50~55°C和氮氣保護的條件下，將異氟爾酮二異氰酸酯 緩慢滴加至反應容器中，滴加完畢后升溫至80~85°C，反應3~4小時，待-NC0含量不再 降低時，降溫至70~75°C，加入用N-甲基吡咯烷酮溶解的端羥基超支化聚酯BoltornH20， 反應1~2小時后降溫至55~60°C，用甲乙酮肟封端反應0. 5~1小時，降溫至室溫，加 入去離子水劇烈攪拌乳化0. 5~1小時，得到固含量為40%~50%的陰離子型聚氨酯固色 劑，其結構式如式I所示：
17 >a> 0,34 >b> 12, 7 >c> 4,17 >d>
[0009]其中，按反應物為聚丙二醇、α，ω-聚丙二醇-二胺-磺丙基鈉鹽、異氟爾酮二異 氰酸酯和超支化聚酯BoltornΗ20計，所述磺酸型擴鏈劑a，ω-聚丙二醇-二胺-磺丙基 鈉鹽的用量為反應物總質量的6%~8% ;所述催化劑二月桂酸二丁基錫的用量為反應物 總質量的0.05%~0. 1 % ;所述異氟爾酮二異氰酸酯：聚丙二醇和a，ω-聚丙二醇-二 胺-磺丙基鈉鹽總的物質的量之比為1. 4~1. 5:1 ;所述超支化聚酯Boltorn Η20的用量 為反應物總質量的1 %~2%。
[0010] 一實施例中：所述的聚丙二醇的平均分子量為800、1000、2000中的一種。
[0011] -實施例中：所述的端羥基超支化聚酯BoltornH20,其分子量為1747g/mol，理 論羥基數為16個，其結構式如式II所示：
[0012]
[0013] 本發明提供的技術方案還包括：
[0014] 根據上述的制備方法所制備得到的用于酸性染料的陰離子型聚氨酯固色劑在酸 性染料染錦綸或真絲織物固色整理中的應用。
[0015] 本發明提供的技術方案還包括：
[0016] -種用于酸性染料的陰離子型聚氨酯固色劑，其特征在于：所述的陰離子型聚氨 酯固色劑結構如式I所示：
17 >a> 0,34 >b> 12, 7 >c> 4,17 >d>
;SBoltornH20,其具體結構式如式II所示：
[0021] 本發明所涉及的原料和設備，除另有說明外，均可從市面上購得；本發明所涉及的 方法，除另有說明外，均為本領域常規技術。
[0022] 本發明的原理是：以α，ω-聚丙二醇-二胺-磺丙基鈉鹽作親水擴鏈劑，側鏈的 磺酸基可提供固色劑優異的水分散性，并對酸性染料具有較強的斥力；以端羥基超支化聚 酯為交聯劑，可有效提高固色劑的成膜性及膜的耐水性；在高溫焙烘下，解封的異氰酸酯基 與活性基團反應，增加固色劑的成膜性；固色劑分子中存在著大量氨基甲酸酯基團，其易與 錦綸、真絲纖維上的酰胺基形成氫鍵，固色劑分子對錦綸、真絲纖維具有較強的親和力。聚 氨酯固色劑包覆在纖維表面形成一層具有良好耐水性的薄膜，減少了纖維上染料與水的接 觸；同時，帶負電荷的薄膜對纖維上的酸性染料有排斥，使染料無法析出，從而提高色牢度。
[0023] 由于以上技術方案的運用，本發明具有如下優點：
[0024] 1.本發明所制備的一種用于酸性染料的陰離子型聚氨酯固色劑不含甲醛。
[0025] 2.本發明以α，ω-聚丙二醇-二胺-磺丙基鈉鹽作親水擴鏈劑，側鏈的磺酸基 可提供固色劑優異的水分散性，并對酸性染料具有較強的斥力；以端羥基超支化聚酯為交 聯劑，可有效提高固色劑的成膜性及膜的耐水性；在高溫焙烘下，解封的異氰酸酯基與活性 基團反應，增加固色劑的成膜性；固色劑分子中存在著大量氨基甲酸酯基團，其易與錦綸、 真絲纖維上的酰胺基形成氫鍵，固色劑分子對纖維具有較強的親和力。所制備的陰離子型 聚氨酯固色劑配伍性好、成膜性好、耐水性優異，對酸性染料染錦綸、真絲織物具有良好的 固色效果。
[0026] 3.本發明工藝簡單，適合工業化生產。
【附圖說明】
[0027] 圖1為實施例1中合成的陰子型聚氨酯固色劑的紅外譜圖；
[0028] 圖2為實施例2中合成的陰子型聚氨酯固色劑的紅外譜圖；
[0029] 圖3為實施例3中合成的陰子型聚氨酯固色劑的紅外譜圖。
【具體實施方式】
[0030] 下面結合附圖和實施例對本發明技術方案作進一步闡述。
[0031] 實施例1
[0032]將經真空脫水干燥處理過的80g聚丙二醇800、8. 2g磺酸鹽型擴鏈劑α，ω-聚丙 二醇-二胺-磺丙基鈉鹽和〇. 12g催化劑二月桂酸二丁基錫加入到裝有攪拌器、溫度計、冷 凝回流裝置的反應容器，開啟攪拌，在氮氣保護下加熱至55°C，將35. 8g異氟爾酮二異氰酸 酯緩慢滴加至反應容器中，滴加完畢后升溫至85°C，反應3小時，待-NC0含量不再降低時， 降溫至75°C，加入用15gN-甲基吡咯烷酮溶解的2. 5g超支化聚酯BoltornH20,反應1小 時后降溫至60°C，測體系中-NC0含量，用5. 08g甲乙酮肟封端反應0. 5小時，降溫至室溫， 加入165g去離子水劇烈攪拌乳化0. 5小時，得到固含量約為48%的陰離子型聚氨酯固色 劑。
[0033] 參見附圖1，它為本實施例中目標產物的紅外譜圖。圖中3352cm1處為N-H伸縮振 動峰，2971cm1和2871cm1處為-〇13和-〇12的伸縮振動峰，1732cm1處可歸為氨基甲酸酯、 取代脲基與酯基中C= 0基伸縮振動峰，1651cm1處為C=N伸縮振動，1541cm1處可歸為 氨基甲酸酯和取代脲中N-H變形振動與C-N伸縮振動峰，1232cm1處為氨基甲酸酯基的不對 稱伸縮振動峰，1107cm1處有一較寬的吸收峰可歸為-SO3Na與C-0-C的重疊峰，在2270cm1 附近的-NC0特征峰消失。表明合成了陰離子型聚氨酯固色劑。
[0034] 本實施例之中，-NC0含量的測定方法如下：
[0035] 采用二正丁胺法，用鹽酸標準溶液滴定過量的二正丁胺，用溴酚藍作指示劑，顏色 由藍色變為黃色即達到滴定終點。計算式為：
[0037] 其中：W-異氰酸酯基團的百分含量，％;
[0038] %-空白試驗消耗的鹽酸標準滴定溶液的體積，mL ;
[0039]V2-滴定試樣消耗的鹽酸標準滴定溶液的體積，mL ;
[0040]