一种用于酸性染料的阴离子型聚氨酯固色剂、其制备方法及应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及纺织助剂合成技术领域，具体涉及一种用于酸性染料的阴离子型聚氨 酯固色剂、其制备方法及应用。
【背景技术】
[0002] 锦纶具有优异的耐磨性、优良的机械强度及独特的服用性能；真丝具有柔软、滑爽 的手感，具有良好的吸湿、透气性能，并具有护肤保健作用；被广泛运用于服装面料领域。锦 纶、真丝通常使用酸性染料进行染色，染料主要依靠范德华力和氢键作用固着在织物上。由 于酸性染料为阴离子型染料，水溶性好，而范德华力和氢键并不牢固，染色后的锦纶、真丝 织物耐洗色牢度、耐摩擦色牢度、耐汗渍色牢度差。因此，锦纶、真丝经酸性染料染色后还需 进行固色处理以提高织物各项色牢度。
[0003] 传统的双氰胺树脂及一般的阴离子型固色剂存在甲醛释放的问题，不利于绿色环 保；而阳离子型固色剂虽不存在甲醛释放问题，但此类固色剂对织物的色光、耐氯性有影 响，且配伍性也较差。
【发明内容】
[0004] 本发明针对现有产品在技术方面存在的不足，提供一种不含甲醛、配伍性好、成膜 性好且膜耐水性优异的用于酸性染料的阴离子型聚氨酯固色剂、其制备方法及应用。
[0005] 为达到上述目的，本发明提供的技术方案是一种用于酸性染料的阴离子型聚氨酯 固色剂的制备方法，包括如下步骤：
[0006] 将经真空脱水干燥处理过的聚丙二醇、磺酸盐型扩链剂α，ω-聚丙二醇-二 胺-磺丙基钠盐和催化剂二月桂酸二丁基锡加入到装有搅拌器、温度计、冷凝回流装置的 反应容器中，开启搅拌，在温度为50~55°C和氮气保护的条件下，将异氟尔酮二异氰酸酯 缓慢滴加至反应容器中，滴加完毕后升温至80~85°C，反应3~4小时，待-NC0含量不再 降低时，降温至70~75°C，加入用N-甲基吡咯烷酮溶解的端羟基超支化聚酯BoltornH20， 反应1~2小时后降温至55~60°C，用甲乙酮肟封端反应0. 5~1小时，降温至室温，加 入去离子水剧烈搅拌乳化0. 5~1小时，得到固含量为40%~50%的阴离子型聚氨酯固色 剂，其结构式如式I所示：
17 >a> 0,34 >b> 12, 7 >c> 4,17 >d>
[0009]其中，按反应物为聚丙二醇、α，ω-聚丙二醇-二胺-磺丙基钠盐、异氟尔酮二异 氰酸酯和超支化聚酯BoltornΗ20计，所述磺酸型扩链剂a，ω-聚丙二醇-二胺-磺丙基 钠盐的用量为反应物总质量的6%~8% ;所述催化剂二月桂酸二丁基锡的用量为反应物 总质量的0.05%~0. 1 % ;所述异氟尔酮二异氰酸酯：聚丙二醇和a，ω-聚丙二醇-二 胺-磺丙基钠盐总的物质的量之比为1. 4~1. 5:1 ;所述超支化聚酯Boltorn Η20的用量 为反应物总质量的1 %~2%。
[0010] 一实施例中：所述的聚丙二醇的平均分子量为800、1000、2000中的一种。
[0011] -实施例中：所述的端羟基超支化聚酯BoltornH20,其分子量为1747g/mol，理 论羟基数为16个，其结构式如式II所示：
[0012]
[0013] 本发明提供的技术方案还包括：
[0014] 根据上述的制备方法所制备得到的用于酸性染料的阴离子型聚氨酯固色剂在酸 性染料染锦纶或真丝织物固色整理中的应用。
[0015] 本发明提供的技术方案还包括：
[0016] -种用于酸性染料的阴离子型聚氨酯固色剂，其特征在于：所述的阴离子型聚氨 酯固色剂结构如式I所示：
17 >a> 0,34 >b> 12, 7 >c> 4,17 >d>
;SBoltornH20,其具体结构式如式II所示：
[0021] 本发明所涉及的原料和设备，除另有说明外，均可从市面上购得；本发明所涉及的 方法，除另有说明外，均为本领域常规技术。
[0022] 本发明的原理是：以α，ω-聚丙二醇-二胺-磺丙基钠盐作亲水扩链剂，侧链的 磺酸基可提供固色剂优异的水分散性，并对酸性染料具有较强的斥力；以端羟基超支化聚 酯为交联剂，可有效提高固色剂的成膜性及膜的耐水性；在高温焙烘下，解封的异氰酸酯基 与活性基团反应，增加固色剂的成膜性；固色剂分子中存在着大量氨基甲酸酯基团，其易与 锦纶、真丝纤维上的酰胺基形成氢键，固色剂分子对锦纶、真丝纤维具有较强的亲和力。聚 氨酯固色剂包覆在纤维表面形成一层具有良好耐水性的薄膜，减少了纤维上染料与水的接 触；同时，带负电荷的薄膜对纤维上的酸性染料有排斥，使染料无法析出，从而提高色牢度。
[0023] 由于以上技术方案的运用，本发明具有如下优点：
[0024] 1.本发明所制备的一种用于酸性染料的阴离子型聚氨酯固色剂不含甲醛。
[0025] 2.本发明以α，ω-聚丙二醇-二胺-磺丙基钠盐作亲水扩链剂，侧链的磺酸基 可提供固色剂优异的水分散性，并对酸性染料具有较强的斥力；以端羟基超支化聚酯为交 联剂，可有效提高固色剂的成膜性及膜的耐水性；在高温焙烘下，解封的异氰酸酯基与活性 基团反应，增加固色剂的成膜性；固色剂分子中存在着大量氨基甲酸酯基团，其易与锦纶、 真丝纤维上的酰胺基形成氢键，固色剂分子对纤维具有较强的亲和力。所制备的阴离子型 聚氨酯固色剂配伍性好、成膜性好、耐水性优异，对酸性染料染锦纶、真丝织物具有良好的 固色效果。
[0026] 3.本发明工艺简单，适合工业化生产。
【附图说明】
[0027] 图1为实施例1中合成的阴子型聚氨酯固色剂的红外谱图；
[0028] 图2为实施例2中合成的阴子型聚氨酯固色剂的红外谱图；
[0029] 图3为实施例3中合成的阴子型聚氨酯固色剂的红外谱图。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步阐述。
[0031] 实施例1
[0032]将经真空脱水干燥处理过的80g聚丙二醇800、8. 2g磺酸盐型扩链剂α，ω-聚丙 二醇-二胺-磺丙基钠盐和〇. 12g催化剂二月桂酸二丁基锡加入到装有搅拌器、温度计、冷 凝回流装置的反应容器，开启搅拌，在氮气保护下加热至55°C，将35. 8g异氟尔酮二异氰酸 酯缓慢滴加至反应容器中，滴加完毕后升温至85°C，反应3小时，待-NC0含量不再降低时， 降温至75°C，加入用15gN-甲基吡咯烷酮溶解的2. 5g超支化聚酯BoltornH20,反应1小 时后降温至60°C，测体系中-NC0含量，用5. 08g甲乙酮肟封端反应0. 5小时，降温至室温， 加入165g去离子水剧烈搅拌乳化0. 5小时，得到固含量约为48%的阴离子型聚氨酯固色 剂。
[0033] 参见附图1，它为本实施例中目标产物的红外谱图。图中3352cm1处为N-H伸缩振 动峰，2971cm1和2871cm1处为-〇13和-〇12的伸缩振动峰，1732cm1处可归为氨基甲酸酯、 取代脲基与酯基中C= 0基伸缩振动峰，1651cm1处为C=N伸缩振动，1541cm1处可归为 氨基甲酸酯和取代脲中N-H变形振动与C-N伸缩振动峰，1232cm1处为氨基甲酸酯基的不对 称伸缩振动峰，1107cm1处有一较宽的吸收峰可归为-SO3Na与C-0-C的重叠峰，在2270cm1 附近的-NC0特征峰消失。表明合成了阴离子型聚氨酯固色剂。
[0034] 本实施例之中，-NC0含量的测定方法如下：
[0035] 采用二正丁胺法，用盐酸标准溶液滴定过量的二正丁胺，用溴酚蓝作指示剂，颜色 由蓝色变为黄色即达到滴定终点。计算式为：
[0037] 其中：W-异氰酸酯基团的百分含量，％;
[0038] %-空白试验消耗的盐酸标准滴定溶液的体积，mL ;
[0039]V2-滴定试样消耗的盐酸标准滴定溶液的体积，mL ;
[0040]