一种室温固化非异氰酸酯水性聚氨酯基高分子染料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于纺织化工技术领域，具体涉及一种室温固化非异氰酸酯水性聚氨酯基高分子染料的制备方法。
【背景技术】
[0002]水性聚氨酯基高分子染料是通过化学反应将染料分子引入聚氨酯主链或侧链上而形成的有色高分子聚合物。它是聚氨酯高分子材料与染料分子在分子水平上的结合，兼有染料色彩性及聚氨酯的成膜性，是有发展前景的功能高分子材料。由于染料以化学键与聚氨酯分子链相连，水性聚氨酯基高分子染料具有优良的耐溶剂性及耐迀移性。此外，水性聚氨酯基高分子染料分子尺寸大，化学稳定性好，不易被皮肤所吸收，具有安全低毒等特性，可广泛用作纺织品粘合剂、着色剂、固色剂、整理剂等，具有良好的开发应用价值。
[0003]但是，亲水性扩链剂的引入和线性分子链结构使聚氨酯耐水性不佳，严重限制了其应用范围。另外普通水性聚氨酯基高分子染料处理到织物上后依然需要经过高温焙烘以达到固色的目的，这不仅影响织物的力学性能、服用性能等，而且消耗大量能源，不符合绿色环保、节能减排的理念要求。
[0004]传统聚氨酯一般是由二异或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物反应而得。但是异氰酸酯本身具有毒性很大且对环境条件敏感，对人体与环境危害大。非异氰酸酯聚氨酯不仅在制备过程中不使用高毒性和湿敏性物质的多异氰酸酯，而且从分子结构上弥补了传统聚氨酯中的弱键结构，耐化学性、耐水解性以及抗渗透性均比较优异。随着“清洁生产工艺”的提倡，非异氰酸酯聚氨酯有着广阔的应用前景，降低其生产成本，简化工艺迫在眉睫。
【发明内容】
[0005]为了解决上述问题，本发明以硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂为封端剂，采用非异氰酸酯路线，制备一种室温固化水性聚氨酯基高分子染料，以改善普通水性聚氨酯基高分子染料耐水性、热稳定性及力学性能，用于纺织品涂层或印花，改善纺织品湿摩擦牢度。具体工艺步骤如下:
[0006]在装有冷凝管、搅拌器、温度计和滴液漏斗的四口烧瓶中加入物质的量分数30-50%环碳酸酯，然后滴加物质的量分数10-30%多元胺化合物、1-2滴三乙胺催化剂，于65-80°C下反5-10h，加入物质的量分数5-15%染料发色体，并在65_80°C下反5_10h，降温至25-30°C加入物质的量分数10-30%偶联剂，反应5-10h，最后加入去离子水，高速乳化0.5-lh，再在1000-3000rpm转速下离心分离10_30min，除去未反应的染料发色体，制得固含量约30-50%室温固化非异氰酸酯水性聚氨酯基高分子染料分散液；
[0007]将20_40被％室温固化非异氰酸酯聚氨酯基高分子染料分散液、10_30wt%增稠剂PFL、30-70wt%去离子水混合均匀，对棉织物进行涂层或印花，室温干燥6-24h。
[0008]所述环碳酸酯为为端基含二或多环碳酸酯低聚物。
[0009]所述多元胺化合物为乙二胺双-2-羟基丙磺酸钠、2，4- 二氨基苯磺酸钠。
[0010]所述染料发色体为含二氨基的染料发色体，例如1，4- 二氨基蒽醌、1，5- 二氨基蒽醌、1，8-二氨基蒽醌的一种。
[0011 ] 所述偶联剂为含有氨基或环氧基的硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂，例如γ -氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、4-氨基苯磺酰二(十二苯磺酰)钛酸异丙酯等。
【具体实施方式】
[0012]下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0013]实施例一:
[0014]在装有冷凝管、搅拌器、温度计和滴液漏斗的四口烧瓶中加入4mmol 二元环碳酸酯，然后滴加2mmol乙二胺双_2_羟基丙磺酸钠、2滴催化剂三乙胺70°C下反10h，加入Immoll, 4- 二氨基蒽醌料发色体70°C下反5h，降温至30°C后加入2mmol γ -氨丙基三乙氧基娃烧偶联剂，反应5h，最后加入一定量去离子水，高速乳化0.5h，再在3000rpm转速下离心分离30min，除去未反应的染料母体，制得固含量约30%室温固化非异氰酸酯聚氨酯基高分子染料分散液。
[0015]将20被％室温固化非异氰酸酯聚氨酯基高分子染料分散液、20wt%增稠剂PFL、60wt%去离子水混合均匀，对棉织物进行印花，室温干燥12h。
[0016]实施例二:
[0017]在装有冷凝管、搅拌器、温度计和滴液漏斗的四口烧瓶中加入4mmol 二元环碳酸酯，然后滴加Immol 2，4-二氨基苯磺酸钠、2滴催化剂三乙胺70°(:下反1011，加入2111111011，8- 二氨基蒽醌料发色体70°C下反5h，降温至30°C后加入2mmol 4-氨基苯磺酰二(十二苯磺酰)钛酸异丙酯，反应5h，最后加入一定量去离子水，高速乳化0.5h，再在3000rpm转速下离心分离30min，除去未反应的染料母体，制得固含量约50 %室温固化非异氰酸酯聚氨酯基高分子染料分散液。
[0018]将40被％室温固化非异氰酸酯聚氨酯基高分子染料分散液、1wt %增稠剂PFL、50wt%去离子水混合均匀，对棉织物进行涂层，室温干燥12h。
【主权项】
1.一种室温固化非异氰酸酯水性聚氨酯基高分子染料的制备方法，其特征是采用以下工艺步骤: (1)在装有冷凝管、搅拌器、温度计和滴液漏斗的四口烧瓶中加入物质的量分数30-50%环碳酸酯，然后滴加物质的量分数10-30%多元胺化合物、1-2滴三乙胺催化剂，于65-80°C下反5-10h，加入物质的量分数5-15%染料发色体，并在65_80°C下反5_10h，降温至25-30°C加入物质的量分数10-30%偶联剂，反应5-10h，最后加入去离子水，高速乳化0.5-lh，再在1000-3000rpm转速下离心分离10_30min，除去未反应的染料发色体，制得固含量约30-50%室温固化非异氰酸酯水性聚氨酯基高分子染料分散液； (2)将20-40被％室温固化非异氰酸酯聚氨酯基高分子染料分散液、10-30wt%增稠剂PFL、30-70wt %去离子水混合均匀，对棉织物进行涂层或印花，室温干燥6-12h。2.如权利要求1所述的一种室温固化非异氰酸酯水性聚氨酯基高分子染料的制备方法，其特征在于所述环碳酸酯为为端基含二或多环碳酸酯低聚物。3.如权利要求1所述的一种室温固化非异氰酸酯水性聚氨酯基高分子染料的制备方法，其特征在于所述多元胺化合物为乙二胺双-2-羟基丙磺酸钠、2，4- 二氨基苯磺酸钠。4.如权利要求1所述的一种室温固化非异氰酸酯水性聚氨酯基高分子染料的制备方法，其特征在于所述染料发色体为含二氨基的染料发色体，例如1，4- 二氨基蒽醌、1，5- 二氨基蒽醌、1，8- 二氨基蒽醌的一种。5.如权利要求1所述的一种室温固化非异氰酸酯水性聚氨酯基高分子染料的制备方法，其特征在于所述偶联剂为含有氨基或环氧基的硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂，例如T -氨丙基三乙氧基硅烷、T -缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、4-氨基苯磺酰二(十二苯磺酰)钛酸异丙酯等。
【专利摘要】本发明公开了一种室温固化非异氰酸酯水性聚氨酯基高分子染料的制备方法，属于纺织化工技术领域。本发明通过环碳酸酯低聚物和亲水性多元胺开环反应，制备非异氰酸酯水性聚氨酯；再将含有氨基的染料母体为发色体引入聚氨酯分子链，并以硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂为封端剂，制得室温固化非异氰酸酯水性聚氨酯基高分子染料。该制备方法程绿色环保，而且改善了普通水性聚氨酯基高分子染料耐水性、热稳定性及力学性能，其涂层或印花织物水洗、干湿摩擦牢度达4-5级以上。
【IPC分类】D06P1/52, C09B69/10, C08G71/04
【公开号】CN105219125
【申请号】CN201510702930
【发明人】王潮霞, 冒海燕, 赵彩云, 殷允杰, 陈坤琳
【申请人】江南大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月26日