[發明專利]一種納米原位復合反應型有機硅改性陽離子水性聚氨酯的制備方法及其產品

有效

• 申請號: 201110092642.5
• 申請日: 2011-04-14
• 公開（公告）號: CN102199274A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: 權衡;孟嘯;陳建平;李慶文;吳國華;田開武
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: C08G18/83
• 分類號: C08G18/83;C08G18/66;C08G18/61;C08G18/48;C08G18/12;C08K3/22;C08K3/36;D06P5/08;D06M15/568
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鐘鋒

技術領域

本發明涉及活性染料、直接染料、還原染料和硫化染料染色的棉型紡織品和分散染料染色的合成纖維紡織品后固色工藝中使用的染色牢度提升劑，以及含羊毛、羊絨和合成纖維的針織紡織品功能整理中使用的抗起毛起球整理劑，具體涉及一種具有化學活性的納米原位復合有機硅改性陽離子水性聚氨酯的制備方法。

背景技術

目前，水性聚氨酯常被用于各種染色紡織產品的濕摩擦牢度改善和各種針織紡織產品的抗起毛起球整理工藝中。水性聚氨酯一般是通過將二異氰酸酯和聚醚二醇等原料通過本體或溶液聚合并進行自乳化的工藝方法制得的。

上述原料包括基本單體、改性單體和輔助劑，其中：基本單體包括聚醚二醇、聚烯烴二醇、二異氰酸酯、離子型擴鏈劑、非離子型擴鏈劑；改性單體包括烷氧基硅烷偶聯劑、羥烴基聚硅氧烷、氨烴基聚硅氧烷；輔助劑包括基本單體催化劑、季銨化試劑、中和劑、有機溶劑、水等。

目前水性聚氨酯的制備方法包括以下幾種：

1、有機硅改性非離子聚氨酯的制備方法，它的原料包括基本單體、改性單體和輔助劑，其中：基本單體包括聚醚二醇、二異氰酸酯、非離子型擴鏈劑；改性單體為羥烴基聚硅氧烷；輔助劑包括基本單體催化劑和有機溶劑。

如郭云飛、鮑利紅、劉振東等人所著“有機硅改性聚氨酯的合成及其性能”（《紡織學報》2009年30卷第10期）公開的有機硅改性聚氨酯的制備方法，它的原料中：基本單體為分子量為1000的聚丙二醇、異佛爾酮二異氰酸酯、非離子擴鏈劑1,4-丁二醇和三羥甲基丙烷；改性單體為分子量為2000的端羥基聚二甲基硅氧烷；輔助劑為有機溶劑丁酮、乙酸丁酯及催化劑二月桂酸二丁基錫。

盡管非離子的有機硅改性聚氨酯具有良好的耐水性和配伍性，但由于其親水性極差，不易分散、且不易乳化于水相中，造成使用不便或效果欠佳。另外，這種方法制備的有機硅改性聚氨酯缺乏化學活性、分子量較大，且采用較高密度的小分子交聯，因此不適用于紡織印染產品的生產與加工。

2、有機硅改性陰離子水性聚氨酯的制備方法，它的原料包括基本單體、改性單體和輔助劑，其中：基本單體包括聚醚二醇、二異氰酸酯、離子型擴鏈劑；改性單體為氨烴基聚硅氧烷或烷氧基硅烷偶聯劑；輔助劑包括中和劑、水等。

如侯孟華、劉偉區和陳精華所著“有機硅改性水性聚氨酯乳液的研制”（《聚氨酯工業》2005年20卷第1期）公開的有機硅改性水性聚氨酯的制備方法，它的原料中：基本單體為分子量為1000的聚氧化丙烯二醇、甲苯二異氰酸酯、陰離子擴鏈劑2,2-二羥甲基丙酸；改性單體為氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷、α,ω-二氨丙基封端的聚二甲基硅氧烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷中的一種；輔助劑為中和劑三乙胺和去離子水。

采用有機硅改性水性聚氨酯盡管可改善聚氨酯的力學性能和表面疏水性，可應用于改善染色紡織品的色牢度和針織紡織品的抗起毛起球性能，但是由于以2,2-二羥甲基丙酸為擴鏈劑，其強陰離子性使聚氨酯大分子不易在纖維表面發生定向吸附，致使用量通常較大，并明顯導致紡織產品柔軟特性的下降。另外，無活性的水性聚氨酯通常分子量較大，也不利于大分子向纖維微隙的擴散和吸附。

3、反應型有機硅改性陽離子水性聚氨酯的制備方法，它的原料包括基本單體、改性單體和輔助劑，其中：基本單體包括聚烯烴二醇、二異氰酸酯、離子型擴鏈劑、非離子擴鏈劑；改性單體為羥烴基聚硅氧烷、烷氧基硅烷偶聯劑；輔助劑包括季銨化試劑、中和劑、有機溶劑、水等。

如楊文堂、閆喬、唐麗等所著“陽離子水性聚氨酯FS20566M”（《聚氨酯工業》2009年24卷第5期）公開的反應型有機硅改性陽離子水性聚氨酯的制備方法，它的原料中：基本單體為聚丁二烯二醇、異氟爾酮二異氰酸酯、離子型擴鏈劑N-甲基二乙醇胺、非離子型擴鏈劑三羥甲基丙烷；改性單體為端羥烷基改性聚硅氧烷、氨丙基三甲氧基硅烷；輔助劑為季銨化試劑碘甲烷、中和劑醋酸、有機溶劑N-甲基吡咯烷酮、去離子水。

該方法以完全不親水的聚丁二烯二醇為聚氨酯軟單體并采用非離子型的三官能小分子單體三羥甲基丙烷為擴鏈劑，導致產品不易乳化，乳液粒徑較大、粒徑分布較寬且穩定性不高；由于產品選用單體親水性的限制，加之大分子具有較高密度的分子內交聯，必然要求其具有強陽離子特性。以上兩點使得該改性聚氨酯大分子不能以較大的數量向纖維擴散并吸附，而這一點對于染色織物色牢度的提升或是針織紡織品抗起毛起球性能的改善至關重要。

發明內容