[发明专利]多功能型水性聚氨酯-季铵盐聚合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化学化工技术领域，具体涉及一种多功能型水性聚氨酯-季铵盐聚合物的制备方法。

背景技术

织物或纤维染色过程中，染料与织物或纤维之间能形成一定的化学键或分子间力，可以染出较鲜艳的颜色，但因多数染料分子中含有可溶性基团，故湿处理牢度不佳，以致玷污织物或纤维。为避免这些现象的出现，现主要使用固色剂进行固色处理。固色剂具有提高染色过程中染料在织物或纤维上的固着率以及湿处理牢度的能力，对于提高产品质量，降低生产成本，减少污染等具有重要意义。但有相当部分的固色剂中含有甲醛，在染色织物或纤维整理后会残留一定含量的甲醛，影响人体的健康，使其应用受到限制。

20世纪60年代以来，溶剂型聚氨酯得到了广泛的使用，然而有机溶剂易挥发造成空气污染等，随着人类环保意识的逐渐增强及我国加入WTO后对产品的国际化要求越来越高，促进了水性材料的开发。水性聚氨酯以水为基本介质，一是分子结构中含有大量的异氰酸酯基、羟基等活性基团，在较低温度的条件下能使染色织物或纤维及染料上的羟基、氨基等通过化学键或分子间力等结合，提高耐洗、耐磨等染色牢度；二是原料与产物中均不含甲醛及挥发物，具有不污染环境、无毒，操作加工方便；三是具有良好的成膜性和弹性，能够赋予织物或纤维良好的透气性、柔软度、丰满感等特点。水性聚氨酯应用于纺织印染行业的实践表明，其在纺织行业中的应用研究具有潜在的前景，但在固色等功能方面仍存在湿处理牢度较低等缺陷。朝着无毒、高性能和多功能方向发展，强化水性聚氨酯功能分子设计并在分子主链中采用多种方法引入具有特殊功能的分子基团以提高水性聚氨酯的综合性能是当前研究热点。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的染色织物或纤维的染色牢度较差、柔软性与透气性欠佳、有毒、污染环境等问题，提供一种多功能型水性聚氨酯-季铵盐聚合物的制备方法。

本发明方法包括以下步骤：

(1)聚氨酯预聚物溶液的制备：将7-12份的二元醇、80-90份聚多元醇和0.5-1份季铵盐催化剂加入反应容器混和后，在真空状态下脱水处理，再滴加45-55份的多异氰酸酯，在惰性气体保护下升温反应，后依次加入4-8份第一亲水扩链剂，5-8份第二扩链剂，3-5份含羟基不饱和单体反应，然后加入3-6份叔胺反应，降温，制得聚氨酯预聚物溶液；

(2)引发剂溶液的制备：将1-2份的氧化-还原引发剂溶解在320-360份水中获得引发剂溶液；

(3)多功能型水性聚氨酯-季铵盐聚合物的制备：取150-180份步骤(1)所制得的聚氨酯预聚物溶液，升温，加入30-60份季铵盐混和后，加入130-200份步骤(2)所述引发剂溶液反应，后加入步骤(2)所得的剩余引发剂溶液，保温反应后降温，得多功能型水性聚氨酯-季铵盐聚合物；

以上份数均是质量份数。

更具体地说，步骤(1)中所述升温温度为65-80℃；步骤(1)中所述降温温度为50℃以下。步骤(3)中所述升温温度为70-85℃；步骤(3)中所述降温温度为50℃以下。

步骤(1)中所述惰性气体为氮气、氦气和氩气中一种或两种以上的混合物。

步骤(1)中所述二元醇为乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇和1，6-己二醇中的一种或两种任意比例的混合物；步骤(1)中所述季铵盐催化剂以及步骤(3)中所述季铵盐为二甲基烯丙基对苯甲酰苄基溴化铵和二甲基二烯丙基氯化铵中的一种或两种任意比例的混合物。

步骤(1)中所述多异氰酸酯为2，4-甲苯二异氰酸酯、2，6-甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或两种以上任意比例的混合物；步骤(1)中所述聚多元醇是分子量为600、800、1000、1500、2000g/mol的聚乙二醇和分子量为800、1000、1500、2000g/mol的聚丙二醇中的一种或两种以上任意比例的混合物。

步骤(1)中所述第一亲水扩链剂为二羟甲基丙酸、羟甲基丁酸、酒石酸和二羟甲基丁酸半酯中的一种或两种以上任意比例的混合物；步骤(1)中所述第二扩链剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺、丙二胺和异佛尔酮二胺中的一种或两种以上任意比例的混合物。

步骤(1)中所述含羟基不饱和单体为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或两种以上任意比例的混合物。

步骤(1)中所述叔胺为三甲胺、三乙胺和N-甲基二乙醇胺中的一种或两种以上任意比例的混合物。