一种环保型封端水性聚氨酯制备方法及其在织物抗皱中应用技术

本发明专利技术公开了一种水性聚氨酯整理剂和制备方法及其在织物抗皱中的应用，包括，以异氟尔酮二异氰酸酯、聚四亚甲基醚二醇2000、二月桂酸二丁基锡、扩链剂二羟甲基丙酸、封端剂硫酸氢钠、促进剂硫酸钠、中和剂三乙胺等为原料，经预聚、扩链、中和及乳化分散等步骤制备而成。合成好的整理剂用于棉织物抗皱整理的方法为：将该整理剂单独或与其他抗皱整理剂复配，对棉织物采用浸轧法进行抗皱整理。经水性聚氨酯整理剂单独或与抗皱整理剂复配整理后的棉织物具有良好的折皱回复性能和强力保留率。该种整理剂的制备简单，应用方便，具有广泛的应用前景和应用市场。

A preparation method of environmental friendly end capped waterborne polyurethane and its application in fabric crease resistance

【技术实现步骤摘要】
一种环保型封端水性聚氨酯制备方法及其在织物抗皱中应用
本专利技术属于纺织品后整理剂
，具体涉及一种环保型封端水性聚氨酯抗皱整理剂和制备方法及其在织物抗皱中的应用。
技术介绍
随着生活水平的提高，消费者对织物的功能性要求越来越高，对服饰不仅要求外观自然，穿着舒适和经济实惠，同时也要求服用过程中料理简便，就是使织物既具有天然纤维的舒适、透气、手感柔软等特点，又具有良好的免烫性能和干湿态抗皱性能。织物产生折皱，主要是由于纤维在受到外力的作用下发生弯曲变形，外力消失以后无法完全恢复原状。在纤维规整度较低的无定形区，大分子排列不整齐，形成的氢键较少，外力使得该区域内的氢键发生形变或键的断裂，此时基本结构单位发生相对滑移，在其他位置再次形成新的氢键。当外力去除后，系统发生蠕性回复，若新的氢键产生的阻力大于回复力，系统形变无法恢复导致永久变形，形成折皱。对织物进行抗皱整理使用的整理剂一般为多官能团化合物，它能够和纤维素分子长链中的羟基生成共价交联，把纤维素中相邻的分子链互相联结起来，限制两分子链间的相对滑移，提高其防皱性和弹性。目前，市场上应用最广泛的抗皱整理剂为N-羟甲基类整理剂，其防皱效果好，但存在甲醛释放的问题。随着各国对纺织品甲醛限量标准的完善，低甲醛和无甲醛整理剂及整理方法一直是纺织品抗皱整理研究的热点。近年来控制甲醛释放量的主要方法是将N-羟甲基酰胺类整理剂醚化或改性，另一种方法就是使用多元羧酸与纤维素发生酯化反应。另外对免烫整理织物的评估方法也有了一些变化，不再只注重干态的弹性回复角，而将其水洗后的布面平挺度(AATCC-124，DP级)作为评估的主要指标，更为重视织物的湿态抗皱性和耐洗性。以丁烷四羧酸(BTCA)和柠檬酸(CA)等为代表的多羧酸类，以及长链多羧酸体系是最有潜力取代N-羟甲基酰胺类化合物的抗皱整理剂，此类整理剂不含甲醛，能达到良好耐久压烫(DP)等级，但多元羧酸整理剂也存在一定缺点，如催化剂价格高、易污染环境等。因此，如何制备稳定性好、方法简单、成本低、对环境无污染水性聚氨酯织物抗皱整理剂，同时能解决传统抗皱整理剂释放甲醛、引起织物强力降低、泛黄的问题，是本领域有待解决的技术问题。
技术实现思路
本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。鉴于上述的技术缺陷，提出了本专利技术。因此，作为本专利技术其中一个方面，本专利技术克服现有技术中存在的不足，提供一种环保型封端水性聚氨酯抗皱整理剂。为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种环保型封端水性聚氨酯抗皱整理剂，包括，所述环保型封端水性聚氨酯抗皱整理剂通过多异氰酸酯与多元醇预聚、扩链，再进行封端中和与乳化分散得到；所述的封端型水性聚氨酯整理剂，由如下化学结构式的单元聚合而成，其结构通式为：作为本专利技术所述水性聚氨酯抗皱整理剂的一种优选方案：所述水性聚氨酯抗皱整理剂为液体，其分子量为2000～10000，异氰酸酯基NCO含量为零。作为本专利技术的另一个方面，本专利技术克服现有技术中存在的不足，提供一种水性聚氨酯抗皱整理剂的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种环保型封端水性聚氨酯整理剂的制备方法，包括，预聚反应：在四口烧瓶内加入多元醇，升温至120～140℃，通入N2置换空气，保持加热，对多元醇进行脱水处理2h，接通N2，降温至60℃左右，搅拌，加入异氟尔酮二异氰酸酯，再升温至65～75℃，加入催化剂反应2～3h，得到水性聚氨酯预聚体，其中，异氟尔酮二异氰酸酯中异氰酸酯基与聚醚二元醇中羟基的物质的量比为1.6:1～2.0:1；扩链反应：在65～75℃条件下，将所述水性聚氨酯预聚体与扩链剂混合反应1～2h，制备含羧基的聚氨酯预聚体；封端中和及乳化分散：在5～15℃条件下，加入封端剂NaHSO3、促进剂Na2SO3和乙醇，除N2，加快搅拌速度，加入中和剂三乙胺中和，反应0.5h后，在强烈搅拌下加入去离子水再次扩链和分散1h，即得所述水性聚氨酯抗皱整理剂。作为本专利技术所述水性聚氨酯抗皱整理剂的制备方法的一种优选方案：所述多元醇为聚醚二元醇PTMG，分子量650～3000。作为本专利技术所述水性聚氨酯抗皱整理剂的制备方法的一种优选方案：所述异氟尔酮二异氰酸酯为脂肪族异氰酸酯。作为本专利技术所述水性聚氨酯抗皱整理剂的制备方法的一种优选方案：所述预聚反应中的催化剂为胺类或有机锡类中的一种。作为本专利技术所述水性聚氨酯抗皱整理剂的制备方法的一种优选方案：所述扩链剂为二羟甲基丙酸DMPA，其添加量为3.0～5.0％。作为本专利技术所述水性聚氨酯抗皱整理剂的制备方法的一种优选方案：所述封端中和及乳化分散，其中，封端剂、促进剂、乙醇、三乙胺和水的质量百分比为：封端剂1～2％、促进剂0.1～0.5％、乙醇1～2％、三乙胺0.5～1.5％，水30～80％。作为本专利技术的再一个方面，本专利技术克服现有技术中存在的不足，提供一种封端型水性聚氨酯抗皱整理剂在织物抗皱整理中的应用。为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种封端型水性聚氨酯抗皱整理剂在织物抗皱整理中的应用，所述的水性聚氨酯抗皱整理剂可单独使用，或与其他商业抗皱整理剂复配，对织物进行抗皱整理。作为本专利技术所述水性聚氨酯整理剂在织物抗皱整理中的应用的一种优选方案：所述的水性聚氨酯整理剂可用于棉织物或麻纺织品的抗皱整理，包括，将织物置于整理液中二浸二轧，然后进行预烘和焙烘，其中，控制轧余率为80～90％，在80℃下预烘1～10min，在120～150℃下焙烘1～10min。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术利用异氟尔酮二异氰酸酯制备出一种新型的水性聚氨酯抗皱整理剂，该整理剂分子中带有聚醚，分子两端为水溶性的聚氨基甲酰磺酸钠，加热解封，脱去封端剂，其中的异氰酸酯释出能与纤维大分子中的氨基和羟基反应形成网状交联结构，赋予织物抗皱性能和弹性；同时分子中还含有二羟甲基丙酸，使得该聚氨酯具有亲水性，分子中的三乙胺用来中和二羟甲基丙酸。本专利技术是根据纤维素纤维织物的抗皱原理，使用封端性水性聚氨酯对其进行抗皱整理，解决了传统的抗皱整理剂甲醛释放、强力降低的问题，从而改善整理后织物强力损失的不足，采用脂肪族的二异氰酸酯改善了整理后的织物泛黄问题，封端型水性聚氨酯与棉纤维大分子间的共价交联，以及在纤维表面形成的网状薄膜，使处理后的织物耐洗性提高，赋予织物优异的耐久抗皱效果。(2)本专利技术制得的环保型封端水性聚氨酯稳定性良好，选用的水性聚氨酯大分子处理织物，在焙烘时解封并脱去封端剂，其中的异氰酸酯和织物上的羟基和氨基形成网状交联，同时大分子附着在织物表面，提供一定秩序，能够限制纤维基本结构单元的相对位移，故可以改善以往抗皱整理强力和耐磨性损失较大的问题。本专利技术优选各原料之间的配比，保证抗皱效果的同时，大大改善以往本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保型封端水性聚氨酯抗皱整理剂，其特征在于：包括，/n所述环保型封端水性聚氨酯抗皱整理剂通过多异氰酸酯与多元醇预聚、扩链，再进行封端中和与乳化分散得到；/n所述的封端型水性聚氨酯整理剂，由如下化学结构式的单元聚合而成，其结构通式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种环保型封端水性聚氨酯抗皱整理剂，其特征在于：包括，
所述环保型封端水性聚氨酯抗皱整理剂通过多异氰酸酯与多元醇预聚、扩链，再进行封端中和与乳化分散得到；
所述的封端型水性聚氨酯整理剂，由如下化学结构式的单元聚合而成，其结构通式为：





2.如权利要求1所述环保型封端水性聚氨酯抗皱整理剂，其特征在于：所述水性聚氨酯抗皱整理剂为液体，其分子量为2000～10000，异氰酸酯基NCO含量为零。


3.一种如权利要求1所述环保型封端水性聚氨酯抗皱整理剂的制备方法，其特征在于：包括，
预聚反应：在四口烧瓶内加入多元醇，升温至120～140℃，通入N2置换空气，保持加热，对多元醇进行脱水处理2h，接通N2，降温至60℃左右，搅拌，加入异氟尔酮二异氰酸酯，再升温至65～75℃，加入催化剂反应2～3h，得到水性聚氨酯预聚体，其中，异氟尔酮二异氰酸酯中异氰酸酯基与聚醚二元醇中羟基的物质的量比为1.6:1～2.0:1；
扩链反应：在65～75℃条件下，将所述水性聚氨酯预聚体与扩链剂混合反应1～2h，制备含羧基的聚氨酯预聚体；
封端中和及乳化分散：在5～15℃条件下，加入封端剂NaHSO3、促进剂Na2SO3和乙醇，除N2，加快搅拌速度，加入中和剂三乙胺中和，反应0.5h后，在强烈搅拌下加入去离子水再次扩链和分散1h，即得所述水性聚氨酯抗皱整理剂。


4.如权利要求3所述环保型封端水性聚氨酯抗皱整理剂的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅佳佳，耿彩花，王蕾，张凯，刘德铭，刘政钦，苏静，
申请(专利权)人：鲁泰纺织股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37