一种阳离子型水性聚氨酯羊毛防毡缩乳液制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于羊毛织物非氯的防毡缩整理剂领域，具体涉及一种阳离子型水性聚氨 酯羊毛防毡缩乳液制备方法。
【背景技术】
[0002] 羊毛是重要的纺织原料，具有良好的吸湿性、保暖性、抗皱性、耐用性及柔软的手 感等服用性能，颇受消费者青睐。但羊毛鳞片所引起的定向摩擦效应（DFE)，使织物机洗时 容易发生毡缩，因而极大地影响了织物的尺寸稳定和服用性能，因此耐机洗功能已经成为 高档羊毛织物的一种标准。目前，羊毛防毡缩整理已形成了多套非氯工艺，但尚没有一种能 与传统的氯化赫可赛特树脂整理方法媲美，因此，迫切需要开发防缩效果好、成本低廉、不 产生可吸附有机卤化物A0X的新型防毡缩整理剂。
[0003] 水性聚氨酯具有绿色环保、使用方便、性能高效等优点。与阴离子型水性聚氨酯相 比，阳离子型水性聚氨酯可在酸性条件下应用，特别对带阴离子基材具有较好的粘合性、渗 透性与耐硬水性。首先，利用水性聚氨酯在羊毛纤维表面形成网状的聚合物薄膜，可有效地 限制鳞片间的相互作用而降低羊毛纤维的缩绒性。其次，利用水性聚氨酯与羊毛上的羧羟 基、氣基或硫醇基等反应而提尚防毯缩的耐久性。最后，利用水性聚氣醋与染色羊毛之间的 库仑盐式键，可提高染色羊毛的色牢度，在一定程度上有利于提高防毡缩的耐久性。
[0004] 目前，阳离子型水性聚氨酯主要作为纺织品的抗起毛起球剂、固色剂或防毡缩剂， 但整理效果依赖于阳离子型水性聚氨酯的结构与组成。例如，如果选用甲苯二异氰酸酯作 为抗起毛起球剂的硬段，会加速含涤纶织物在高温烘焙中泛黄程度；虽然有关固色剂的报 导相对较多，但有的对织物干或湿摩擦牢度提升效果不明显，有的存在严重的色变问题；而 对于羊毛织物防缩剂报导，仅见将环氧树脂或有机硅改性的阳离子型水性聚氨酯的应用实 例，但合成工艺复杂，对处理后羊毛织物强力没有说明。
【发明内容】
[0005] 本发明是提供一种阳离子型水性聚氨酯防毡缩乳液（CWPU)制备方法，不仅显著降 低羊毛针织物在洗涤时因毡缩而产生的尺寸变化，而且能改善羊毛针织物的染色深度和染 色牢度，具有良好的应用前景。
[0006] 本发明以多异氰酸酯为硬段，以聚醚多元醇为软段，以胺类化合物为阳离子扩链 剂，分别以亚硫酸氢钠或甲乙酮肟为封端剂，通过调整各组分的比例，采用自乳化法制备。
[0007] 本发明的技术路线可分为：预聚反应一亲水扩链反应一封端反应一中和反应一自 乳化反应，即可制得封端型阳离子水性聚氨酯防缩乳液。
[0008] 本发明一种阳离子型水性聚氨酯防毡乳液制备方法，其特征在于，包括如下步骤。 [0009](1)水性聚氨酯预聚反应：将计量的聚醚多元醇在100~120°C，（9. 99X104Pa)真 空度下脱水1~2小时，调节预聚温度至70~85°C，加入计量的异佛尔酮二异氰酸酯（IH)I)和 有机锡催化剂反应2~3小时，总二异氰酸酯基与总羟基的摩尔比为1. 25~1. 50。期间做跟 踪测定异氰酸酯基（-NCO)含量，当-NCO达到理论值5. 0~9. 0%时停止反应。
[0010] (2)亲水扩链反应：在反应器中缓慢滴加计量的阳离子亲水性单体于40~55°C扩 链反应1~2小时，并根据体系粘度加入适量溶剂降低粘度。
[0011] (3)封端反应：扩链反应后向反应器中加入计量的封端剂于40~70°C反应1~2小 时，并对游离的-NC0含量跟踪检测，当剩余的-NC0%达到理论值1. 2~1. 5%时停止反应。
[0012] (4)中和反应：封端反应后降温至30~50°C向反应器中加入适量的中和剂进行中 和，使得中和度为80~160%。
[0013] (5)乳化反应：根据20~40%的固含量向反应器中匀速加入去离子水，并高速剪切 乳化0. 5~1. 5小时后减压蒸馏脱除溶剂，最后制得了封端型阳离子水性聚氨酯防缩乳液。
[0014] 上述的聚醚多元醇是分子量在2000的聚氧化丙烯二元醇（PPG-2000)，其占固体 总质量的40~60%。
[0015] 上述的催化剂是有机锡催化剂具体为二月桂酸二丁基锡，本发明其占固体总质量 的 0. 4%。
[0016] 上述的阳离子亲水性扩链剂为N-甲基二乙醇胺（MDEA)，其占固体总质量的4~6%。
[0017] 上述的封端剂为亚硫酸氢钠（SHS)或甲乙酮肟（MEK0)，其占固体总质量的 4. 0~7. 0 %〇
[0018] 所述的中和剂为冰醋酸，其占固体总质量的3. 0~5. 0 %。
[0019] 上述乳化反应搅拌速度为700~1200r/min，反应0? 5~L5小时。
[0020] 本发明具有以下优点及效果。
[0021] (1)公开了一种新型阳离子水性聚氨酯防毡缩乳液的自乳化制备方法。
[0022] (2)合成的阳离子型水性聚氨酯防缩乳液具有贮存稳定性优良、固含量可调、应用 方便等特点。
[0023] (3)合成的阳离子型水性聚氨酯防缩乳液可有效提高羊毛针织物的防缩性能和顶 破强力，且对羊毛针织物的活性染料染色具有增深作用，不影响羊毛针织物的染色牢度。
【附图说明】
[0024] 图1为步骤（3)所示甲乙酮肟封端前后水性聚氨酯预聚体的红外光谱图（FTIR)。 图中1为封端前的水性聚氨酯预聚体，2为封端后的水性聚氨酯预聚体。
【具体实施方式】
[0025] 图1为步骤（3)所示甲乙酮肟封端前后水性聚氨酯预聚体的红外光谱图（FTIR)。 图中1为封端前的以下结合实施例是对本发明的进一步描述，本发明不限于此。
[0026] 以下实施例1~例3为阳离子型水性聚氨酯防毡缩乳液制备方法。
[0027] 实施例1。
[0028] 将40. 00g聚丙二醇（PPG-2000)置于500ml的三口烧瓶中，升温至110°C，在真空 度（9.99X104Pa)下脱水2小时，降温至70 °C。在反应器中加入20. 00g异佛尔酮二异 氰酸酯（iroi)并升温至80°C，反应2~3h(滴加3~4滴丙酮稀释的催化剂)。在体系反应2 h时，采用二正丁胺法跟踪滴定，当-NC0达到理论值8. 70 %时停止此反应。降温至50°C 左右用分液漏斗缓慢滴加7. 00g的N-甲基二乙醇胺（MDEA)，并视体系粘度加适量丙酮稀 释；1.5h后降温至5 °C，加入7.00g亚硫酸氢钠（SHS)反应1.5h，封端率控制在95. 0% 以上；继续升温至35 °C，加入4.00g冰乙酸中和0.5h，再加100ml去离子水，中和度保持 在90~110% ;采用转速为1200r/min左右剪切乳化40min，即合成及自乳化成为的亚硫酸 氢钠封端的阳离子型水性聚氨酯防缩乳液（S-C)，最后真空脱除溶剂丙酮，呈蓝光淡黄色透 明乳液，固含量为30. 0 %，贮存稳定性在3个月以上。
[0029] 实施例2。
[0030] 将30. 00g的PPG-2000置于500ml的三口烧瓶中，升温至110°C，在真空度 (9. 99X104Pa)下脱水2小时，降温至70°C。在反应器中加入11.00g的IPDI并升温至80 °C，反应2~3h(滴加3~4滴丙酮稀释的催化剂)，其中，在体系反应2h时，采用二正丁胺法 跟踪滴定，当-NC0达到理论值6. 52%时停止此反应。降温至50°C左右用分液漏斗缓慢滴 加2. 46g的MDEA，并视体系粘度加适量丙酮稀释。1.5h后降温至43 °C，加入2.50g甲乙 酮肟（MEK0)反应1. 5h，封端率控制在98. 0%以上。继续加入1. 90g冰乙酸中和0. 5h， 之后加110ml去离子水，中和度保持在90~110%;采用转速为1200r/min左右剪切乳化40 min，即合成及自