一种同步实现纺织品着色与抗皱整理的UV固化偶氮苯-聚氨酯基高分子染料的制备方法

摘要

本发明公开了一种用于同步实现纺织品着色与抗皱整理的UV固化偶氮苯-聚氨酯基高分子染料的制备方法，属于纺织化工技术领域。本发明通过发色体中羟基与聚氨酯末端异氰酸酯基的反应将含羟基的偶氮苯发色体接入聚氨酯分子链，并以丙烯酸酯类单体为封端剂，制得具有抗皱功能同时可UV固化的偶氮苯-聚氨酯基高分子染料。这种高分子染料解决了低分子偶氮苯染料耐热迁移性、耐溶剂性及安全性较差等问题，同时赋予其涂层或印花织物鲜艳饱满的色泽及良好的抗皱功能，为缩短纺织品加工流程、降低能耗和污染提供一条新途径。

说明书

技术领域

本发明属于纺织化工技术领域，具体涉及一种同步实现纺织品着色与抗皱整理的偶氮 苯-聚氨酯基功能高分子染料的制备方法。

背景技术

偶氮苯类染料因其分子量低，耐热迁移性及耐溶剂性较差，在加工和储存过程中染色织 物因表面染料迁移而产生色差或褪色，此现象在分散染料染色或涂层织物上尤为严重，不仅 降低产品档次，而且间接导致染料浪费、被人体吸收造成过敏、致癌等危害、环境污染等一 系列问题。因此，将低分子偶氮苯发色体引入高分子链制备高分子染料越来越受到人们的重 视以满足安全、高效、环保的市场要求。

高分子染料分子中发色体以化学键合的方式连接在高分子主链或侧链，兼具发色体的色 彩性、着色能力及高分子材料的成膜性、耐迁移性、耐热性等特点。尺寸大，耐化学性高、 热稳定性好，不易被皮肤吸收，具有安全低毒、绿色环保等特性，可有效克服低分子染料在 安全、着色等方面的不足。水性聚氨酯因其分子结构可裁剪且能有效提升纺织品染色深度、 牢度及鲜艳度，被广泛用作纺织品粘合剂、固色剂、整理剂等。专利200410014913.5将含活 泼氢的染料母体接入聚氨酯分子链上，制备出用于涂料、织物、皮革等的水性聚氨酯染料， 染色牢度优良且颜色鲜艳。专利CN201310573640.7公开了一种侧链型偶氮苯型水性聚氨酯， 但主要用于信息功能材料领域。因此，将染料发色体引入聚氨酯分子链中制备聚氨酯基高分 子染料则可同步实现纺织品着色和功能整理，符合现代印染工业节能环保短流程的理念要求。 聚氨酯基高分子染料在纤维、织物等着色、整理中具有良好的开发应用价值。

但是，目前开发出的聚氨酯基高分子染料多为热固型，处理到织物上后依然需要经过高 温焙烘以达到交联固色的目的。紫外光固化具有高效、环保、节能、适用性强等特点，是一 种环境友好的绿色技术。将UV固化基团引入聚氨酯基高分子染料体系，则可有效解决上述问 题，不仅能显著改善固化效率、节约能源，还可以避免高温焙烘引起的织物机械性能下降等 问题，从而制备出绿色环保、安全无毒的高分子染料。

发明内容

本发明的目的在于制备一种UV固化偶氮苯-聚氨酯基功能高分子染料，用于纺织品涂层 或印花上，同步实现纺织品着色与功能整理，以提高染料安全性、改善固化速率并缩短纺织 品加工流程。

具体工艺步骤如下：

(1)将物质的量分数50-58％二异氰酸酯和物质的量分数9-18％低聚二元醇滴加至三口烧 瓶中，油浴升温至80℃反应40-60min，制得聚氨酯预聚体；将物质的量分数3-10％偶氮苯发色 体直接加入反应体系，80℃下反应2-2.5h；将物质的量分数5-11％亲水性扩链剂逐滴滴加至三 口烧瓶中，滴加结束后于80℃下进行扩链反应1-1.5h，反应过程中加入10-20mL丙酮降低反应 体系粘度；加入物质的量分数2-24％羟基丙烯酸酯封端剂，于80℃下封端反应1-1.5h；接着降 低温度至50℃，加入中和剂，进行中和成盐反应30min，中和度100％；最后经减压旋转蒸馏 除去丙酮，得到偶氮苯-聚氨酯基功能高分子染料；

所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二 环己基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。

所述低聚二元醇为聚乙二醇1000、聚乙二醇2000、聚碳酸酯二醇500、聚碳酸酯二醇 1000中的一种。

所述偶氮苯发色体为N,N-二羟乙基偶氮苯、N,N-二羟乙基对硝基偶氮苯。

所述亲水性扩链剂为N-甲基二乙醇胺、2,2-二羟甲基丁酸的一种。

所述羟基丙烯酸酯封端剂为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、季戊四醇三丙烯酸酯 中的一种。

所述中和剂为为冰乙酸、三乙胺中的一种。

(2)将5-20wt％偶氮苯-聚氨酯基功能高分子染料、0-20wt％增稠剂PFL、5-10wt％光引发 剂1173、50-90wt％去离子水混合均匀，对棉织物进行印花或涂层，室温干燥8-12h，最后UV 固色30-60s。

具体实施方式

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。

实施例一：

将物质的量分数44％异佛尔酮二异氰酸酯和物质的量分数17％聚乙二醇1000滴加至三 口烧瓶中，油浴升温至80℃反应1h，制得聚氨酯预聚体；将物质的量分数3％偶氮苯发色体直 接加入反应体系，80℃下反应2h。将物质的量分数11％N-甲基二乙醇胺溶于10mL丙酮，逐滴 滴加至三口烧瓶中，滴加结束后于80℃下进行扩链反应1h。加入物质的量分数24％丙烯酸羟 乙酯封端剂，于80℃下封端反应1-1.5h。接着降低温度至50℃，加入冰乙酸，与N-甲基二乙醇 胺中和成盐，中和度100％，反应30min。加入蒸馏水，最后经减压旋转蒸馏除去丙酮，得到 偶氮苯-聚氨酯基高分子染料。

将20wt％偶氮苯-聚氨酯基功能高分子染料、20wt％增稠剂PFL、10wt％光引发剂1173、 50wt％去离子水混合均匀，对棉织物进行印花，室温干燥12h，最后UV固色40s。

实施例二：

将物质的量分数50％异佛尔酮二异氰酸酯和物质的量分数15％聚碳酸酯二醇500滴加至 三口烧瓶中，油浴升温至80℃反应1h，制得聚氨酯预聚体；将物质的量分数5％偶氮苯发色体 直接加入反应体系，80℃下反应2h。将物质的量分数15％N-甲基二乙醇胺溶于10mL丙酮，逐 滴滴加至三口烧瓶中，滴加结束后于80℃下进行扩链反应1h。加入物质的量分数15％丙烯酸 羟乙酯封端剂，于80℃下封端反应1-1.5h。接着降低温度至50℃，加入冰乙酸，与N-甲基二乙 醇胺中和成盐，中和度100％，反应30min。加入蒸馏水，最后经减压旋转蒸馏除去丙酮，得 到偶氮苯-聚氨酯基高分子染料。

将25wt％偶氮苯-聚氨酯基功能高分子染料、10wt％光引发剂1173、75wt％去离子水混合 均匀，对棉织物进行涂层，室温干燥10h，最后UV固色60s。