[发明专利]一种阳离子-非离子混合型水性聚氨酯及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种阳离子‑非离子混合型水性聚氨酯，由以下各重量份组分制得：非离子型亲水单体18～30份，聚醚二元醇30％～50％，二异氰酸酯20％～35％，扩链剂4～7份，中和酸2～6份。其可以作为组分之一应用于纺织浆料中，能够在稀释至20～100倍的情况下稳定分散在中性乃至弱酸性(pH＝5～7)的纺织浆料中，具有使纺织浆料在纺纱过程中不易起毛断丝的作用。

技术领域

本发明涉及化工领域，特别是，涉及一种阳离子-非离子混合型水性聚氨酯及其制备方法和应用。

背景技术

纺织浆料是纺织纤维前处理过程中所用到的具有粘稠作用的天然和人工合成的水溶或水分散性高分子聚合物的统称，这些聚合物在水中能够均匀混合，煮浆后保持稳定分散，纺丝过程中均匀地包附于纺织纤维表面，使得纤维在纺丝过程中不断丝、不起毛，且纺丝工序完成后易于在碱水中快速退浆。常规的纺织浆料主要成分包括淀粉及其衍生物、聚乙烯醇(PVA)、丙烯酸或聚酯类粘合剂、后上蜡助剂、防霉剂、吸湿剂等。目前市场主流产品如聚乙烯醇、水性丙烯酸等产品由于耐磨性及强度较差，与淀粉质量配比比例一般在1:4～1:2之间，用量较多，原材料及运输成本较高，且造成了后续废液处理的难题。

水性聚氨酯作为一种低VOC的新型环保产品，与聚乙烯醇、水性丙烯酸酯分散体相比，其成膜物具有强度高、弹性好、耐磨性佳的优点。但传统的阴离子型水性聚氨酯具有以下缺陷：a、对pH值较为敏感，在水中稀释20～100倍后稳定性较差，纺织浆料所使用的改性淀粉、聚乙烯醇、部分填料助剂等通常呈弱酸性，常规的阴离子型水性聚氨酯与之混合后易破乳团聚后形成絮状物，严重影响煮浆的分散效果与纺纱效率；b、由于水性聚氨酯亲水性较聚乙烯醇、水性丙烯酸酯分散体差，因此后处理退浆效率较低；c、传统的阴离子型水性聚氨酯价格较聚乙烯醇、丙烯酸树脂昂贵，在较低用量时与聚乙烯醇等相比对纺丝效率提高并不明显，导致水性聚氨酯在纺织浆料行业的推广规模较小。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种阳离子-非离子混合型水性聚氨酯，其可以作为组分之一应用于纺织浆料中，能够在稀释至20～100倍的情况下稳定分散在中性乃至弱酸性(pH＝5～7)的纺织浆料中，具有使纺织浆料在纺纱过程中不易起毛断丝的作用。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明包括一种阳离子-非离子混合型水性聚氨酯，由以下各重量份组分制得：

优选的，所述非离子型亲水单体为聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐三硬脂酸酯、聚氧乙烯单硬脂酸酯中的一种或几种。

优选的，所述聚醚二元醇为聚醚N-205、聚醚N-210、聚醚N-220、聚醚N-330中的一种或几种。

优选的，所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺改性MDI中的一种或几种。

优选的，所述扩链剂为甲基二乙醇胺。

所述中和酸为乙酸、2-羟基丙酸、丁酸中的一种或几种。

本发明还包括一种阳离子-非离子混合型水性聚氨酯的制备方法，包括：

1)将非离子型亲水单体和聚醚二元醇升温至100℃～125℃后进行真空脱水处理；

2)将步骤1)中真空脱水处理后的产物降温至50℃～60℃，一次性加入二异氰酸酯后进行保温处理；

3)将步骤2)中保温处理后的产物降温至30℃～40℃，滴加入含扩链剂的丙酮溶液，滴加完毕后加入中和酸搅拌，然后在高速分散下加入去离子水进行乳化处理；

4)将所述步骤3)中乳化处理后的产物升温至60℃～75℃，真空条件下抽除丙酮，即得。