封闭型阳离子水性聚氨酯的合成与应用

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阳离子水性聚氨酯更新时间：XXXX-12-26 9:23:35 浏览次数：1189次水性聚氨酯树脂和其他树脂一样, 其最终制品的性能是由内部结构决定的。

阳离子型水性聚氨酯是将叔胺官能团引入到聚氨酯的大分子中而制得的。

通常用含叔胺基的二醇作扩链剂, 用烷基化剂或合适的酸进行季铵化而得到离子基团。

和普通的聚氨酯一样可用不同种类的多元醇、不同结构的二异氰酸酯、不同类型的扩链剂、不同类型的中和剂和采用不同的合成方法进行合成。

阳离子型水性聚氨酯的骨架上带有阳离子基团, 这就使其具有了一些独特的性能, 在皮革、涂料、胶粘剂、纺织和造纸等领域有着较好的应用。

此外, 阳离子水性聚氨酯对水的硬度不敏感, 且可以在酸性条件下使用。

因此, 开发出性能优异的阳离子水性聚氨酯, 其市场前景非常广阔。

1 阳离子水性聚氨酯的合成1.1 合成机理合成阳离子水性聚氨酯时, 一般通过两种途径引入阳离子。

一是用卤素元素化合物引入阳离子,该机理先将聚醚或者聚酯二醇与二异氰酸酯制成预聚体, 加入溶剂降低粘度后, 加入卤素元素化合物( 如2,3-二溴丁二酸) 扩链, 然后再加入溶剂降低粘度, 加入三乙胺季铵化, 搅拌离子化, 将离子化后的PU 分散到水中, 高速剪切乳化, 最后蒸除溶剂。

该机理的季铵化是SN2(亲核取代反应) ; 二是用叔胺化合物引入阳离子, 该机理首先将聚醚或者聚酯二醇与二异氰酸酯制成预聚体, 加入溶剂降低粘度后, 用叔胺化合物( 如N- 甲基二乙醇胺) 扩链, 再加入溶剂降低粘度, 然后加入离子化试剂如乙酸, 搅拌离子化。

将离子化后的PU 分散到水中, 高速剪切乳化, 最后蒸除溶剂。

该机理的季铵化是酸碱中和。

1.2 合成方法阳离子水性聚氨酯的合成与阴离子水性聚氨酯的合成最大的不同就是阳离子水性聚氨酯需加酸成盐, 因此一般不在水中用胺扩链, 所以阳离子水性聚氨酯一般不用阴离子水性聚氨酯常用的预聚体混合法。

从国内外近年来的研究来看, 阳离子水性聚氨酯的合成主要有熔融法和丙酮法。

封端型阳离子水性聚氨酯固色剂的合成及性能

１３性能测定与表征．
透气性，著提高织物的耐摩擦性等。但单纯的显
水性聚氨酯具有耐水性差，织物和染料结合不牢与等缺点，进行适当的化学改性。需目前要将棉、等天然纤维织物的湿摩牢度麻
分析仪（ＧＡ）温度２～６０ ℃ ，温速率２Ｔ，００升０
提高到３级以上仍非常困难。针对这一现状，笔
者引入阳离子亲水基团和进行封端改性，成了合封端型阳离子水性聚氨酯乳液，其应用于棉、将麻
二异氰酸酯（Ｐ）有机锡催化剂和胺类成盐剂，ＩＤＩ、
固色工艺流程：色染烘干
水洗一固色一水洗
工业级，州东南鹏程化工厂；甲基二乙醇胺常氮
（ＭＤＥ、麻油、乙酮肟，学纯，药集Ｎ— Ａ）蓖甲化国团化学试剂有限公司。纯棉活性染料染色织物（红）无醛固色剂１广州仨立化工原料公司；深。，无醛固色剂２广州联庄科技有限公司。，１２实验步骤．将聚醚２０Ｎ— １、ＭＤＥ加入到反应器中，ＯＡ９
（州大学化学化工学院，常江苏常州２３６）１１４
摘要：验以氮甲基二乙醇胺（ＭＤＥ为亲水扩链剂，乙酮肟为封端剂，成了封端型阳离子水性聚氨实Ｎ— Ａ）甲合

阳离子型水性聚氨酯／丙烯酸酯复合乳液的制备

（ＩＮ）ａｄｗｔｒａｅｎｔｔＫＳｎｅｏｉａｏｒｐｒｔｅａｕｏｓＰ／ＡｅｕｓｎＡＢｎａ —ｂｓｄｉｉａｒ（Ｐ）ａｄｔｉｃｍｂｔｎｔｐｅａｅｈｑｅｕＵＰｍｌｏｅｉｏｈｒｎｉｏｉ
维普资讯
第３６卷第５期
２００６年５月
涂料工业
ＰＡＩＮＴ＆ＣＯＡＴＩＮＧＳＩＮＤＵＳＴＲＹ
Ｖｏ．６Ｎ．１３ｏ５
Ｍａ０ｖ２０６
阳离子型水性聚氨酯／烯酸酯复合乳液的制备丙
张
摘
红，陈大俊
（东华大学材料学院，海２０５）上００１
要：采用聚醚二醇、ＩＮ一甲基二乙醇胺（ＭＤ、Ｎ—ＭＤＡ）甲基丙烯酸甲酯（Ａ）Ｅ和ＭＭ制备含叔胺基聚氨酯。
ＭＭＡ既作为反应体系的稀释剂，又是制备共聚乳液的反应单体。用甲基丙烯酸中和含叔胺基聚氨酯，成阳离子型形聚合物，再用去离子水乳化，到阳离子型水性聚氨酯。然后分别用油性引发剂偶氮二异丁腈（ＩＮ）水性引发剂过得ＡＢ、
０引言
聚氨酯具有良好的物理机械性能、异的耐寒性、性及优弹回弹性，涂料、粘剂和油墨等领域应用广泛。最初的聚氨在胶
琐，消耗能源。本文采用聚醚二醇、，一二苯基甲烷二异４４’ 氰酸酯（Ｉ、ＭＤ）Ｎ一甲基二乙醇胺（ —ＭＤＡ）备含叔胺基ＮＥ制

水性聚氨酯的制备及改性方法

聚氨基甲酸酯（polyurethane），简称聚氨酯（PU），是分子结构中含有重复氨基甲酸酯（-NHCOO-）结构的高分子材料的总称。

聚氨酯一般由二异氰酸酯和二元醇或多元醇为基本原料经加聚反应而成，根据原料的官能团数不同，可制成线形或体形结构的聚合物，其性能也有差异。

聚氨酯具有良好的力学性能、粘结性能及耐磨性等，在各领域得到了广发应用。

由于溶剂型聚氨酯的溶剂为有机物，具有挥发性，不仅污染环境，而且对人体有害。

在人们日益重视环境保护的今天以及环保法规的确立，溶剂型涂料中的有机化合物的排放量受到了严格的控制，因此，开发污染小的水性涂料已成为研究的主要方向。

水性聚氨酯（WPU）具有优异的物理机械性能，其不含或含有少量可挥发性有机物，生产施工安全，对环境及人体基本无害，符合环保要求。

其生产方法分为外乳化法和内乳化法，外乳化法又称强制乳化法，由使用这种方法得到的乳液稳定性较差，所以使用较少。

目前使用较多的是内乳化法，也称自乳化法，即在聚氨酯分子链上引入一些亲水性基团，使聚氨酯分子具有一定的亲水性，然后在高速分散下，凭借这些亲水基团使其自发地分散于水中，从而得到WPU。

然而，亲水基团的引入在提高聚氨酯亲水性的同时却降低了它的耐水性和拒油性。

为了改善其耐水性和拒油性，通常是将强疏水性链段引入聚氨酯结构之中。

有机硅、有机氟由于其表面能低和热稳定性好受到人们的重视，已经得到了广泛应用。

同时利用纳米材料来提高涂膜的光学、热学和力学性能。

纳米改性WPU 完美地结合了无机物的刚性、尺寸稳定性、热稳定性及WPU的韧性、易加工性，纳米改性WPU为涂料向高性能化和多功能化提供了崭新的手段和途径，是最有前途的现代涂料研究品种之一。

[1]1.2 水性聚氨酯的基本特征及发展历史1937年德国的Otto Bayer博士首次将异氰酸酯用于聚氨酯的合成。

直到1943年德国科学家Schlack在乳化剂或保护胶体存在的情况下，将二异氰酸酯在水中乳化并在强烈搅拌下加入二胺，首次成功制备了水性聚氨酯。

水性聚氨酯合成、改性及应用前景

水性聚氨酯合成、改性及应用前景摘要：随着水性聚氨酯合成与改性工艺的不断进步，水性聚氨酯的应用也得到了极大地提升，反过来由于水性聚氨酯涂料的优异性能以及其极好的应用前景近些年来有关于水性聚氨酯的合成与改性研究也是如火如荼。

本文主要介绍了水性聚氨酯涂料的合成方法，综述了水性聚氨酯的改性方法，包括丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、纳米材料改性和复合改性，并对水性聚氨酯涂料的发展进行了展望。

关键字：水性聚氨酯；合成；改性；丙烯酸酯；有机硅。

水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。

水性聚氨酯以水为溶剂，无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。

水性聚氨酯可广泛应用于涂料、胶粘剂、织物涂层与整理剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂和纤维表面处理剂。

水性聚氨酯虽然具有很多优良的性能，但是仍然有许多不足之处。

如耐水性差、耐溶剂性不良、硬度低、表面光泽差等缺点，由于水性聚氨酯的这些缺点，我们需要对其进行改性，目前常见的改性方法有丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、纳米材料改性和复合改性等，本文将对水性聚氨酯的合成与改性进行阐述。

一、水性聚氨酯的合成水性聚氨酯的制备可采用外乳化法和自乳化法。

目前水性聚氨酯的制备和研究主要以自乳化法为主。

自乳化型水性聚氨酯的常规合成工艺包括溶剂法(丙酮法)、预聚体法、熔融分散法、酮亚胺等。

丙酮法是先制得含端基的高粘度预聚体，加入丙酮、丁酮或四氢呋喃等低沸点、与水互溶、易于回收的溶剂，以降低粘度，增加分散性，同时充当油性基和水性基的媒介。

反应过程可根据情况来确定加入溶剂的量，然后用亲水单体进行扩链，在高速搅拌下加入水中，通过强力剪切作用使之分散于水中，乳化后减压蒸馏回收溶剂，即可制得PU 水分散体系。

反应的整个过程中，关键的是加入丙酮等溶剂以达到降低体系粘度的目的。

由于丙酮对PU 的合成反应表现为惰性，与水可混溶且沸点低，因此在此法中多用丙酮作溶剂，故名“丙酮法”。

水性聚氨酯的合成

水性聚氨酯树脂和其他树脂一样, 其最终制品的性能是由内部结构决定的。

阳离子型水性聚氨酯是将叔胺官能团引入到聚氨酯的大分子中而制得的。

通常用含叔胺基的二醇作扩链剂, 用烷基化剂或合适的酸进行季铵化而得到离子基团。

和普通的聚氨酯一样可用不同种类的多元醇、不同结构的二异氰酸酯、不同类型的扩链剂、不同类型的中和剂和采用不同的合成方法进行合成。

阳离子型水性聚氨酯的骨架上带有阳离子基团, 这就使其具有了一些独特的性能, 在皮革、涂料、胶粘剂、纺织和造纸等领域有着较好的应用。

此外, 阳离子水性聚氨酯对水的硬度不敏感, 且可以在酸性条件下使用。

因此, 开发出性能优异的阳离子水性聚氨酯, 其市场前景非常广阔。

1 阳离子水性聚氨酯的合成 1.1 合成机理合成阳离子水性聚氨酯时, 一般通过两种途径引入阳离子。

该机理的季铵化是SN2(亲核取代反应) 二是用叔胺化合物引入阳离子, 该机理首先将聚醚或者聚酯二醇与二异氰酸酯制成预聚体, 加入溶剂降低粘度后, 用叔胺化合物( 如N- 甲基二乙醇胺) 扩链, 再加入溶剂降低粘度, 然后加入离子化试剂如乙酸, 搅拌离子化。

将离子化后的PU 分散到水中, 高速剪切乳化, 最后蒸除溶剂。

该机理的季铵化是酸碱中和。

从国内外近年来的研究来看, 阳离子水性聚氨酯的合成主要有熔融法和丙酮法。

熔融法是无溶剂制备水性聚氨酯的重要方法。

阳离子型水性聚氨酯固色剂的合成及应用

关键词：水性聚氨酯；阳离子扩链剂；固色剂；染色牢度；棉织物；应用
中图分类号：Ｔ６０＋Ｑ１．４４
文献标识码：Ａ
文章编号：１０—４９２ｌ） —ｏ９００４０３（Ｏ９０２—４ＯＯ
Ｔｈｅｙｎｔｓｈｅｓｓｉａｎｄａｐｐｌｃｔｏｎｏｆｃｔｏｃｉａｉａｉｎｉｗａｔｒｂｏｒｅ－ｎｅ
Ｔｅｏｔｍｕｈｐｉｍｓｎｈｓｓｏｄｔｎｒｏｔｉｅ：ｎ— ＮＣ０）（— ｙｔｅｉｃｎｉｏｓｗｅｅｂａｎｄ（— ｉ／ — ０Ｈ）ｎＰＰｎ＝２０，（Ｇ一１０）ｎＰＥ一１０）００：（Ｇ００＝１：，１
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阳离子水性聚氨酯

阳离子水性聚氨酯更新时间：2012-12-26 9:23:35 浏览次数：1189次水性聚氨酯树脂和其他树脂一样, 其最终制品的性能是由内部结构决定的。

阳离子型水性聚氨酯是将叔胺官能团引入到聚氨酯的大分子中而制得的。

通常用含叔胺基的二醇作扩链剂, 用烷基化剂或合适的酸进行季铵化而得到离子基团。

和普通的聚氨酯一样可用不同种类的多元醇、不同结构的二异氰酸酯、不同类型的扩链剂、不同类型的中和剂和采用不同的合成方法进行合成。

阳离子型水性聚氨酯的骨架上带有阳离子基团, 这就使其具有了一些独特的性能, 在皮革、涂料、胶粘剂、纺织和造纸等领域有着较好的应用。

此外, 阳离子水性聚氨酯对水的硬度不敏感, 且可以在酸性条件下使用。

因此, 开发出性能优异的阳离子水性聚氨酯, 其市场前景非常广阔。

1 阳离子水性聚氨酯的合成合成机理合成阳离子水性聚氨酯时, 一般通过两种途径引入阳离子。

将离子化后的PU 分散到水中, 高速剪切乳化, 最后蒸除溶剂。

该机理的季铵化是酸碱中和。

合成方法阳离子水性聚氨酯的合成与阴离子水性聚氨酯的合成最大的不同就是阳离子水性聚氨酯需加酸成盐, 因此一般不在水中用胺扩链, 所以阳离子水性聚氨酯一般不用阴离子水性聚氨酯常用的预聚体混合法。

从国内外近年来的研究来看, 阳离子水性聚氨酯的合成主要有熔融法和丙酮法。

封闭型水性聚氨酯的合成及性能研究

161109
173137
187
3 结果与讨论
3. 1 封闭型水性聚氨酯的 D SC分析
研究解封闭温度的方法很多 ,可用 FT - IR 光谱测 —NCO 基的特征吸收峰 ( 2 270 cm - 1 ) 出现的温度 ; 还可利用热重 ( TGA )看封闭剂小分子有无脱出来确定 ,但当封闭剂用量很少时热失质量曲线变化不明显 ;而利用 DSC分析来确定解封闭温度 ,其重现性好。
图 3 未封闭 W PU 的 DSC曲线 Fig. 3 DSC curve of unblocked W PU 由图 1的 DSC曲线可看出 ,在 145107 ℃附近出现一个明显的吸热峰 ,与图 3的空白试样作对比 ,可看出是由解封闭反应所引起的 ,表明解封闭反应为吸热反应 ;吸热峰的起始位置在 12815 ℃,表明该合成物在此温度下开始解封 ,但反应程度不大 ,当温度升至 145107 ℃,解封闭反应吸热达到最大值 ,说明此时解封反应最快。随后吸热峰逐渐变小直至 160 ℃无吸热峰 ,说明解封反应已完全进行。图 2表明 ε- 己内酰胺的封闭加成物在 150 ℃开始解封 , 在 161109 ℃有较明显的解封反应 ,而在 173137 ℃处吸热峰达到最大 ,此时解封反应相应也达到最大 ,在 187 ℃时无吸热峰 , 此时解封完毕。这和 Taki Anagnostou,等 [5 ]的研究结论吻合。
3. 2 温度对封闭反应速率的影响
本实验以丙二酸二乙酯为封闭剂 ,对 TD I与聚酯、DM PA 反应的预聚物进行封闭 ,通过二正丁胺滴定法每隔一段时间滴定在不同封闭温度下的预聚物中 —NCO 基的含量 ,如图 4 所示。
20 © 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.

封闭型阳离子水性聚氨酯的合成与应用

ｏｅｄｉｃａａｅｏｐｏｙｅｅｇｃｌ（Ｐ）。Ｎｍｅｈｌｉｈｎｌｎ。２ｂｔｎｎｘｍｅ（ＥＯ）ａｄ３５ｉｔ— ｎｉｏｙｎｔ。ｐｌｒｐｌｎｌｏＰＧｓｙｙ — ｔｙｄｅａｏｍｉｅ－ｕａｏｅｏｉｔａＭＫｎ。一ｄｍｅｈｙｙａｏ（ＭＰ．ｈｆｅｃｆｄｓｃａａｅａｄｂｏｋａｅｔｎｗｅｒｃｉａｔｅｓａｄｃｌｒｈｎｅｗｅｅｓｕｉｄｌｒｚｌＤｐｅ）Ｔｅｉｌｎｅｏｉｏｙｎｔｎｌｇｎｓｏｔｃｏｋｇｆｓｎｓｎｏｏａｇｒｔｄｅ．ｎｕｉｃｎｃ
Ａｂｔａｔｏｒｄｆｅｅｔｋｎｓｏｌｃｅａｉｎｃｗａｅ・ｏｎｏｙｒｔａｅｗｅｅｐｅａｅｒｍｏｕｎｉｏｙｎｔｓｒｃ：Ｆｕｉｒｎｉｄｆｂｏｋｄｃｔｉｆｏｔｒｂｒｅｐｌｕｅｈｎｒｒｐｒｄｆ０ｔｌｅｅｄｉｃａａｅ，ｉｏｈｒｓｓｐｏ－
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阳离子水性聚氨酯的合成及其在染整中的应用

２０１３年第２８卷第２期
２０１３．Ｖｏ１．２８Ｎｏ．２
聚氨酯工业
ＰＯＬＹＵＲＥＴＨＡＮＥＩＮＤＵＳＴＲＹ
・
２３・
阳离子水性聚氨酯的合成及其在染整中的应用
王静静赵涛
（１．东华大学化学ｉｔ－Ｚ－与生物工程学院
上海２０１６２０）
（２．生态纺织教育部重点实验室上海２０１６２０）
摘
要：采用逐步聚合法，选用异佛尔酮二异氰酸酯（ＩＰＤＩ）和聚乙二醇（ＰＥＧ１０００）为预聚单体，自
制的端羟基季铵盐为阳离子扩链剂，利用亚硫酸氢钠对异氰酸酯基封端处理后对体系进行去离子水分散乳化，合成了一种反应型阳离子水性聚氨酯（ＷＰＵ）固色剂，考察了预聚反应温度、？ｂＮＣＯ／ｎ。
二醇（ＰＥＧ１０００）、环氧氯丙烷（ＥＣＨ）、异丙醇、亚硫
分散介质的新型聚氨酯（Ｐｕ）体系，根据其引入基团所带电性的不同，将ＷＰＵ分类为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性型 ¨ Ｉ２Ｊ。近年来，ＷＰＵ在纺织
于活性染料或直接染料染色棉织物的固色处理。探
ｏｒ公司；Ｙ５７１Ｂ摩擦牢度仪，温州纺织仪器厂；ＳＷ－１２Ａ耐洗色牢度试验机，温州大荣纺织仪器有限

水性聚氨酯的合成及应用

水性聚氨酯的合成及应用水性聚氨酯（Waterborne Polyurethane, WPU）是一种特殊的聚氨酯树脂，具有良好的环境友好性和广泛的应用前景。

本文将介绍水性聚氨酯的合成方法、特性以及其在涂料、胶黏剂和纺织品等领域的应用。

一、水性聚氨酯的合成方法水性聚氨酯的合成可以通过两种主要方法实现：一种是预聚体法，另一种是原位乳化法。

1. 预聚体法预聚体法是通过将聚酯或聚醚与异氰酸酯化合物反应，形成异氰酸酯预聚体。

然后，将预聚体与含有胺官能团的化合物反应，生成聚醚型或聚酯型水性聚氨酯。

需要注意的是，在反应过程中，需要添加适量的表面活性剂和乳化剂来帮助稳定乳液。

2. 原位乳化法原位乳化法是将聚酯或聚醚与异氰酸酯化合物、氨基功能的稳定乳化剂以及乳化剂反应，直接形成乳液。

该方法与预聚体法相比，更加简便和高效。

二、水性聚氨酯的特性水性聚氨酯具有以下几个显著的特性：1. 环保性与传统的溶剂型聚氨酯相比，水性聚氨酯不含有机溶剂，因此减少了挥发性有机化合物的排放，对环境污染更小。

同时，水性聚氨酯在应用过程中，不会产生有毒气体，对操作者的安全也更有保障。

2. 膜性能优良水性聚氨酯具有良好的强度、韧性和耐候性。

其形成的薄膜可提供优异的涂层性能，具有良好的抗刮擦性、耐化学品侵蚀性和抗氧化性等特点。

3. 附着力强水性聚氨酯可以与多种基材良好地附着，包括金属、塑料、玻璃等。

在涂料和胶黏剂领域，其优异的附着力使其成为一种理想的材料。

三、水性聚氨酯的应用水性聚氨酯在多个领域具有广泛的应用前景。

1. 涂料作为一种环保型涂料原料，水性聚氨酯具有优异的防护性能和装饰效果。

它可以应用于室内外墙面、家具、汽车、船舶等领域，为表面提供持久的保护。

2. 胶黏剂水性聚氨酯具有良好的粘接性能和耐湿性，适用于纸张、金属、木材等材料的粘接。

在制造行业中，水性聚氨酯胶黏剂得到广泛应用，如家具制造、包装行业和纸制品加工等。

3. 纺织品水性聚氨酯可用作纺织品的涂层剂和涂料。

水性聚氨酯的合成原理及其应用

镀Al/CPP CPP/CPP
160
433
四、水性聚氨酯的应用
c. 复合软包装用胶粘剂的应用现状
复合薄膜 CPP/CPP
T型剥离强度/N·m-1 初粘力室温室温
/24h /48
50℃/ 50℃/ 外观 5h 10h
223.3 474.7 616.7 734.7 825.3 透明、无斑点
CPP/PET镀铝膜 32.0 34.0 38.7 74.7 90.0 透明、无斑点
CPP/PE
232.0 484.0 631.3 754.7 905.3 透明、无斑点
CPP/PET镀铝膜 50.0
PE/PE
256.7
70.0 90.0 512.0 637.3
84.0 117.3
763.3
薄膜拉断
透明、少量斑点透明、无斑点
四、水性聚氨酯的应用
c. 软包装的复合工艺
干法复合挤出复合无溶剂复合共挤出复合
• 按水性化方法分类内乳化法（自乳化法）外乳化法
• 按使用形式分类单组分水性聚氨酯热固性含封闭异氰酸酯双组分水性聚氨酯
光固化 PUA
一、水性聚氨酯的分类
内乳化法（自乳化法）溶液法预聚体法熔融分散缩聚法酮亚胺和酮连氮法保护端基乳化法
二、自乳化法制备单组分水性聚氨酯的原理
1. 主要原料 • 低聚物多元醇 • 多异氰酸酯 • 扩链剂 • 溶剂 • 封端剂 • 成盐剂
水性聚氨酯的合成原理及其应用
河北科技大学肖继君
提要
一、水性聚氨酯的分类二、自乳化法制备单组分水性聚氨酯的原理三、双组分水性聚氨酯的制备原理四、水性聚氨酯的应用
一、水性聚氨酯的分类

封闭型水性聚氨酯合成及在纸张表面施胶中的应用

·封闭型水性聚氨酯施胶·封闭型水性聚氨酯合成及在纸张表面施胶中的应用段业睿1，2沈一丁1，2，*李小瑞1，2刘一鹤1，2杨博1，2李春艳1，2（1.陕西科技大学化学与化工学院，陕西西安，710021；2.陕西省轻化工助剂重点实验室，陕西西安，710021）摘要：采用一步聚合法，以聚乙二醇350单甲醚（mPEG350）、丁二醇（BDO ）、二羟甲基丙酸（DMPA ）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI ）为原料进行聚合，得到一种封闭型的水性聚氨酯（BWPU ）。

将质量分数1%的BWPU 与质量分数4%的PVA 复配成施胶液（SSA ），用于纸张表面施胶。

结果表明，当DMPA 添加量为10%、n （mPEG350）∶n （BDO ）=1∶0.2、n （—NCO ）∶n （—OH ）（R 值）为1.8，甲乙酮肟（MEKO ）添加量为21.3%时，制备得到的BWPU 性能最佳，其粒径为291.0nm ，分散稳定性指数（TSI ）为1.33。

施胶后的纸张撕裂指数为11.9mN·m 2/g ，挺度为95.8mN ，抗张指数为82.6N·m/g ，耐折度为3394次，接触角为79.69°，施胶度为28.14°；与原纸相比，各项指标分别提高了76.8%、43.4%、7.8%、71.2%、26.3%，1307.0%。

与市售施胶剂施胶后纸张相比，各项指标分别提高了20.9%、8.1%、15.9%、15.2%、10.3%、24.0%。

关键词：封闭型水性聚氨酯；R 值；表面施胶；纸张性能中图分类号：TS727+.5文献标识码：ADOI ：10.11980/j.issn.0254-508X.2021.12.005Synthesis of Closed Waterborne Polyurethane and Its Application in Paper Surface SizingDUAN Yerui 1，2SHEN Yiding 1，2，*LI Xiaorui 1，2LIU Yihe 1，2YANG Bo 1，2LI Chunyan 1，2（1.College of Chemistry and Chemical Engineering ，Shaanxi University of Science and Technology ，Xi'an ，Shaanxi Province ，710021；2.Key Lab of Light Chemical Auxiliary Agents of Shaanxi Province ，Xi'an ，Shaanxi Province ，710021）（*E -mail ：ydshen@ ）Abstract ：A one -step polymerization method was used to prepare a closed aqueous polyurethane （BWPU ）polymerized with polyethylene gly⁃col 350monomethyl ether （mPEG350），butanediol （BDO ），dimethylolpropionic acid （DMPA ），and isophorone diisocyanate （IPDI ）as raw materials.The 1%BWPU and 4%PVA were compounded into a sizing solution （SSA ）for paper surface sizing.The results showed that the optimized performance of BWPU could be obtained with the DMPA content of 10%，n （mPEG350）∶n （BDO ）=1∶0.2，R value of 1.8，andethyl methyl ketone oxime （MEKO ）content of 21.3%，of which the particle size was 291.0nm and the TSI was 1.33.After surface sizing ，the paper had a better performance with the tear index of 11.9mN ·m 2/g ，the stiffness of 95.8mN ，the tensile index of 82.6N ·m/g ，the folding endurance of 3394times ，the contact angle of 79.69°，and the sizing degree of 28.14°.Compared with the original paper ，the indi⁃cators increased by 76.8%，43.4%，7.8%，71.2%，26.3%，1307.0%，pared with the paper sized with sizing agent onthe market ，the indicators increased by 20.9%，8.1%，15.9%，15.2%，10.3%，24.0%，respectively.Key words ：closed waterborne polyurethane ；R value ；surface sizing ；paper properties水性聚氨酯（WPU ）具有不会燃烧爆炸、无毒性、对环境污染小等优点[1-4]，近几年被广泛应用于皮革、造纸、涂料等多个领域[5]。

阳离子型水性聚氨酯固色剂的合成及应用

阳离子型水性聚氨酯固色剂的合成及应用
李庆;樊增禄;曹爱华
【期刊名称】《印染助剂》
【年(卷),期】2010(27)9
【摘要】介绍了阳离子型水性聚氨酯固色剂的合成及应用,分析了合成反应温度、时间、聚醚分子质量及其混合聚醚多元醇组分量比[n(PPG-1 000):n(PEG-1 000)]、阳离子扩链剂N-甲基二乙醇胺(MDEA)用量等对产物固色效果的影响,确定了合成
的优化条件:n(-NCO)/n(-OH)=2.0,n(PPG-1 000):n(PEG-1 000)=1:1,MDEA
7.5%(对预聚体质量),55℃反应2 h.同时优化该固色剂的应用工艺条件:两浸两轧活性染料染色棉织物(固色剂60 g/L,轧余率80%)→预烘(80℃,3 min)→烘培(130℃,3 min).
【总页数】4页(P29-32)
【作者】李庆;樊增禄;曹爱华
【作者单位】西安工程大学,陕西西安,710048;西安工程大学,陕西西安,710048;天
津天祥公司,天津,300380
【正文语种】中文
【中图分类】TQ610.4+4
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封闭型阳离子水性聚氯酯的合成ｓ应用
印染（２０１０Ｎｏ．２２）
封闭型阳离子水性聚氨酯的合成与应用
曲鹏飞
（中国纺织科学研究院北京中纺化工股份有限公司，北京１０００２５）
摘要：以２，４一甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚多元醇、Ｎ一甲基二乙醇胺、甲乙酮肟和３，５一二甲‘
基吡唑为主要原料，分别合成了４种封闭型阳离子水性聚氨酯，考察了二异氰酸酯和封闭剂类型对湿摩擦色
工艺流程配液［８％（ｏｍｆ）］＿＋浸渍（６０℃× ３０ｍｉｎ）＿脱水＿焙烘（１６０ｏｃＸ２ｍｉｎ）＿回潮＿测试１．４分析与测试１．４．１异氰酸酯基（—ＮＣＯ）含量的测定
采用二正丁胺法测定不同预聚反应温度、预聚反应时间及封闭时间下，预聚体和产物中的一Ｎｃ０含量。１．４．２乳液性能测试
４
３社一１．０６ —０．２ｌＯ．０ｒ７Ｏ．１２一Ｏ．１９１．０８４．３７４—５
４撑一Ｏ．７ｌ０．１０一Ｏ．１５Ｏ．０２０．１８Ｏ．７３４．５７４—５
２．４水性聚氨酯对织物色变的影响表３为合成的水性聚氨酯对染色织物色变的影
响。
表３水性聚氨酯对色变的影响
样品编号 △Ｌ·
Ａａ‘ Ａｂ‘ △Ｃ‘
△Ⅳ‘ △Ｅ‘
色岱值变ＧＳ评级
ｌ＃一２．０５一０．７６２．０３一１．０４一１．７８２．９ｌ３．４９３＿４
２＃一１．３９ —０．４１１．６４一Ｏ．７６ —１．５１２．１９３．８７
仪器Ｎｉｃｏｌｅｔ８７００傅里叶变换红外光谱仪，ＶＰＭ－１Ａ型轧车（轧余率７０％），织物烘干定形机，Ｙ５１７Ｂ耐摩擦色牢度仪，ＳＦ－３００型测色仪。
万方数据
印染（２０１０Ｎｏ．２２）
ｗ，．帆ｃｄ蜀ｎ．ｃｏｒｎ．ｏｉｌ
１．２封闭型阳离子水性聚氨酯的合成在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和恒压滴液漏
异氰酸根指数月．值均为１．２５。
２．２水性聚氨酯样品的红外图谱
球＼瓣捌
魍
波数／ｅｒａ－
图１封闭型阳离子水性聚氨酯（ＴＤＩ）的红外光谱
如图１所示，２２７０ｃｍ。１附近的一ＮＣＯ特征吸收峰消失，说明＿ＮＣＯ已经被完全封闭。１０２０ｃｍ。１处为Ｃ—Ｎ的伸缩振动吸收峰，可以间接验证季铵阳离子的存在。３２５０—３５００ｃｍ。１处为Ｎ—Ｈ的伸缩振动峰，１７２７ｃｍ。１处是酰胺Ｉ键（Ｃ一０）的伸缩振动峰，
斗的５００ｍＬ四口烧瓶中加入聚醚多元醇，１２０℃抽真空１—２ｈ，于氮气保护下缓慢滴／Ｊｕ－－异氰酸酯和适量丁酮。加入适量催化剂，升至预定温度，反应一定时间，用二正丁胺法测试～ＮＣＯ含量至理论值；然后降温至４０～５０℃，缓慢滴加用丁酮稀释的Ｎ一甲基二乙醇胺，用二正丁胺法测试一ＮＣＯ含量至理论值。升温至一定温度，加入封闭剂，封闭反应一定时间后，加入冰醋酸进行季铵化。最后，按含固量要求加入去离子水，用ＦＬＵＣＯ高剪切分散乳化机乳化２０～３０ｍｉｎ，在４０一６０℃，Ｏ．０８ＭＰａ真空条件下旋转蒸发去除丁酮，得到含固量为２５％的封闭型阳离子型水性聚氨酯乳液。１．３应用工艺（浸渍法）
１试验
１．１织物、试剂和仪器织物活性翠蓝全棉针织布。试剂２，４－甲苯二异氰酸酯（ＴＤＩ），异佛尔酮二异
氰酸酯（ＩＰＤＩ，拜耳公司，工业级），聚醚二元醇Ｎ２１０（Ｍ。＝ｌ０００，南京钟山化工公司），二月桂酸二丁基锡（ＤＢＴＤＬ，上海试剂一厂，化学纯），Ｎ一甲基二乙醇胺（ＭＤＥＡ，江苏省武进第五化工厂，工业品），甲乙酮肟（ＭＥＫＯ，衢州开林化工有限公司），３，５一二甲基吡唑（ＤＭＰ，常州武进康达化工有限公司，工业级），丁酮（ＭＥＫ，广东汕头西陇化工厂，分析纯），醋酸，去离子水。
收稿日期：２０１０—０８—２７作者简介：曲鹏飞（１９８２一），男，主要从事纺织后整理助剂的研发。Ｅ．ｍａｉｌ：ｐｅｎｇｆｅｉｑｕ＠１２６．ｃｏｍｏ
是耐湿摩擦色牢度；安徽大学吴明元等¨¨采用封闭型水性聚氨酯对棉织物进行固色研究，固色后棉织物的湿摩擦色牢度可达４级。
本试验合成了４种封闭型阳离子水性聚氨酯，考察了异氰酸酯和封闭剂类型对湿摩擦色牢度提升效果和织物色变的影响。
基吡唑（ＤＭＰ）为非挥发性，沸点２１８℃左右，加热解封
后仍然留在涂层中，造成未挥发ＤＭＰ上的活泼氢与染料、纤维上的活泼氢之间存在竞争反应，焙烘结束后，仍有部分ＤＭＰ封闭剂的异氰酸酯基团未解封。而甲
乙酮肟（ＭＥＫＯ）在１６０℃Ｘ２ｍｉｎ条件下极易从涂层中挥发，不存在重新封闭的问题。因此，封闭剂ＭＥＫＯ对耐湿摩擦色牢度的提升效果更好。
《槲捌暇
２结果与讨论
２．１水性聚氨酯样品的外观和稳定性表ｌ为采用离心加速沉降试验模拟测定合成的４
种水性聚氨酯样品的贮存稳定性。４种样品在离心机中以３０００ｒ／ｒａｉｎ的转速沉降
１５ｍｉｎ后，均无沉淀，可以认为均具有超过６个月的贮存稳定期【ｌ引。
波数／ｃｍ－’
图２封闭型阳离子水性聚氨酯（ＩＰＤＩ）的红外光谱图２与图Ｉ大致相同，不同之处是Ｉ６０１ｃｍ。１和
中图分类号：ＴＳｌ９５．５４
文献标识码：Ｂ
文章编号：１０００—４０１７（２０１０）２２—００２９—０３
Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｂｌｏｃｋｅｄｃａｔｉｏｎｉｃｗａｔｅｒ－ｂｏｒｎｅｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ
ＱＵＰｅｎｇ－ｆｅｉ
ＩＣｈｉｎａＴｅｘｔｉｌｅＡｃａｄｅｍｙ。＆讲，｜ｇＣＴＡ—Ｔｅｘ仇觚ｃ础Ｃｏ．．Ｌｔｄ．．Ｂｅｉｆｉｎｇ１０００２５。Ｃｈｉｎａ）
牢度的提升效果和织物色变的影响。结果表明，以２，４一甲苯二异氰酸酯和甲乙酮肟为主要原料合成的封闭
型阳离子水性聚氨酯对湿摩擦色牢度的提升效果最好，但色变较大；以异佛尔酮二异氰酸酯和３，５．二甲基吡
唑为主要原料合成的封闭型阳离子水性聚氨酯对湿摩擦色牢度的提升效果相对较差，但色变很小。
关键词：改性；阳离子；水性聚氨酯；湿摩擦牢度
３
甜
２．８ｌ
由表２知，４种合成的水性聚氨酯对活性翠蓝全棉针织布的耐湿摩擦色牢度都有比较明显的提升效
果：其中，１＃效果最好，可将原布的湿摩擦色牢度提升
ｌ级以上；２＃和３＃可提升约０．５级。合成的封闭型阳离子型水性聚氨酯（包括ＴＤＩ型
和ＩＰＤＩ型）对织物的耐湿摩擦色牢度的提升效果较明显，原因有二。一方面，其中的阳离子基团可以与染料
乳液外观观察样品的颜色、状态和均匀性等。稳定性采用离心加速沉降试验，以３０００ｒ／ｒａｉｎ转速沉降１５ｍｉｎ，观察乳液是否有沉淀。１．４．３红外光谱分析采用Ｎｉｃｏｌｅｔ８７００傅里叶变换红外光谱仪，溴化钾压片。１．４．４耐湿摩擦色牢度按ＧＢ／Ｔ３９２０－－１９９７｛纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》测定固色前后染色试样的耐摩擦色牢度。１．４．５色变色变测试在ＤａｔａｃｏｌｏｒｓＦ－３００型测色仪上进行，先用黑筒和白板进行校正，清水整理后的布样作为参比样，对折２次，各选２个点测定。取８次测定的平均值与参比样进行对比。
原因可能是ＴＤＩ比ＩＰＤＩ活泼，加热解封后，ＴＤＩ型水性
聚氨酯释放出的异氰酸酯基（一ＮＣＯ），更容易与染料、纤维上的活泼氢反应。
பைடு நூலகம்
（２）对于原料为同一种异氰酸酯的聚氨酯，采用
甲乙酮肟（ＭＥＫＯ）为封闭剂对耐湿摩擦色牢度的提升
效果要好于以３，５一二甲基吡唑（ＤＭＰ）为封闭剂的水性聚氨酯，即ｌ＃＞２＃，３＃＞４＃。原因可能是３，５．二甲
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｃａｔｉｏｎｉｃ；ｗａｔｅｒ－ｂｏｒｎｅｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ；ｗｅｔｒｕｂｂｉｎｇｆａｓｔｎｅｓｓ
Ｏ前言
国外自２０世纪６０年代就把聚氨酯（ｅｕ）应用于织物后整理¨训，特别是２０世纪７０年代发展起来的水溶性ＰＵ，具有不污染环境、操作安全方便等优点，引起了各界人士的广泛关注。聚氨酯在水性化技术方面的发展，为高性能固色剂的合成提供了契机。水性聚氨酯可以改善染色织物的鲜艳性、防污性和耐磨性Ｌ５ｊ。根据文献报道【６，７ｊ，连接胺类化合物的水性聚氨酯与直接染料、酸性染料或活性染料等阴离子水溶性染料作用，可获得理想的固色效果。东华大学的徐洁等¨１用自制的封闭型水溶性聚氨酯，以优化工艺对深浓色棉织物进行整理，不仅提高了活性染料深浓色棉织物的湿摩擦牢度，而且提高了绒类和磨毛织物的湿摩擦色牢度，而对其它色牢度影响不大；武汉科技学院林纯勇等一’合成的水性聚氨酯ＷＰＵ提升剂可提高深色棉织物色牢度约ｌ级，浅色织物０．５一ｌ级，对织物手感也稍有改善，综合效果较好；黄遵巧等【ｌｏ】用水性聚氨酯固色剂处理织物，其耐摩擦色牢度有较大提高，尤其
１５２０—１５６０ｃｍ。１处为酰胺Ⅱ键（肛Ｈ）的变形振动
峰，这三个峰是聚氨酯中氨基甲酸酯的特征振动峰，由此可以验证氨基甲酸酯的生成。在２９７０—２８８７ｃｍ。１处是聚合物中－－ＣＨ。和一ｃＨ：一的吸收峰，１６０１ｃｍ一和１５３３ｃｍ一处是苯环结构Ｃ—Ｃ伸缩振动吸收峰，１０９６ｃｍ叫处是Ｃ—Ｏ—Ｃ伸缩振动吸收峰。综上可知，合成样品为目标产物。
表１合成样品的外观和稳定性对比
编号
ｌ撑２捍３＃４嚣
阳离子水性聚氨酯样品ＭＥＫＯ封闭（ＴＤＩ）ＤＭＰ封闭（ＴＤＩ）ＭＥＫＯ封闭（ＩＰＤＩ）ＤＭＰ封闭（ＩＰＤＩ）
外观
离心稳定性
／ｒａｉｎ
乳白，泛蓝光
＞１５
乳白，泛蓝光
＞１５
半透明
＞１Ｓ
半透明
＞１５
注：以上样品含固量均为２５％，ＭＤＥＡ用量均为７％，总的
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｕｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｋｉｎｄｓｏｆｂｌｏｃｋｅｄｃａｔｉｏｎｉｃｗａｔｅｒ－ｂｏｒｎｅｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｆｒＯｍｔｏｌｕｅｎｅｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ。ｉｓｏｐｈｏｒ－ｏｎｅｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ。ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌ（ＰＰＧ）。Ｎ·ｍｅｔｈｙｌｄｉｅｔｈａｎｏｌａｍｉｎｅ，２－ｂｕｔａｎｏｎｅｏｘｉｍｅ（ＭＥＫＯ）ａｎｄ３，５－ｄｉｍｅｔｈ－ｙｌｐｙｒａｚｏｌｅ（ＤＭＰ）．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅａｎｄｂｌｏｃｋａｇｅｎｔｓｏｎｗｅｔｃｒｏｃｋｉｎｇｆａｓｔｎｅｓｓａｎｄｃｏｌｏｒｃｈａｎｇｅｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｗｅｔｃｒｏｃｋｉｎｇｆａｓｔｎｅｓｓｃｏｕｌｄｂｅｉｍｐｒｏｖｅｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｗｈｅｎｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｓｗｅｒｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｃｏｔｔｏｎｆａｂｒｉｃｓ．ＴｈｅｐｒｏｄｕｃｔｐｒｅｐａｒｅｄｆｒｏｍｔｏｌｕｅｎｅｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅａｎｄＭＥＫＯｗａｓｔｈｅｂｅｓｔｉｎｉｍｐｒｏｖｉｎｇｗｅｔｃｒｏｃｋｉｎｇｆａｓｔｎｅｓｓａｍｏｎｇｏｆｔｈｅｆｏｕｒｐｒｏｄｕｃｔｓ。ｂｕｔｉｔｌｅｄｔｏａｐｐａｒｅｎｔｃｏｌｏｒｃｈａｎｇｅ；ｗｈｉｌｅｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｐｒｅｐａｒｅｄｆｒＯｍｉｓｏｐｈｏｒｏｎｅｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅａｎｄＤＭＰｗａｓｔｈｅｗｏｒｓｔｉｎｉｍｐｒｏｖｉｎｇｗｅｔｃｒｏｃｋｉｎｇｆａｓｔｎｅｓｓｂｕｔｈａｄＩｉｔｔｌｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｃｏｌｏｒｃｈａｎｇｅ．