氨基硅油改性水性聚氨酯树脂固色剂的制备与应用

论文摘要

本论文以甲苯二异氰酸酯（TDI）、聚乙二醇（PEG）、聚丙二醇（PPG）、二羟甲基丙酸（DMPA）、二乙烯三胺（DETA）、环氧氯丙烷（ECH）以及氨乙基氨丙基的氨基硅油等为原料,采用丙酮法制备了一种氨基硅油改性水性聚氨酯树脂（WPU）固色剂,并测试其对于活性染料染色的纯棉织物的各种色牢度、色光变化及柔软等性能。此外,还针对其中一支应用性能较好的产品的实验室制备工艺和配方设计了一套年产5400吨该固色剂产品的生产车间的生产工艺流程。本论文考察了聚醚多元醇种类和相对分子质量、二羟甲基丙酸的添加量、溶剂种类及添加量、预聚反应温度和时间及R值（R=-NCO/-OH）、扩链剂种类和用量、扩链反应温度和时间及加料方式、氨基硅油的添加量、季铵离子阳性基团及反应性基团（-Cl）的引入、中和度等对水性聚氨酯乳液及乳胶膜性能的影响,最终确定了制备氨基硅油改性水性聚氨酯树脂固色剂乳液的工艺和配方。并采用傅立叶变换红外光谱仪对所制备的氨基硅油改性水性聚氨酯树脂固色剂的结构进行了表征。在所制备的固色剂的应用实验中,固色工艺采用一浸一轧,150℃焙烘3分钟,固色剂用量为30g/L。实验结果表明：本论文所制备的氨基硅油改性水性聚氨酯树脂固色剂产品融合了有机硅化合物的部分特性,尤其是耐水洗色牢度可达4-5级,耐湿摩擦色牢度可达4级,比商品固色剂固色效果更佳,有助于解决目前市场上活性染料染中、深色纯棉织物时耐洗色牢度和耐湿摩擦色牢度差的问题,具有一定市场开发前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 固色剂的研究概况
• 1.2.1 固色剂的发展沿革
• 1.2.2 固色剂应用于活性染料染色的纯棉织物的主要固色机理
• 1.2.3 固色剂的研发思路
• 1.3 水性聚氨酯的研究概况
• 1.3.1 水性聚氨酯的定义及分类
• 1.3.2 水性聚氨酯的制备原理
• 1.3.3 水性聚氨酯的制备方法和工艺
• 1.3.4 水性聚氨酯应用于固色剂领域的研究现状
• 1.4 有机硅化合物改性水性聚氨酯的研究概况
• 1.4.1 有机硅化合物的理化特性
• 1.4.2 有机硅化合物改性水性聚氨酯的方法
• 1.4.3 影响聚硅氧烷与聚氨酯稳定结合的因素
• 1.4.4 氨基改性聚硅氧烷（简称氨基硅油）共聚改性水性聚氨酯的研究进展
• 1.5 本课题的提出
• 第2章 氨基硅油改性水性聚氨酯树脂固色剂的制备及性能研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验药品和仪器与设备
• 2.2.2 主要原材料分析与预处理
• 2.2.3 预聚物中-NCO含量的测定方法
• 2.2.4 产品乳液及其乳胶膜性能的测定方法
• 2.2.5 氨基硅油改性水性聚氨酯树脂固色剂的制备工艺
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 红外光谱分析
• 2.3.2 不同异氰酸酯对聚氨酯预聚体合成及应用效果的影响
• 2.3.3 不同聚醚二元醇对聚氨酯预聚体合成及应用性能的影响
• 2.3.4 二羟甲基丙酸在预聚反应中的作用及其用量的确定
• 2.3.5 溶剂对水性聚氨酯合成及应用性能的影响
• 2.3.6 预聚反应温度和时间的确定
• 2.3.7 预聚反应R值对聚氨酯预聚体合成、后续封端及改性的影响
• 2.3.8 预聚体后续封端反应中扩链交联剂的选择及其添加量对水性聚氨酯乳液及乳胶膜性能的影响
• 2.3.9 氨基硅油的添加量对水性聚氨酯乳液及乳胶膜性能的影响
• 2.3.10 预聚体后续封端及改性反应加料方式的确定
• 2.3.11 预聚体后续封端及改性反应温度和时间的确定
• 2.3.12 季铵离子阳性基团及反应性基团的引入
• 2.3.13 中和度对水性聚氨酯乳液性能及乳胶膜耐水性的影响
• 2.3.14 加水乳化过程中的相转变及影响因素
• 2.3.15 氨基硅油改性水性聚氨酯树脂固色剂制备过程中不同搅拌速度的选择
• 2.4 本章小结
• 第3章 氨基硅油改性水性聚氨酯树脂固色剂的应用
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验材料和测试仪器与设备
• 3.2.2 固色工艺
• 3.2.3 活性染料染色的纯棉织物经固色剂处理后的各种色牢度的测定方法
• 3.2.4 活性染料染色的纯棉织物经固色剂处理后的色光变化的判断方法
• 3.2.5 活性染料染色的纯棉织物经固色剂处理后的柔软性能的测定方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 焙烘温度对固色剂固色效果的影响
• 3.3.2 固色剂用量对固色剂固色效果的影响
• 3.3.3 不同固色剂对活性染料染色的纯棉织物的固色效果
• 3.3.4 不同固色剂对活性染料染色的纯棉织物的色光的影响
• 3.3.5 活性染料染色的纯棉织物经固色剂处理后的柔软性能
• 3.4 本章小结
• 第4章 5400吨/年氨基硅油改性水性聚氨酯树脂固色剂生产车间生产工艺设计
• 4.1 引言
• 4.2.1 工艺设计部分
• 4.2.1 车间定员及班制
• 4.2.2 产品生产方案及主要原辅材料消耗量
• 4.2.3 氨基硅油改性水性聚氨酯树脂固色剂在工业化生产中的生产工艺流程及产污环节
• 4.2.4 氨基硅油改性水性聚氨酯树脂固色剂在工业化生产中的生产工艺操作要点
• 4.2.5 氨基硅油改性水性聚氨酯树脂固色剂在工业化生产中的反应合成部分的生产工艺流程图
• 第5章 结论
• 参考文献
• 发表论文
• 致谢