本技術(shù)涉及紡織助劑，尤其涉及一種聚氨酯及聚醚胺共改性纖維整理劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、有機(jī)硅柔軟劑被廣泛用作各類紡織品的柔軟整理劑，能賦予紡織品優(yōu)異的柔軟性能，近年來，三元嵌段硅油的制備技術(shù)已經(jīng)高度成熟，已然成為綜合性能非常優(yōu)異的新型有機(jī)硅柔軟劑產(chǎn)品，但是依然無法克服單一結(jié)構(gòu)高分子的固有缺點(diǎn)，力學(xué)強(qiáng)度低，耐溶劑性差和表面附著力差是有機(jī)硅的結(jié)構(gòu)帶來的固有缺陷，這些缺點(diǎn)限制了有機(jī)硅的應(yīng)用范圍。

2、聚氨酯具有許多特殊的性能，如力學(xué)性能好、柔韌性強(qiáng)、耐候性好和粘結(jié)力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。通過聚氨酯改性有機(jī)硅，能夠結(jié)合聚氨酯和有機(jī)硅的優(yōu)點(diǎn)，克服單一品種的高分子聚合物的缺點(diǎn)，在保留有機(jī)硅柔軟劑良好柔軟性的同時(shí)具有聚氨酯的優(yōu)異性能。截止目前，已經(jīng)越來越多的科研人員針對(duì)聚氨酯改性有機(jī)硅進(jìn)行了相關(guān)研究，聚氨酯改性有機(jī)硅的性能也是越來越優(yōu)異。如何杰芳等(何杰芳,雷文文,陳焜,等.滑彈型硅油的制備及在棉織物整理中的應(yīng)用[j].絲綢,2018,55(09):33-39.)以異氟爾酮二異氰酸酯、聚丙二醇、4,4’-亞甲基雙(3-氯-2,6-二乙基苯胺)和聚氧化丙烯三醇為反應(yīng)原料，合成聚氨酯預(yù)聚體，再與雙端氨基聚硅氧烷發(fā)生聚合反應(yīng)，并用甲乙酮肟封閉分子鏈末端的異氰酸酯基團(tuán)，制備出一種滑彈型硅油，整理后織物具有良好的柔軟度、滑彈性；孟令熹等(孟令熹.新型聚氨酯改性嵌段聚醚氨基硅油的合成及應(yīng)用[j].有機(jī)硅材料,2020,34(06):29-34.)以聚乙二醇peg400、異佛爾酮二異氰酸酯合成了陽離子聚氨酯(puan)中間體，再以此為原料與聚醚胺he1000復(fù)配，再與端環(huán)氧硅油反應(yīng)，制得嵌段聚醚氨基硅油pu-si-a，用于羅馬布和珊瑚絨整理時(shí)，表現(xiàn)出良好的柔軟度、滑度、彈性、蓬松度和柔糯度。上述研究在聚氨酯中引入了親水的聚醚鏈段，在一定程度上改善了改性有機(jī)硅在織物整理中的親水性，但在手感尤其是滑度方面仍有所不足，無法滿足日新月異的市場需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)提供了一種聚氨酯及聚醚胺共改性纖維整理劑及其制備方法，本技術(shù)的聚氨酯及聚醚胺共改性纖維整理劑，其結(jié)構(gòu)中同時(shí)引入聚氨酯及聚醚胺，其結(jié)構(gòu)規(guī)整可控，其主鏈上不僅引入了親水的聚醚鏈段及大量活性氨基，部分氨基形成的季銨鹽結(jié)構(gòu)更進(jìn)一步提升陽離子性，另外在其主鏈中通過聚氨酯引入氨基甲酸酯及苯環(huán)結(jié)構(gòu)，使得其分子鏈剛性增強(qiáng)，進(jìn)一步提升聚氨酯及聚醚胺共改性纖維整理劑的柔軟順滑手感。采用本技術(shù)的聚氨酯及聚醚胺共改性纖維整理劑處理后的布料具有優(yōu)異的親水性和手感。此外，本技術(shù)的制備方法簡單，原料易得，整體生產(chǎn)周期適宜，在工業(yè)上容易推廣。

2、第一方面，本技術(shù)提供一種聚氨酯及聚醚胺共改性纖維整理劑的制備方法，采用如下技術(shù)方案：

3、一種聚氨酯及聚醚胺共改性纖維整理劑的制備方法，包括以下步驟：

4、s1、聚氨酯預(yù)聚體的制備：將聚乙二醇和對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯溶解于第一溶劑中，放入恒壓滴液漏斗中，得到混合物，備用；將異佛爾酮二異氰酸酯溶解于第一溶劑中并加入少量的催化劑，攪拌均勻后升溫至40-50℃，通過恒壓滴液漏斗滴加混合物進(jìn)行聚合反應(yīng)，滴加時(shí)間為30-90min，在50-80℃下攪拌反應(yīng)2-8h，反應(yīng)過程中進(jìn)行氮?dú)獗Ｗo(hù)，生成nco封端的預(yù)聚體；然后加入叔胺封端劑n,n-二甲基乙醇胺，在50-70℃下攪拌2-6h，減壓蒸餾除去第一溶劑后加入適量第二溶劑稀釋，得到聚氨酯預(yù)聚體；具體反應(yīng)過程如下所示：

5、第一步：nco封端預(yù)聚體的合成：

6、3ocn-r-nco+ho-r1-oh+ho-r2-oh→ocn-rnhcoor1oocnhrnhcoor2oocnhr-nco

7、第二步：聚氨酯預(yù)聚體的合成：

8、ocn-rnhcoor1oocnhrnhcoor2oocnhr-nco+2hoch2ch2n(ch3)2→(ch3)2nch2ch2oocnh-rnhcoor1oocnhrnhcoor2oocnhrnhcooch2ch2n(ch3)2；其中，r為-c10h18-，r1為-(c2h4o)a-，a為0-20的整數(shù)，r2為-c2h4ooc-c6h6-cooc2h4-)；s2、將步驟s1制備的聚氨酯預(yù)聚體、端伯胺基聚醚與端環(huán)氧硅油在第二溶劑混合均勻后加入酸性催化劑，進(jìn)行聚合反應(yīng)，在78-110℃之間，攪拌反應(yīng)10-30h，然后抽真空脫出第二溶劑，得到聚氨酯及聚醚胺共改性硅油；反應(yīng)式如下所示：

9、r3-(ch3)2sio[(ch3)2sio]msi(ch3)2-r3+(ch3)2nch2ch2oocnh-rnhcoor1oocnhrnhcoor2oocnhrnhcooch2ch2n(ch3)2+h2n-r4-nh2→-{(ch3)2n+ch2ch2oocnhrnhcoor1oocnhrnhcoor2oocnhrnhcooch2ch2n+(ch3)2-ch2ch2(oh)ch2o-(ch3)2sio[(ch3)2sio]msi(ch3)2-och2ch2(oh)ch2-hn-r4-nh}t-

10、其中，r3為-och2choch2，r4為-ch(ch3)ch2(c3h6o)p-(c2h4o)q-，p和q均為0-20的整數(shù),30≤m≤130，t為1-4的整數(shù)；

11、s3、將步驟s2中得到的聚氨酯及聚醚胺共改性硅油中加入乳化劑進(jìn)行乳化，得到聚氨酯及聚醚胺共改性纖維整理劑。

12、通過采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)的聚氨酯及聚醚胺共改性硅油通過聚合反應(yīng)在硅油主鏈上嵌入了氨基甲酸酯及苯環(huán)結(jié)構(gòu)，其作為硬鏈段，起到支撐硅油主鏈的作用，從而增強(qiáng)了有機(jī)硅乳液的力學(xué)性能，從而增強(qiáng)被本技術(shù)制備的聚氨酯及聚醚胺共改性纖維整理劑整理處理后的布料的力學(xué)性能，應(yīng)用在棉及其混紡纖維中可以使得布料具有較強(qiáng)的滑度及彈性。本技術(shù)的聚氨酯及聚醚胺共改性硅油上的聚醚結(jié)構(gòu)作為軟鏈段與有機(jī)硅主鏈相互配合，起到增強(qiáng)布料的柔軟性的效果，通過調(diào)整本技術(shù)技術(shù)方案中聚氨酯預(yù)聚體及聚醚胺的比例，從而調(diào)節(jié)最終改性硅油上的軟硬鏈段的比例，使得被本技術(shù)制備的聚氨酯及聚醚胺共改性纖維整理劑整理處理后的布料具有優(yōu)異的柔軟性。值得一提的是，本技術(shù)制備的聚氨酯及聚醚胺共改性硅油的結(jié)構(gòu)中引入的苯環(huán)結(jié)構(gòu)使得整理后的面料有類似化纖的順滑風(fēng)格，整理風(fēng)格獨(dú)特。在步驟s1中，聚乙二醇和對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯的混合溶液是通過恒壓滴液漏斗滴加到異佛爾酮二異氰酸酯中的，首先形成活性異氰酸封端的結(jié)構(gòu)，然后在通過封頭劑n,n-二甲基乙醇胺按滴加方式投料，滴加時(shí)間控制在30-90min，最終形成叔胺封端的聚氨酯預(yù)聚體。

13、優(yōu)選的，所述第一溶劑為乙酸乙酯、二甲基甲酰胺、丙酮和四氫呋喃中的一種或幾種組合；所述第二溶劑為乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、異丙醇和二丙二醇甲醚中的一種或幾種組合。

14、優(yōu)選的，在步驟s1中，所述異佛爾酮二異氰酸酯、聚乙二醇和對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯的摩爾比為3:1:1。

15、優(yōu)選的，在步驟s1中，所述催化劑為有機(jī)錫催化劑，所述有機(jī)錫催化劑為二月桂酸二丁基錫；所述聚乙二醇為分子量2000以下的聚乙二醇，優(yōu)選peg200或peg400。

16、優(yōu)選的，在步驟s1中，所述n,n-二甲基乙醇胺和異佛爾酮二異氰酸酯的摩爾比為2:3。

17、優(yōu)選的，在步驟s1中，所述第一溶劑的質(zhì)量為異佛爾酮二異氰酸酯、聚乙二醇及對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯三者總質(zhì)量的20％-70％。

18、優(yōu)選的，在步驟s2中，所述端環(huán)氧硅油與聚氨酯預(yù)聚體及端伯胺基聚醚的總投料量之和的摩爾比為1.5-2:1；

19、優(yōu)選的，在步驟s2中，所述聚氨酯預(yù)聚體和端伯胺基聚醚的摩爾比為1:1-2。

20、通過采用上述技術(shù)方案，通過調(diào)整聚氨酯預(yù)聚體和端伯胺基聚醚的摩爾比，可以調(diào)節(jié)最終制備的改性纖維整理劑上的軟硬鏈段的比例。軟鏈段主要由聚醚結(jié)構(gòu)提供，硬鏈段則由聚氨酯引入的氨基甲酸酯及苯環(huán)結(jié)構(gòu)提供。合適的軟硬鏈段比例能夠使整理后的布料具有優(yōu)異的柔軟性和力學(xué)性能。端伯胺基聚醚作為親水鏈段，其含量的增加有助于提高整理劑的親水性。這對(duì)于保持織物本身的透氣性非常重要，同時(shí)也有利于提高布料的舒適度。通過引入聚氨酯及聚醚胺共改性硅油，可以使整理后的布料具有類似化纖的順滑手感，風(fēng)格獨(dú)特?？傊ㄟ^調(diào)整聚氨酯預(yù)聚體和端伯胺基聚醚的摩爾比，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)改性纖維整理劑性能的優(yōu)化，使其在保持良好親水性的同時(shí)，具備優(yōu)異的柔軟性和獨(dú)特的手感。這種改性纖維整理劑適用于棉及其混紡纖維的處理，能夠顯著提升布料的品質(zhì)和使用體驗(yàn)。

21、優(yōu)選的，在步驟s2中，所述酸性催化劑為月桂酸、乙酸、鹽酸中的一種或幾種組合；所述聚氨酯預(yù)聚體與酸性催化劑的摩爾比為1：0.9-1.2。

22、優(yōu)選的，在步驟s3中，所述乳化劑為混合乳化劑，所述混合乳化劑由兩種至四種hlb值不同的脂肪醇聚氧乙烯醚復(fù)配而成，所述脂肪醇聚氧乙烯醚的hlb值為5-12，用以下通式表示：r5-o-(ch2ch2o)n-h，其中r5為的c12-18的烴基，n為5-10的整數(shù)。

23、第二方面，本技術(shù)提供一種聚氨酯及聚醚胺共改性纖維整理劑，采用如下的技術(shù)方案：

24、作為一個(gè)總的技術(shù)構(gòu)思，本技術(shù)還提供上述一種聚氨酯及聚醚胺共改性纖維整理劑，采用上述一種聚氨酯及聚醚胺共改性纖維整理劑的制備方法制得。

25、綜上所述，本技術(shù)的有益技術(shù)效果：

26、1.獨(dú)特的手感和風(fēng)格：通過在聚氨酯及聚醚胺共改性纖維整理劑中引入氨基甲酸酯和苯環(huán)結(jié)構(gòu)，賦予棉類織物類似化纖的順滑手感，使織物風(fēng)格獨(dú)特，提升了織物的市場競爭力。

27、2.優(yōu)異的親水性和透氣性：由于主鏈上嵌入了親水的聚醚及季銨鹽結(jié)構(gòu)，使得整理后的織物具有優(yōu)異的親水性，同時(shí)保持了織物本身的透氣性，提高了織物的穿著舒適度。

28、3.制備方法簡單、原料易得：本技術(shù)的聚氨酯及聚醚胺共改性纖維整理劑的制備方法簡單，原料易得，整體生產(chǎn)周期適宜，在工業(yè)上容易推廣，有利于降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。

29、4.增強(qiáng)布料的力學(xué)性能：通過在硅油主鏈上嵌入氨基甲酸酯及苯環(huán)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了有機(jī)硅乳液的力學(xué)性能，從而增強(qiáng)了被本技術(shù)方案生產(chǎn)的聚氨酯及聚醚胺共改性有機(jī)硅乳液整理后的布料的力學(xué)性能，使布料具有較強(qiáng)的滑度及彈性。

30、5.柔軟性調(diào)節(jié)：通過調(diào)整本技術(shù)技術(shù)方案中聚氨酯預(yù)聚體及聚醚胺的比例，可以調(diào)節(jié)最終生產(chǎn)的改性纖維整理劑上的軟硬鏈段的比例，使得被本技術(shù)制備的聚氨酯及聚醚胺共改性纖維整理劑整理處理后的布料具有優(yōu)異的柔軟性。