封端异氰酸酯对超支化聚(酰胺-酯)的接枝改性及其应用

摘要

涂料染色涉及到颜料分散体系的制备和染色两个过程，其中需要大量印染助剂，包括分散剂、乳化剂、粘合剂、交联剂等，而且涂料染色存在摩擦牢度低的重大缺陷，因此开发多功能性印染助剂，提高涂料染色织物摩擦牢度，成为扩大涂料染色应用范围和深度的首要课题。
　　 超支化聚(酰胺-酯)及封端异氰酸酯是目前国内外研究的热门课题，在很多领域有相关应用性能的研究，而在涂料染色领域涉及较少，有极少数研究机构从事相关方面的探索研究。用单封端异氰酸酯对含有大量端羟基的超支化聚(酰胺-酯)进行接枝改性，得到的接枝改性产物既对颜料有分散稳定作用，又对涂料染色织物具有固色作用，提高织物摩擦牢度，可作为一种多功能涂料染色助剂，减少其他助剂的使用，对减少环境负荷，加快涂料染色技术的发展有积极意义。
　　 本文以2，4-甲苯二异氰酸酯(TDI)，聚乙二醇单甲醚(MPEG)为原料合成得到亲水链预聚体，以二乙二醇单丁醚(DGME)、甲乙酮肟(MEKO)、己内酰胺(CL)分别为封端剂，对TDI进行单官能团封闭反应，得到单封端异氰酸酯预聚体，用两种预聚体对超支化聚(酰胺-酯)端基进行接枝改性，制得多功能性涂料染色助剂超支化封端异氰酸酯(Hyperbranched Blocked Isocyanates，HBI)；探讨了预聚体对超支化聚(酰胺-酯)的接枝率Y和接枝效率GE；研究了封端剂种类、亲水链链长、预聚体反应配比、反应介质和预聚体滴加方式对接枝产物的水溶性和固色效果的影响；利用傅里叶红外光谱分析(FT-IR)对预聚体和接枝产物的结构进行表征；利用差示扫描量热分析(DSC)和热失重分析(TGA)对接枝产物热性能进行表征，确定了其解封温度范围，以MEKO为封端剂的接枝产物的解封温度范围为148-158℃。
　　 以HBI为分散剂制备超细颜料水性体系，超声波分散50min后，颜料颗粒粒径能达到208.5nm。以HBI为固色剂制备染液，对织物进行涂料染色，高温下，HBI能发生解封反应，重新获得活性的-NCO基团与粘合剂、织物表面的-OH反应，将颜料颗粒固定在织物表面，从而起到固色作用，160℃下焙烘3nun能使织物皂洗牢度达到4-5级，干摩擦牢度达2级，湿摩擦牢度达2-3级，与空白样相比，固色效果明显。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 前言

1.1 超支化聚(酰胺-酯)改性的研究现状

1.1.1 超支化聚(酰胺-酯)的改性机理

1.1.2 超支化聚(酰胺-酯)的改性应用进展

1.2 封端异氰酸酯应用的研究现状

1.2.1 封端异氰酸酯的应用机理

1.2.2 封端异氰酸酯的应用进展

1.3 超细涂料制备及染色研究现状

1.3.1 超细涂料制备

1.3.2 涂料染色

1.4 课题的提出及意义

第二章 实验部分

2.1 实验药品与实验仪器

2.1.1 实验药品和材料

2.1.2 实验仪器

2.2 合成路线

2.2.1 合成超支化聚(酰胺-酯)

2.2.2 封端异氰酸酯对HP接枝改性

2.3 超支化颜料分散体系制备及涂料染色

2.3.1 制备超细颜料分散体系

2.3.2 涂料染色

2.4 测试方法与表征

2.4.1 红外光谱分析

2.4.2 差示扫描量热分析(DSC)

2.4.3 热失重分析(TGA)

2.4.4 粒径及Zeta电位测试

2.4.5 离心稳定性测试

2.4.6 K/S值及色度值的测定

2.4.7 色牢度测定

2.4.8 扫描电子显微镜分析(SEM)

第三章 结果与讨论

3.1 预聚体的合成

3.1.1 封端剂预聚体的合成

3.1.2 亲水链预聚体的合成

3.2 对超支化聚(酰胺-酯)的接枝改性

3.2.1 接枝率

3.2.2 封端剂种类的影响

3.2.3 亲水链链长的影响

3.2.4 封端剂预聚体含量的影响

3.2.5 反应溶剂的影响

3.2.6 接枝反应滴加方式的影响

3.3 接枝产物的分析

3.3.1 红外光谱分析

3.3.2 热分析

3.4 接枝改性产物的应用性能

3.4.1 在颜料分散中的应用

3.4.2 在涂料染色中的应用

第四章 结论

致 谢

参考文献

附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文