水性聚氨酯（WPU）是聚氨酯以微小颗粒分散在水介质中的两相体系，已广泛应用于涂料、胶黏剂、织物整理剂等方面。根据亲水性基团的性质，可将WPU分为阴离子型、阳离子型和非离子型，阳离子型WPU由于引入季铵阳离子，能与纤维和活性染料上的阴离子基团结合，并形成相互交联的三维网状结构，能在织物的表面形成一层薄膜，将水溶性的染料分子完全覆盖，防止其脱落，从而提高织物的固色牢度。

主要原料及预处理

聚四氢呋喃二醇（PTMG，Mn=1000），工业级；异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二月桂酸二丁基锡（DBTDL），化学纯，阿拉丁试剂公司；N-甲基二乙醇胺（MDEA），化学纯，成都科龙化工试剂厂；三羟甲基丙烷（TMP），分析纯，天津市博迪化工有限公司；冰乙酸，分析纯，天津市凯通化学试剂有限公司；1，4-丁二醇（BDO），分析纯，上海晶纯试剂有限公司；N，N-二甲基甲酰胺、*酮丙**，工业级，天津市新华精细化工厂。PTMG在80℃下真空干燥8h；*酮丙**、N，N-二甲基甲酰胺和冰乙酸用4A型分子筛脱水7d。

织物：靛蓝色牛仔布、白布（摩擦布），市售。

阳离子型水性聚氨酯的合成方法

在反应容器中，加入计量的PTMG和IPDI，45℃通氮气20min，再将温度升至80℃，加入少量的DBTDL，反应至剩余NCO基含量达到理论值（二正丁胺滴定，下同）。将温度降至40℃，逐滴加入MDEA与*酮丙**的混合液，30min内滴加完毕，将温度升至60℃，保温1h。

加入计量的N，N-二甲基甲酰胺溶解的TMP，反应1h，加入BDO进行扩链反应至溶液中NCO基含量达到理论值。将体系温度降至35℃，加入冰乙酸中和，充分搅拌反应40min，最后，在高速搅拌下滴加去离子水，充分反应30min，乳化结束后，用旋转蒸发仪除去*酮丙**，得到固含量约为30%的阳离子型水性聚氨酯（WPU）乳液。

固色工艺

整理工艺采用"二浸二轧"，将样品布浸入50g/L的WPU稀释液中，室温下浸泡30min，轧去多余的水分，控制含水增重率为85%-100%。重复一次上述操作，最后将处理后的样品布放入100℃的干燥箱内烘干待用。

性能测试

乳液的黏度采用NDJ-8S数字旋转黏度计测定，参照GB/T 2794-1995标准。红外光谱采用IR-8400s傅里叶红外光谱仪，薄膜法制样。干燥速率参考GB 1728-79（88）标准测定。力学性能采用BLD-200N电子剥离试验机测试，拉伸强度和断裂伸长率按GB/T 1040-92标准测试，拉伸剪切强度参照GB/T 7124-2008标准测试。织物耐摩擦牢度用YG-571B染色牢度摩擦测试仪测试，参照GB 3920-2008标准，与GB/T 251-2008灰色样卡对比，评定等级。

参考文献：

杨江涛、吴晓青、唐贤材、张国栋、王凡、孙谦.阳离子水性聚氨酯的合成及其固色性能的研究.2017.

关注微信公众号：fanghuaxuetang，更及时、快速获取纺化知识。