[发明专利]一种具有长效防虫性能的氨纶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有长效防虫性能的氨纶及其制备方法，属于聚氨酯弹性纤维领域。

背景技术

氨纶，是一种高弹性的纺织纤维，其常温下有强度高，比重轻，弹性回复率大等优点，被广泛应用织物中。化学纤维各品种及天然纤维，如棉、麻、丝、毛等各有优点和缺点。常见的如：棉/氨纶，交织后，可以保持了棉纤维的所有优点，但棉纤维本身无弹性，而氨纶却可以保持面料的弹性。

众所周知，一般的人造纤维是以芦苇、棉花秆、玉米秆等为生产原料，经过化学加工处理而成的。这些原料里都含有纤维素，适合于霉菌、昆虫的生长和繁殖，易发生霉变和被虫蛀蚀。化学纤维中的合成纤维，其原料是从石油、煤中所提炼出来的芳香类、烯类，经化学合成法制成纤维，其本身不会发霉，也不会被虫蛀。但合成纤维织品中，大多品种是与天然纤维混纺或交织的，织品中所含的棉、毛、丝等天然纤维会发生霉变和虫蛀；再者，若是使用存放过天然纤维织品的箱、橱来存放纯合成纤维纺织品，天然纤维织物留下来的霉菌和昆虫同样会危害纯合成纤维织物，因此，使化纤纺织品具有防虫性能也是必要的。

本发明选取最常见及有效的物质——2-莰酮，别名“樟脑”，其主要来源于樟树，具有天然的防虫作用。资料表明，只有吸入大量2-莰酮蒸汽，或者口服才会对人体造成巨大的影响，而少量的2-莰酮并不会对人体产生不适的影响。而直接用“樟脑丸”、“卫生球”之类的物品放入衣柜内来防虫有许多不利影响，一、会使衣物气味刺鼻，同时接触过这类物质的衣物，须在穿之前在日光下晒晒一段时间，使深入衣服中的芳香族化合物挥发掉，以免危害身体；二、如“卫生球”易挥发，挥发出来的物质能与合成纤维中的高分子有机化合物发生化学反应，使衣料受损或者降低纤维强度，甚至把化学织物溶化成一个个细小的空洞。因此，间接使纤维本身具有防虫性能可以简单有效地解决这个问题。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于制备一种具有长效防虫性能的氨纶产品，使产品常规物性指标与同规格产品基本一致，使纤维具有长效防虫性能，提高了产品的附加值。但由于现有氨纶的制备工艺的限制，一般纺丝甬道的温度较高——250℃左右，一些物料的沸点较低，就会直接在甬道中挥发出来，从而造成物料的失效，而2-莰酮的沸点只有204℃，因此，它不能直接添加使用。

技术方案：本发明是通过以下技术方案实现的：

通过设计合成得到一种“核-壳”结构的物质，外层是壳聚糖，2-莰酮被包裹在内部。把这种物质磨成粉剂，过滤网后再加入到聚氨酯脲原液中。在原液中添加一定量防虫功能助剂，其不会破坏高分子结构，不会对氨纶丝本身的物理性能和化学性能造成不利的影响。

本发明所述的一种具有长效防虫性能的氨纶的制备方法，其制备步骤如下：

1）预聚物的制备：在预聚罐中依次加入溶剂与聚醚，然后按照设定的NCO/OH比例，加入二异氰酸酯；预聚反应温度控制为40～50℃，反应时间为90～150min，反应过程中氮气保护，得到预聚物溶液；

2）将得到的预聚物溶液移送至扩链罐中，充分搅拌溶解；

3）然后将扩链罐降温至-5～15℃时，缓慢加入扩链胺溶液，反应完成得到聚氨酯脲溶液；

4）添加防虫助剂和辅料助剂，搅拌2～8h，制得聚氨酯脲纺丝原液；

5）聚氨酯脲纺丝原液通过计量泵输送，经纺丝组件、纺丝甬道、卷绕机，进行纺丝作业制得氨纶。

其中，

所述步骤1）中聚醚是分子量为1000-3000的聚四氢呋喃；所用的二异氰酸酯指的是4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯MDI；所用的溶剂为N，N二甲基乙酰胺DMAc或者N，N二甲基甲酰胺DMF。

所述步骤1）中异氰酸酯基团NCO与聚醚二元醇中的羟基OH摩尔比为1.50～2.50。

所述步骤3）中扩链胺溶液，里面包含的扩链物质主要包括：乙二胺、1,3-丙二胺、1,3-戊二胺、2-甲基-1,5-戊二胺的一种或者多种二元胺组合；所述的扩链胺溶液，里面包含的封端剂物质主要包括：二乙胺或者单乙醇胺中的一种或两种。

所述步骤4）中聚氨酯脲纺丝原液浓度为30%wt～35%wt。

所述步骤4）所添加的防虫助剂，其制备方法如下：

1）将水溶性壳聚糖加到蒸馏水中，充分搅拌，形成质量分数1～20%水性壳聚糖的溶液；

2）将2-莰酮加到丙酮中，搅拌充分，形成质量分数为1～10%的2-莰酮的丙酮溶液；

3）将2-莰酮-丙酮溶液倒入壳聚糖-水溶液中，搅拌混合后，经低温干燥，除去溶剂后，并将其碾磨成粉。