[发明专利]一种伸缩发热聚氨酯纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及一种伸缩发热聚氨酯纤维及其制备方法，具体涉及一种含有发热助剂的聚氨酯树脂组合物，再通过使用该聚氨酯树脂组合物制造得到具有优异发热性能的聚氨酯纤维；该方法为：1)将低聚物二元醇与过量的有机二异氰酸酯进行一次聚合，制备得到预聚物；2)将所述的预聚物溶解于有机溶剂中，然后与二胺和单胺反应进行二次聚合以制备聚氨酯溶液；3)发热助剂将按聚氨酯聚合物重量的0.5～10wt％加到上述的聚氨酯溶液中以获得混合物，将所述混合物进行纺丝，得到伸缩发热聚氨酯纤维。该制造方法的实施过程简便，而且可以广泛地应用于不同品种的聚氨酯纤维，制备的聚氨酯纤维发热性能优异。

技术领域

本发明涉及一种新型功能化氨纶纤维的制造方法，特别是一种具有良好发热的氨纶纤维及其制造方法，本发明属于高分子材料制备技术领域。

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。穿着含氨纶的服饰不仅可以带来良好的舒适感，而且可突显完美的修身效果，因此氨纶在面料中的成份比重也越来越大。随着人们生活水平的提高以及纺织行业技术的发展，人们对氨纶以及含氨织物的功能性提出了更多更高的要求：如用于冬季保暖内衣的弹性面料不仅具有贴身舒适的穿着感，更应该具有一定的保温效果；用于护膝、护腕以及绷带等弹性织物同样应具备保温保暖功效，以达到促进关节血液循环、保护运动员免受伤害的目的。

发热纤维的研发一直是热门问题，开发者普遍集中在以下两个方面进行研究：一是通过添加远红外陶瓷粉实现纤维自发热，但这种发热方法儿童、孕妇不宜用，心脏功能不好人群也不宜使用，受到很大的限制。二是通过纤维吸湿发热，此方法对纤维有要求，需要吸湿性好的纤维才能制成吸湿发热纤维，在材料方面受限制。在CN102220651B中提供了一种吸湿发热纤维的制造方法，它是在聚丙烯腈纤维中通过由第二、三单体加入丙烯酰胺和丙烯酸从而在纤维中引入亲水基团，使腈纶具有吸湿发热功能。其优点是利用人体以及空气中的水蒸气，纤维通过吸收水蒸气使其自身发热，达到加热保暖效果。同时由于吸收人体自身水蒸气使人穿着后更加干爽舒适。但是其缺点是，对纤维要求高，需要吸湿性强的纤维才能制成吸湿发热纤维，同时发热持续性也有上线，若纤维吸湿饱和就不易就产生热量了。专利CN104153034B通过在合成纤维中加入0.1-10％的纳米陶瓷粉体，使聚氨酯纤维具有保温隔热的性能特点。目前还没有专利关于通过拉伸和回复等形变可以发热的聚氨酯纤维。

发明内容

技术问题：本发明拟解决的技术问题是设计一种伸缩发热聚氨酯纤维制备方法。该制备方法的实施过程简便，而且可以广泛地应用于不同品种的聚氨酯纤维，制备的聚氨酯纤维伸缩发热性能优异，可以达到冬季保温效果，促进关节血液循环、保护运动员免受伤害。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种伸缩发热聚氨酯纤维的制备方法包括如下步骤：

1)、将低聚物二元醇与过量的有机二异氰酸酯在75～90℃反应100～120min，进行一次聚合，制备得到预聚物；其中二异氰酸酯与低聚物二元醇的摩尔比为(1.50～2.00)：1；

2)、将所述的预聚物溶解于有机溶剂中，然后与二胺和单胺的混合胺溶液反应进行二次聚合以制备聚氨酯溶液；

所述混合胺溶液的质量百分比浓度为1.00～8.00％；

所述聚氨酯溶液质量百分比浓度为30～45％，其中胺基的摩尔数与异氰酸酯基的摩尔数比为(0.90～1.30)：1，

3)、将发热助剂和辅料助剂加入到溶剂中混合，并研磨20～40小时，形成质量百分比浓度为30～40％的助剂浆料；

4)、将所述助剂浆料按聚氨酯聚合物重量的质量比为2％～12％加到上述的聚氨酯溶液中以获得混合物，经30～40小时搅拌熟化，将所述混合物进行纺丝，得到伸缩发热聚氨酯纤维。