[发明专利]一种改性氨纶纤维材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种改性氨纶纤维材料及其制备方法，所述方法为：将多氨基化合物和经过预处理的氨纶纤维混合进行接枝反应，然后在氨纶纤维表面吸附金属离子，并加入硫离子进行反应，最后和氟硅试剂进行接枝反应，得到所述改性氨纶纤维材料。本发明通过上述多层固着的方式对氨纶纤维表面进行功能化改性，使其同时兼具本身的优异性能和额外的抗紫外以及拒水拒油性能，增强氨纶在实际应用过程中的耐久性和清洁性，且操作简单，所需原料来源广泛，可行度高，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及材料制备领域，具体涉及氨纶纤维材料，尤其涉及一种改性氨纶纤维材料及其制备方法。

背景技术

氨纶纤维具有高断裂伸长(400％以上)、低模量和高弹性回复率而得到广泛应用。除强度较大外，氨纶纤维的其他物理机械性能与天然乳胶丝十分相似，但其强度比乳胶丝高2-3倍，线密度也更细，并且更耐化学降解。氨纶的耐酸碱性、耐汗、耐海水性、耐干洗性、耐磨性均较好，并耐各种干洗剂和大多数防晒油。

目前氨纶纤维一般用于合成纤维和天然纤维的大多数染料和整理剂，也适用于氨纶的染色和整理，但其应用范围具有较大的局限性。基于上述优异的性能，如何扩大其应用领域，实现氨纶纤维价值的最大化，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种制备改性氨纶纤维材料的方法，同时提供了一种改性氨纶纤维材料。

第一方面，本发明提供了一种制备改性氨纶纤维材料的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将多氨基化合物和经过预处理的氨纶纤维混合进行接枝反应；

(2)在步骤(1)所得氨纶纤维表面吸附金属离子，然后加入硫离子进行反应；

(3)将步骤(2)得到的产物和氟硅试剂进行接枝反应，反应完成后得到所述改性氨纶纤维材料。

本发明首先通过多氨基化合物与氨纶纤维通过化学键合方式进行连接，使氨纶纤维的表面具有多个氨基，然后利用所述氨基和金属离子进行螯合，使氨纶纤维表面吸附大量金属离子，然后加入硫离子和金属离子反应，使其获得优异的抗紫外能力；进一步的，加入与含氟硅试剂进行化学接枝，进而使其获得优异的拒水拒油能力。经过上述方法的处理，最终使所得改性氨纶纤维材料除了具有氨纶纤维本身的性质之外，还获得了优异的拒水拒油及抗紫外能力，拓展了氨纶纤维的应用领域。

对于本发明而言，需要氨纶纤维表面具有丰富的氨基才能螯合大量金属离子以及接枝氟硅试剂，因此选择多氨基化合物和氨纶纤维进行连接。

具体的，具有多氨基且能够和氨纶纤维连接的化合物均适用于本发明。经过大量实验验证，采用端氨基超支化聚合物和氨纶纤维进行连接，对氨纶纤维的改性效果更佳，因此本发明所述多氨基化合物优选为端氨基超支化聚合物。

上述端氨基超支化聚合物可由本领域常用的方法制备，例如可以由二乙烯三胺和N，N亚甲基双丙烯酰胺合成，也可以由三乙烯四胺、四乙烯五胺等其他单体合成，本发明对此不做特殊限定。

本发明步骤(1)中利用偶联剂将多氨基化合物与氨纶纤维通过化学键合方式进行连接。对于本发明而言，多氨基化合物与氨纶纤维难以直接连接，只有经过偶联剂对氨纶纤维进行表面处理后才能使其和多氨基化合物很好的连接，因此所述预处理为实现本发明的关键之一。

具体的，本发明采用的偶联剂为二异氰酸酯类单体，但非仅限于此，其他对氨纶纤维表面预处理后能够实现与多氨基化合物接枝的偶联剂同样适用于本发明。

具体的，步骤(1)所述预处理包括：将偶联剂溶解在溶剂中，然后放入氨纶纤维进行反应。

具体的，步骤(1)所述预处理中偶联剂在溶剂中的浓度为10-90wt％，例如可以是10wt％、30wt％、50wt％、70wt％或90wt％等。进一步的，当所述所述偶联剂在溶剂中的浓度为50-70wt％时，效果最佳。