[发明专利]高弹聚氨酯脲纤维及其制备方法、织物

说明书

本申请涉及一种高弹聚氨酯脲纤维，其通过先将高分子量多元醇、低分子量多元醇与二异氰酸酯反应形成预聚物，再将所述预聚物与胺类扩链剂聚合形成。本发明的聚氨酯脲纤维具有高的拉伸模量，经历多次拉伸后的拉伸模量和定伸回复模量均高于常规氨纶丝，可以使得使用此种氨纶的织物弹力更足。本申请还涉及该聚氨酯脲纤维的制备方法，以及使用该纤维的织物。

技术领域

本发明涉及氨纶纤维领域，具体涉及一种高弹聚氨酯脲纤维及其制备方法，以及使用该纤维的织物。

背景技术

氨纶是一种纺织特种纤维，已经广泛应用于针织和机织弹性织物中。针对高档经编织物、牛仔织物克重要求高，染整后弹力要求高，目前的现状是采用增加氨纶丝的旦数来满足要求，但是导致织物克重偏高。

传统改进聚氨酯纤维力学性能的方法主要是在氨纶预聚物扩链阶段选用可形成高刚性硬段的扩链剂，或者在氨纶聚合物形成阶段以及后加工阶段进行交联改性。CN103757741B在扩链剂中加入10-15％的芳杂环扩链剂UPy(2-脲基-4[1H]-嘧啶酮)型二氨基化合物替代部分传统的对称二胺扩链剂和短支链二胺扩链剂，将芳杂环刚性结构引入到聚氨酯脲分子链内，用以提高氨纶丝的弹性。但是此方法选用的扩链剂为一种容易黄变的扩链剂，且合成困难价格昂贵，会带来现有氨纶黄变速度加快且成本大幅提高。CN102277649A使用双螺杆挤出机将聚氨酯切片与耐氯的交联剂混合，将交联结构引入到氨纶聚合物分子内，从而提高了熔纺氨纶的弹性。但是这种交联结构的引入会导致聚合物粘度变得巨大，仅适合使用双螺杆挤出机进行的熔纺氨纶生产过程。由于聚合物粘度巨大而导致无法溶解到常规干法使用的N,N’-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或二甲亚砜等非质子溶剂中，并不适合干法氨纶生产过程。CN103789864B将含有机过氧化物引发剂加入到聚合物溶液中，在甬道纺丝过程中或者后道用户在加热过程中，有机过氧化物释放自由基引发分子间的交联作用而提高氨纶丝的弹力，但是氨纶丝的化学结构中的二苯甲烷基团以及醚氧键旁边的α键亚甲基遇见自由基会发生降解黄变。为了避免自由基对氨纶丝的分子结构的攻击，一般氨纶聚合物配方中都会添加抗氧化剂以及抗黄变剂以消灭和钝化自由基用以避免自由基引起的黄变降解。显然，这一技术方案虽然提高了氨纶丝的弹力，却会带来自由基导致氨纶黄变降解的新问题。因此，需要开发一种成本低廉适合现有生产工艺且不会带来氨纶丝其他品质降低的新方法。

发明内容

本申请实施方案提供一种高弹聚氨酯脲纤维及其制备方法、以及使用该聚氨酯脲纤维的织物。

第一方面，本申请实施方案提供了一种高弹聚氨酯脲纤维，其可以通过先将高分子量多元醇、低分子量多元醇与二异氰酸酯反应形成预聚物，再将所述预聚物与胺类扩链剂聚合形成。具体而言，预聚物可以通过先将高分子量多元醇与低分子量多元醇混合均匀形成混合物，再将二异氰酸酯与所述混合物反应而形成，其中优选低分子量多元醇在所述混合物中的质量含量可以为0.01％至10％，更优选0.5％至7％，最优选0.2％至5％。

在一个实施方案中，预聚物可以采用本体聚合反应形成；在另一实施方案中，预聚物可以在非质子溶剂中溶液聚合而成，其中非质子溶剂可以选自N,N’-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N’-二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基吡咯烷酮或二甲亚砜。

在又一实施方案中，高分子量多元醇的数均分子量可以为650至5000。所述高分子量多元醇优选选自聚醚二醇、聚酯二醇、聚酯酰胺二醇、聚碳酸酯二醇、聚丙烯酸类二醇或它们的混合物或共聚物等，更优选选自聚四氢呋喃二醇、聚丙二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、以及四氢呋喃与单体如环氧乙烷、环氧丙烷、2-甲基四氢呋喃或3-甲基四氢呋喃反应得到的共聚物二醇中的一种或多种。

在又一实施方案中，低分子量多元醇的碳原子数可以为2至20，优选选自乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、1,6-己二醇中的一种或多种。