[发明专利]一种纳米改性聚氨酯纤维材料及其制备方法

说明书

本发明涉及聚氨酯纤维领域，具体涉及一种纳米改性聚氨酯纤维材料及其制备方法，制备方法包括以下步骤：(1)用硅烷偶联剂对气相白碳黑、纳米二氧化钛、玄武岩短纤维进行改性处理，得改性混合粉体；(2)将聚醚多元醇置于密闭容器中，干燥后冷却，体系通入氮气，加入二异氰酸酯及溶剂，之后滴加二月桂酸二丁基锡，预聚后得预聚物；将预聚物降温后缓慢滴入扩链剂，滴加完后继续反应0.5h，降温后加入改性混合粉体搅拌，最后加入抗氧剂、润滑剂，搅拌混匀，得聚氨酯纺丝溶液；(3)将聚氨酯纺丝溶液进行湿法纺丝、热处理，即得，本发明纳米改性聚氨酯纤维材料具有优异的耐热性、耐磨性、耐腐蚀性及强度，制备方法简单易行，便于推广。

技术领域

本发明涉及聚氨酯纤维领域，具体涉及一种纳米改性聚氨酯纤维材料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯是一种通用的嵌段共聚物，由于其优良的性能，现已经广泛应用于纺织纤维、粘合剂、环保材料、薄膜和生物材料。近年来，用粘土增强聚氨酯的复合材料，与普通聚氨酯相比在力学性能上有了显著提高，例如具有搞模量、高强度和姣好的耐热性能，引起了人们越来越多的关注。

聚氨酯纤维是由二元醇与二异氰酸酯经聚合反应得到软硬端相嵌的聚合物后经纺丝而得。由于其优异的弹性和回弹性能而成为一种高附加值的合成纤维，在纺织、服装、生物医用材料等领域获得广泛的应用。但由于普通的聚氨酯纤维耐热性较差，它的应用范围收到一定的限值。为了提高聚氨酯纤维的热性能，许多学者做了大量的研究工作，利用不同的技术途径制备高热稳定性聚氨酯材料。

发明内容

本发明提供了一种纳米改性聚氨酯纤维材料及其制备方法，所述纳米改性聚氨酯纤维材料具有优异的耐热性、耐磨性、耐腐蚀性及强度，制备方法简单易行，便于推广。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种纳米改性聚氨酯纤维材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将气相白碳黑、纳米二氧化钛、玄武岩短纤维混合均匀，得混合粉体，将硅烷偶联剂加入到乙醇中，调节pH至硅烷偶联剂完全溶解，加入混合粉体，充分搅拌后超声波分散，之后进行喷雾干燥，得表面包覆有一层硅烷偶联剂的改性混合粉体；

(2)将聚醚多元醇置于密闭容器中，80-90℃下真空干燥2-3h，冷却至60-70℃，体系通入氮气保护，加入二异氰酸酯及溶剂，之后滴加二月桂酸二丁基锡，于80-90℃下预聚2-3h，得预聚物；将预聚物降温至60-70℃，缓慢滴入扩链剂，滴加完后在60-70℃下继续反应0.5h，之后降温至40-50℃，加入改性混合粉体搅拌0.5h，最后加入抗氧剂、润滑剂，搅拌混匀，得聚氨酯纺丝溶液；

(3)将聚氨酯纺丝溶液进行湿法纺丝，并对所纺纤维进行热处理，得所述纳米改性聚氨酯纤维材料。

优选地，所述步骤(1)中的气相白炭黑的粒径为20-60nm，所述纳米二氧化钛粒径为20-60nm。

优选地，所述步骤(1)中的硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷。

优选地，所述步骤(2)中的聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇或聚氧化丙烯三醇。

优选地，所述步骤(2)中的溶剂为丙酮。

优选地，所述步骤(2)中的扩链剂1，4-丁二醇和山梨醇的混合物。

优选地，所述步骤(2)中的抗氧化剂为2，2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)或四(3，5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯。

优选地，所述步骤(2)中的润滑剂为硬脂酸镁。

一种纳米改性聚氨酯纤维材料，其是采用如上所述的方法制备的。

本发明的有益效果为：