CN106381561A - 氨纶纤维及其制备方法、织物 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种氨纶纤维，其成纤聚合物由聚醚型聚氨酯链段和亲水性聚氨酯链段共聚而成，其中亲水性聚氨酯链段的质量相对于聚醚型聚氨酯链段和亲水性聚氨酯链段的总质量为30.00至50.00％。本发明的氨纶纤维在蒸汽下定型时，当温度为110～130℃，即可达到粘合效果。本申请还涉及该氨纶纤维的制备方法，以及使用该氨纶纤维的织物。

Description

氨纶纤维及其制备方法、织物
技术领域
本发明涉及功能性氨纶纤维领域，具体涉及一种在蒸汽下定型易粘合的氨纶纤维及其制备方法，以及使用该氨纶纤维的织物。
背景技术
氨纶是一种聚氨酯弹性纤维，被称为“面料味精”，行业内更有“无氨不成布”之说法，可见氨纶是提升面料品质的关键因素之一。随着社会的不断进步，人们对纺织品的美观度和舒适性提出了新的要求，如防钩丝、纺卷边、轻薄、柔软等。氨纶的使用使面料成为复合材料，是面料品质提升之关键因素，氨纶的新特性将赋予面料新的功能。
面料的定型以蒸汽定型为主，热量是面料定型主要因素，在高档面料中氨纶的配伍纤维通常熔点较低，或者面料较轻薄，对舒适度要求高，这就要求定型温度不宜过高，定型时间不宜过长；另外，有些面料要求防卷边、防脱丝，这就要求氨纶在织物中能起到粘合点的作用。
目前的技术基本采用共混改性或复合纺丝的技术手段来降低氨纶的熔点，以达到在较低温度下实现氨纶起粘合作用的目的。专利WO2001/025308通过采用非对称二异氰酸酯及非对称扩链剂，减弱分子链间的聚集，降低纤维的熔点，但是纺丝原液在熟化过程中粘度增长缓慢，聚集状态不稳定，难以形成稳定的纺丝原液，可纺性差；专利WO2010/045155通过复合纺丝技术，使纤维形成两相结构，集中发挥低熔点组分的功能，同时对主体性能影响较小，但是设备复杂，投入较高，产品性能调整困难；专利WO2008/004549和JP200171881采用共混改性的技术，将低熔点组分与常规组分相混合，但是混合难度高，达到分子级分散后效果不明显，所以添加量较高，对微相分离影响较大；专利WO2000/063293运用化学交联的原理，采用共混改性的技术，容易引起织物发硬而影响舒适性；专利WO2004/053218采用共混改性，并通过熔纺的方法制得，性能不及干法纺丝，受制于切片技术，应用领域窄。因此，需要开发一种生产在蒸汽下定型易粘合的氨纶纤维的新技术，以满足这一特殊领域的要求。
发明内容
本申请实施方案提供一种氨纶纤维及其制备方法、以及使用该氨纶纤维的织物。
第一方面，本申请实施方案提供了一种氨纶纤维，其成纤聚合物可以由聚醚型聚氨酯链段和亲水性聚氨酯链段共聚而成，其中亲水性聚氨酯链段的质量相对于聚醚型聚氨酯链段和亲水性聚氨酯链段的总质量为30.00至50.00％。可选地，聚醚型聚氨酯链段和亲水性聚氨酯链段嵌段共聚成成纤聚合物。
在一个实施方案中，亲水性聚氨酯链段可以由数均分子量为800至1500的高分子量多元醇、二异氰酸酯与二醇磺酸根或二醇羧酸根聚合制得。优选地，二醇磺酸根的结构式为其中R1、R3、R4为-(CH2)n-，n＝0至10中的任意整数，R2为 所述二醇羧酸根的结构式为其中Ra、Rb为-(CH2)n-，n＝0至10中的任意整数，其中Rc为-CnH2n+1，n＝1至10中的任意整数。例如，二醇磺酸根的盐可以为(1，2-丙二醇-3-磺酸)的钠盐、钾盐、镁盐、钙盐、锌盐、铝盐，(1,4-丁二醇-2-磺酸)的钠盐、钾盐、镁盐、钙盐、锌盐、铝盐等，二醇羧酸根的盐可以为(2,2-二羟甲基丙酸)的钠盐、钾盐、镁盐、钙盐、锌盐、铝盐，(2,2-二羟甲基丁酸)的钠盐、钾盐、镁盐、钙盐、锌盐、铝盐等。
在另一实施方案中，所述高分子量多元醇可以选自具有亲水性基团的聚醚二醇、聚酯二醇、聚酯酰胺二醇、聚丙烯酸二醇或其组合。例如，聚醚二醇可以为聚环氧乙烷二醇或聚环氧丙烷二醇，聚酯酰胺二醇可以采用多步缩聚工艺制备，即可以首先由二元酸与二元胺缩聚生成二酸低聚物，再与二醇反应生成聚酯酰胺二醇。
在一个实施方案中，聚酯酰胺二醇可以通过将己二酸与己二胺混合均匀后，在通入高纯氮气鼓吹下于90～100℃反应6～10小时，得到二酸低聚物，其中己二酸与己二胺的摩尔数之比可以为2～2.5：1；再将丁二醇与上述二酸低聚物混合均匀后，在通入高纯氮气鼓吹下于140～160℃下反应4～10小时制得，其中羟基与羧基的摩尔数之比可以为1.2～1.5，并且以SO4 2-/TiO2为催化剂，催化剂的用量可以为二酸低聚物的0.5～1.0g/mol。
在又一实施方案中，所述氨纶纤维在蒸汽下定型时，温度可以为110至130℃。
第二方面，本申请实施方案提供了一种氨纶纤维的制备方法，其可以包括以下步骤：
1)将原料聚醚多元醇和二异氰酸酯混合，反应制备得到预聚物A；
2)将原料高分子量多元醇、二醇磺酸根或二醇羧酸根与二异氰酸酯混合，反应制备得到低聚物B，所述高分子量多元醇的数均分子量为800至1500；
3)将预聚物A和低聚物B混合均匀得到预聚物C；
4)向预聚物C的酰胺类极性溶液中加入低分子量二胺扩链剂和具有活性氢原子的封端剂的酰胺类极性溶液并搅拌反应，得到聚氨酯溶液；
5)向所述聚氨酯溶液中加入包含抗紫外剂、抗氧化剂、润滑剂、消光剂、着色剂、耐氯剂或填充剂的浆料，充分熟化后，经干法纺丝，形成氨纶纤维。
在一个实施方案中，二醇磺酸根的结构式为其中R1、R3、R4为-(CH2)n-，n＝0至10中的任意整数，R2为所述二醇羧酸根的结构式为其中Ra、Rb为-(CH2)n-，n＝0至10中的任意整数，其中Rc为-CnH2n+1，n＝1至10中的任意整数。例如，二醇磺酸根的盐可以为(1，2-丙二醇-3-磺酸)的钠盐、钾盐、镁盐、钙盐、锌盐、铝盐，(1,4-丁二醇-2-磺酸)的钠盐、钾盐、镁盐、钙盐、锌盐、铝盐等，二醇羧酸根的盐可以为(2,2-二羟甲基丙酸)的钠盐、钾盐、镁盐、钙盐、锌盐、铝盐，(2,2-二羟甲基丁酸)的钠盐、钾盐、镁盐、钙盐、锌盐、铝盐等。
在另一实施方案中，所述高分子量多元醇可以选自具有亲水性基团的聚醚二醇、聚酯二醇、聚酯酰胺二醇、聚丙烯酸二醇或其组合。例如，聚醚二醇可以为聚环氧乙烷二醇或聚环氧丙烷二醇，聚酯酰胺二醇可以采用多步缩聚工艺制备，即可以首先由二元酸与二元胺缩聚生成二酸低聚物，再与二醇反应生成聚酯酰胺二醇。
在一个实施方案中，聚酯酰胺二醇可以通过将己二酸与己二胺混合均匀后，在通入高纯氮气鼓吹下于90～100℃反应6～10小时，得到二酸低聚物，其中己二酸与己二胺的摩尔数之比可以为2～2.5：1；再将丁二醇与上述二酸低聚物混合均匀后，在通入高纯氮气鼓吹下于140～160℃下反应4～10小时制得，其中羟基与羧基的摩尔数之比可以为1.2～1.5，并且以SO4 2-/TiO2为催化剂，催化剂的用量可以为二酸低聚物的0.5～1.0g/mol。
在又一实施方案中，步骤2)中异氰酸酯基与羟基的摩尔比可以为1.50：1至2.50：1，反应温度可以为75～90℃。
在又一实施方案中，步骤4)中所用的至少一种扩链剂可以包含羟烷基，和/或所用的至少一种封端剂可以包含羟基，扩链剂和封端剂所在的酰胺类极性溶液的质量百分比浓度可以为1.00～8.00％。
在又一实施方案中，步骤4)中胺基与异氰酸根的摩尔数比可以为1.02：1至1.08：1，最终可以得到质量百分比浓度为35～45％的聚氨酯溶液。
第三方面，本申请实施方案提供了一种至少一部分使用上述氨纶纤维的织物。
具体实施方式
本发明的氨纶纤维以及使用该氨纶纤维的织物在蒸汽下定型时，当温度为110～130℃，即可达到粘合效果；而现有技术往往需要采用130℃以上的蒸汽才能实现粘合。
具体而言，本发明氨纶纤维的成纤聚合物可以由聚醚型聚氨酯链段和亲水性聚氨酯链段共聚而成，其中亲水性聚氨酯链段的质量相对于聚醚型聚氨酯链段和亲水性聚氨酯链段的总质量为30.00至50.00％。
本发明中使用的聚醚型聚氨酯链段是末端具有异氰酸酯基的尿烷预聚物，例如可以通过聚醚二醇和二异氰酸酯反应获得。
作为聚醚二醇，优选聚亚烷基醚二醇，例如聚环氧乙烷二醇、聚环氧丙烷二醇、聚四亚甲基醚二醇、聚氧化五亚甲基二醇、碳数2～10的不同亚烷基醚构成的共聚聚亚烷基醚二醇或者它们的混合物等。就氨纶纤维的弹性功能而言，更优选聚四亚甲基醚二醇、或者碳数2～10的不同亚烷基醚构成的共聚聚亚烷基醚二醇，后者可列举由四亚甲基与2，2-二甲基亚丙基构成的共聚聚醚二醇、由四亚甲基与3-甲基四亚甲基构成的共聚聚醚二醇。聚醚二醇的数均分子量可以为500～5000，优选1000～3000。
作为二异氰酸酯，可以列举脂肪族、脂环族、芳香族的二异氰酸酯。例如，4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4-甲苯二异氰酸酯和2，6-甲苯二异氰酸酯、间二甲苯二异氰酸酯和对二甲苯二异氰酸酯、α,α,α’,α’-四甲基-二甲苯二异氰酸酯、4，4’-二苯基醚二异氰酸酯、4，4’-二环己基二异氰酸酯、1,3-亚环己基二异氰酸酯和1，4-亚环己基二异氰酸酯、3-(α-异氰酸根合乙基)苯基异氰酸酯、1，6-六亚甲基二异氰酸酯、三亚甲基二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或者它们的混合物或者它们的共聚物等。优选4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯。
本发明中聚醚型聚氨酯链段的制备方法，可以采用公知的聚氨酯化反应技术。例如，可以由聚醚二醇与二异氰酸酯在二异氰酸酯过量的条件下反应，合成出在末端具有异氰酸酯基的尿烷预聚物A。优选地，可以通过过量当量的二异氰酸酯与数均分子量500～5000的聚四亚甲基醚二醇反应，合成出末端具有异氰酸酯基的预聚物A；例如4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与聚四亚甲基醚二醇的摩尔比可以为1.5：1至2.0：1。
传统氨纶制备中，一般都是将该尿烷预聚物进一步用双官能胺进行扩链反应，直接获得聚氨酯脲聚合物。即使要进一步进行氨纶改性，也是针对该聚氨酯脲聚合物进行，例如向聚氨酯脲聚合物中混入其它成分。与此完全不同，本发明中不对尿烷预聚物进行任何扩链反应，而是对该尿烷预聚物直接进行改性，具体是共聚改性，优选嵌段共聚改性。由于在低粘度状态下，各种组分之间能实现分子级混合，从而根本性解决了聚合物物料分散的难题。
本发明中使用的亲水性聚氨酯链段可以由数均分子量为800至1500的高分子量多元醇、二异氰酸酯与二醇磺酸根或二醇羧酸根聚合制得。
作为高分子量多元醇，本领域已知适用于合成聚氨酯的高分子量多元醇都可用于本发明，优选该多元醇的数均分子量为800至1500，因为这能较好地保证聚氨酯链段的亲水性。同样，为了保证亲水性，高分子量多元醇可以优选选自具有亲水性基团的聚醚二醇、聚酯二醇、聚酯酰胺二醇、聚丙烯酸二醇或其组合。例如，聚醚二醇可以为聚环氧乙烷二醇或聚环氧丙烷二醇。例如，聚酯酰胺二醇可以是采用多步缩聚工艺制备的，即可以首先由二元酸与二元胺缩聚生成二酸低聚物，再与二醇反应生成聚酯酰胺二醇，这种逐步缩聚工艺使得聚酯酰胺二醇的结构规整性远远优于现有技术中通过共聚得到的聚酯酰胺二醇。
在一个实施方案中，聚酯酰胺二醇可以是通过将己二酸与己二胺混合均匀后，在通入高纯氮气鼓吹下于90～100℃反应6～10小时，得到二酸低聚物，其中己二酸与己二胺的摩尔数之比为2～2.5：1；再将丁二醇与上述二酸低聚物混合均匀后，在通入高纯氮气鼓吹下于140～160℃下反应4～10小时而制得的，其中羟基与羧基的摩尔数之比可以为1.2～1.5，并且以SO4 2-/TiO2为催化剂，催化剂的用量可以为二酸低聚物的0.5～1.0g/mol。
作为二异氰酸酯，上述针对聚醚型聚氨酯链段所用的二异氰酸酯同样适用。但优选4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯或其组合。
作为二醇磺酸根，其结构式为其中R1、R3、R4为-(CH2)n-，n＝0至10中的任意整数，R2为 作为二醇羧酸根，其结构式为其中Ra、Rb为-(CH2)n-，n＝0至10中的任意整数，其中Rc为-CnH2n+1，n＝1至10中的任意整数。例如，二醇磺酸根的盐可以为(1，2-丙二醇-3-磺酸)的钠盐、钾盐、镁盐、钙盐、锌盐、铝盐，(1,4-丁二醇-2-磺酸)的钠盐、钾盐、镁盐、钙盐、锌盐、铝盐等，二醇羧酸根的盐可以为(2,2-二羟甲基丙酸)的钠盐、钾盐、镁盐、钙盐、锌盐、铝盐，(2,2-二羟甲基丁酸)的钠盐、钾盐、镁盐、钙盐、锌盐、铝盐等。
虽然不希望囿于理论，但凡是具有双羟基并且双羟基所在的分子链中的基团分布均一的二醇磺酸根或二醇羧酸根都适用于本发明，从中选择与二异氰酸酯反应平缓、易于控制的具体盐即可，这是本领域技术人员在本发明教导下能够完成的。
本发明中亲水性聚氨酯链段的制备方法，同样可以采用公知的聚氨酯化反应技术。例如，可以首先将具有亲水性基团的高分子量二醇与二醇磺酸根或二醇羧酸根混合均匀后，再与二异氰酸酯在二异氰酸酯过量的条件下反应，合成出在分子链末端具有异氰酸酯基的低聚物B。优选地，可以通过聚醚二醇、聚酯酰胺二醇或其组合和二醇磺酸根或二醇羧酸根的混合物与过量当量的二异氰酸酯反应，合成出末端具有异氰酸酯基的低聚物；例如异氰酸酯基与羟基的摩尔比可以为1.50：1至2.50：1，反应温度可以为75～90℃。
本发明中亲水性聚氨酯链段一方面通过使用具有亲水性基团且数均分子量控制在800至1500的多元醇，另一方面通过使用同样含亲水性基团的二醇磺酸根或二醇羧酸根，从而在聚氨酯链段中引入了亲水性基团。这些亲水性基团的引入，不仅提高了氨纶纤维经湿热过程处理后的粘合性，而且提高了氨纶纤维的舒适性；因为本发明不仅仅是通过热量作用来实现粘合，还利用了聚氨酯分子链的亲水性，从而有效地降低了粘合温度，提高最终氨纶纤维的粘合性。
将所得的尿烷预聚物A和低聚物B混合均匀，其混合物在此称为预聚物C，其中从后续可纺性考虑，低聚物B在预聚物C中所占的质量百分比可以为30.00至50.00％。可以将预聚物C直接进行共聚反应，或者如果暂时不需使用，可以将其储存在40～45℃下备用。显然，这种在预聚物低粘度状态下与其它成分直接混合能实现物料之间的分子级混合，所得到的预聚物C进一步进行共聚反应，能保证所有原料的分子分布均匀，从而最终获得非常均匀的氨纶丝。
预聚物C的共聚可以采用公知的聚氨酯扩链技术来完成。即，向预聚物C的酰胺类极性溶液中加入低分子量二胺扩链剂和具有活性氢原子的封端剂的酰胺类极性溶液并搅拌反应，得到聚氨酯溶液。通过这种嵌段共聚，在聚氨酯分子长链中引入低熔点并带有亲水性基团的链段，不仅解决了物料分散的问题，而且降低了粘合温度。
作为酰胺类极性溶剂，可以使用二甲基甲酰胺、二甲亚砜、二甲基乙酰胺等。优选使用二甲基乙酰胺。它们都是聚氨酯化反应的常用溶剂。
作为低分子量二胺扩链剂，公知可以使用乙二胺、1，2-丙二胺、1，3-丙二胺、1，2-丁二胺、1，4-丁二胺、2，3-丁二胺、1，3-丁二胺、2-甲基-1，5-戊二胺、三亚乙基二胺、间苯二甲撑二胺，哌嗪、邻-亚苯基二胺、间-亚苯基二胺和对-亚苯基二胺、1，3-二氨基环己烷、1，4-二氨基环己烷、1，6-六亚甲基二胺、N，N’-(亚甲基二-4，1-亚苯基)双[2-(乙氨基)-脲]等。它们可以单独或者混合使用。本发明中，该二胺扩链剂可以包含羟烷基，例如羟甲基二胺、羟乙基二胺，以进一步提高成纤聚合物的亲水性。
作为具有活性氢原子的封端剂，公知可以使用单烷基胺例如异丙基胺、正丁基胺、叔丁基胺、2-乙基己基胺等，以及二烷基胺例如二乙胺、二甲胺、二正丁基胺、二叔丁基胺、二异丁基胺、二-2-乙基己基胺、二异丙基胺等。它们可以单独或者混合使用。本发明中，该胺类封端剂可以包含羟基，即封端剂可以是醇胺如乙醇胺、正丙醇胺、异丙醇胺、1,4-丁醇胺等。
扩链剂和封端剂所在的酰胺类极性溶液的质量百分比浓度可以为1.00～8.00％。而且，扩链剂中羟烷基的加入，封端剂中羟基的加入都进一步增加了最终聚氨酯产物的亲水性。
具体而言，预聚物C的共聚可以是向预聚物C的二甲基乙酰胺溶液中加入选自乙二胺、丁二胺或羟甲基二胺的扩链剂和选自二乙胺、二丙胺或丁醇胺的封端剂的二甲基乙酰胺溶液，进而搅拌使其发生嵌段共聚反应，得到质量百分比浓度为35～45％的聚氨酯溶液；整个反应溶液中胺基与异氰酸根的摩尔数比可以为1.02：1至1.08：1。
向所述聚氨酯溶液中加入包含其它成分如抗紫外剂、抗氧化剂、润滑剂、消光剂、着色剂、耐氯剂或填充剂等的浆料，充分熟化后得到纺丝原液；再经干法纺丝，形成最终的氨纶纤维。这些其它成分以及干法纺丝可以采用现有技术熟知的内容，本发明对此不作限制。
结合本发明的实施方案可以看到：本发明通过共聚改性在预聚物低粘度状态下即实现物料的分子级混合，从根本上解决了现有技术中聚氨酯脲与聚氨酯物料分散的问题；同时仍然采用普通的干法纺丝技术，使得实施简便，产品性能优异。更重要地，亲水性基团的引入，一方面提高了氨纶纤维经湿热过程处理后的粘合性，另一方面也提高了纤维的舒适性；因为本发明不仅仅是通过热量作用来实现粘合性，而是还利用了分子链的亲水性，从而有效降低粘合温度，提高粘合性。
由此可见，本发明氨纶纤维的制备方法可以包括以下步骤：
1)将原料聚醚多元醇和二异氰酸酯混合，反应制备得到预聚物A；
2)将原料高分子量多元醇、二醇磺酸根或二醇羧酸根与二异氰酸酯混合，反应制备得到低聚物B，所述高分子量多元醇的数均分子量为800至1500
3)将预聚物A和低聚物B混合均匀得到预聚物C；
4)向预聚物C的酰胺类极性溶液中加入低分子量二胺扩链剂和具有活性氢原子的封端剂的酰胺类极性溶液并搅拌反应，得到聚氨酯溶液；
5)向所述聚氨酯溶液中加入包含抗紫外剂、抗氧化剂、润滑剂、消光剂、着色剂、耐氯剂或填充剂的浆料，充分熟化后，经干法纺丝，形成氨纶纤维。
本发明制备的氨纶纤维在经过后续蒸汽定型处理后，依然可以保持较高性能。本发明的这种在蒸汽下定型易粘合的氨纶纤维可应用于各种织物，它们可以制成例如丝袜、无痕内衣、紧身衣、游泳衣、弹力运动服、弹力外衣、医疗用服装、弹力衬料、经编面料等。
实施例
以下通过实施例来更详细地说明本发明。
实施例1
第一步：预聚物C的制备
1)将数均分子量为2000的原料聚四亚甲基醚二醇和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯混合，在90℃反应100分钟，得到末端具有异氰酸酯基的聚氨酯预聚物A，其中4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与聚四亚甲基醚二醇的摩尔比为1.70：1。
2)将数均分子量为1200的原料聚环氧乙烷二醇与1，2-丙二醇-3-磺酸钠混合均匀后，将其与2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物混合，其中2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的质量比为1：9，异氰酸酯基与羟基的摩尔比为2.00：1。上述混合物在90℃反应120分钟，得到末端具有异氰酸酯基的聚氨酯低聚物B。
3)将预聚物A和低聚物B混合均匀后得到预聚物C，储存在45℃下备用，其中低聚物B在预聚物C中所占的质量百分比30％。
第二步：成纤聚合物的制备
1)将乙二胺、N-羟甲基乙二胺、1，2-二丙胺、1，4-丁醇胺溶解入溶剂N，N-二甲基乙酰胺中，形成质量百分比浓度为7.00％的扩链剂和封端剂混合物溶液
2)向预聚物C的N，N-二甲基乙酰胺溶液中加入上述扩链剂和封端剂混合物溶液，其中胺基与异氰酸根的摩尔数比为1.04：1，室温下搅拌反应，形成质量百分比浓度为40％的聚氨酯溶液。
第三步：纺丝原液的制备
1)将2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑、三甘醇双β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、硬脂酸镁、二氧化钛混合，通过研磨机研磨、搅拌器搅拌达到均匀分散的目的，所制备的浆料的质量百分比浓度为35％。
2)将所述浆料添加至所述聚氨酯溶液中，在45℃下储存40小时，在充分熟化后，得到纺丝原液。
第四步：纺制氨纶纤维
在700米/分钟的纺丝速度下对纺丝原液进行干法纺丝，其中风量之间的比例：上进/上回/下回＝0.65/0.35/0.28，温度(℃)：上甬/中甬/下甬＝220/195/169，制得氨纶纤维。
经检测，此氨纶纤维在130℃蒸汽下热定型后，两根纤维之间的粘合力为3.5厘牛。
实施例2：
第一步：预聚物C的制备
1)将数均分子量为1800的原料聚四亚甲基醚二醇和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯混合，在90℃反应100分钟，得到末端具有异氰酸酯基的聚氨酯预聚物A，其中4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与聚四亚甲基醚二醇的摩尔比为1.70：1。
2)将数均分子量为1200的原料聚环氧乙烷二醇与1，2-丙二醇-3-磺酸钠混合均匀后，将其与2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物混合，其中2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的质量比为1：9，异氰酸酯基与羟基的摩尔比为2.00：1。上述混合物在90℃反应120分钟，得到末端具有异氰酸酯基的聚氨酯低聚物B。
3)将预聚物A和低聚物B混合均匀后得到预聚物C，储存在45℃下备用，其中低聚物B在预聚物C中所占的质量百分比40％。
第二步：成纤聚合物的制备
1)将乙二胺、N-羟甲基乙二胺、1，2-二丙胺、1，4-丁醇胺溶解入溶剂N，N-二甲基乙酰胺中，形成质量百分比浓度为4.00％的扩链剂和封端剂混合物溶液
2)向预聚物C的N，N-二甲基乙酰胺溶液中加入上述扩链剂和封端剂混合物溶液，其中胺基与异氰酸根的摩尔数比为1.04：1，室温下搅拌反应，形成质量百分比浓度为40％的聚氨酯溶液。
第三步：纺丝原液的制备
1)将2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑、三甘醇双β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、硬脂酸镁、二氧化钛混合，通过研磨机研磨、搅拌器搅拌达到均匀分散的目的，所制备的浆料的质量百分比浓度为35％。
2)将所述浆料添加至所述聚氨酯溶液中，在45℃下储存40小时，在充分熟化后，得到纺丝原液。
第四步：纺制氨纶纤维
在700米/分钟的纺丝速度下对纺丝原液进行干法纺丝，其中风量之间的比例：上进/上回/下回＝0.65/0.35/0.28，温度(℃)：上甬/中甬/下甬＝220/195/169，制得氨纶纤维。
经检测，此氨纶纤维在130℃蒸汽下热定型后，两根纤维之间的粘合力为4.2厘牛。
实施例3：
第一步：预聚物C的制备
1)将数均分子量为1800的原料聚四亚甲基醚二醇和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯混合，在90℃反应100分钟，得到末端具有异氰酸酯基的聚氨酯预聚物A，其中4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与聚四亚甲基醚二醇的摩尔比为1.70：1。
2)将数均分子量为1200的原料聚环氧乙烷二醇与1，2-丙二醇-3-磺酸钠混合均匀后，将其与2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物混合，其中2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的质量比为1：9，异氰酸酯基与羟基的摩尔比为2.00：1。上述混合物在90℃反应120分钟，得到末端具有异氰酸酯基的聚氨酯低聚物B。
3)将预聚物A和低聚物B混合均匀后得到预聚物C，储存在45℃下备用，其中低聚物B在预聚物C中所占的质量百分比50％。
第二步：成纤聚合物的制备
1)将乙二胺、N-羟甲基乙二胺、1，2-二丙胺、1，4-丁醇胺溶解入溶剂N，N-二甲基乙酰胺中，形成质量百分比浓度为4.00％的扩链剂和封端剂混合物溶液
2)向预聚物C的N，N-二甲基乙酰胺溶液中加入上述扩链剂和封端剂混合物溶液，其中胺基与异氰酸根的摩尔数比为1.04：1，室温下搅拌反应，形成质量百分比浓度为40％的聚氨酯溶液。
第三步：纺丝原液的制备
1)将2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑、三甘醇双β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、硬脂酸镁、二氧化钛混合，通过研磨机研磨、搅拌器搅拌达到均匀分散的目的，所制备的浆料的质量百分比浓度为35％。
2)将所述浆料添加至所述聚氨酯溶液中，在45℃下储存40小时，在充分熟化后，得到纺丝原液。
第四步：纺制氨纶纤维
在700米/分钟的纺丝速度下对纺丝原液进行干法纺丝，其中风量之间的比例：上进/上回/下回＝0.65/0.35/0.28，温度(℃)：上甬/中甬/下甬＝220/195/169，制得氨纶纤维。
经检测，此氨纶纤维在130℃蒸汽下热定型后，两根纤维之间的粘合力为5.3厘牛。
实施例4：聚酯酰胺二醇的制备
第一步：
将1,6-己二酸与1,6-己二胺混合均匀后，在通入高纯氮气鼓吹下于90℃反应6小时，得到二酸低聚物，其中己二酸与己二胺的摩尔数之比为2：1。
第二步：
将1,4-丁二醇与上述二酸低聚物混合均匀后，在通入高纯氮气鼓吹下于140℃下反应4小时，制得聚酯酰胺二醇，其中羟基与羧基的摩尔数之比为1.2，并且以SO4 2-/TiO2为催化剂，催化剂的用量为二酸低聚物的1.0g/mol。
实施例5：
第一步：预聚物C的制备
1)将数均分子量为1800的原料聚四亚甲基醚二醇和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯混合，在90℃反应100分钟，得到末端具有异氰酸酯基的聚氨酯预聚物A，其中4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与聚四亚甲基醚二醇的摩尔比为1.70：1。
2)将数均分子量为1200的实施例4制得的聚酯酰胺二醇与1，4-丁二醇-2-磺酸钠混合均匀后，将其与2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物混合，其中2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的质量比为1：9，异氰酸酯基与羟基的摩尔比为2.00：1。上述混合物在95℃反应120分钟，得到末端具有异氰酸酯基的聚氨酯低聚物B。
3)将预聚物A和低聚物B混合均匀后得到预聚物C，储存在45℃下备用，其中低聚物B在预聚物C中所占的质量百分比50％。
第二步：成纤聚合物的制备
1)将乙二胺、N-羟甲基乙二胺、1，2-二丙胺、1，4-丁醇胺溶解入溶剂N，N-二甲基乙酰胺中，形成质量百分比浓度为4.00％的扩链剂和封端剂混合物溶液
2)向预聚物C的N，N-二甲基乙酰胺溶液中加入上述扩链剂和封端剂混合物溶液，其中胺基与异氰酸根的摩尔数比为1.04：1，室温下搅拌反应，形成质量百分比浓度为40％的聚氨酯溶液。
第三步：纺丝原液的制备
1)将2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑、三甘醇双β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、硬脂酸镁、二氧化钛混合，通过研磨机研磨、搅拌器搅拌达到均匀分散的目的，所制备的浆料的质量百分比浓度为35％。
2)将所述浆料添加至所述聚氨酯溶液中，在45℃下储存40小时，在充分熟化后，得到纺丝原液。
第四步：纺制氨纶纤维
在700米/分钟的纺丝速度下对纺丝原液进行干法纺丝，其中风量之间的比例：上进/上回/下回＝0.65/0.35/0.28，温度(℃)：上甬/中甬/下甬＝220/195/169，制得氨纶纤维。
经检测，此氨纶纤维在130℃蒸汽下热定型后，两根纤维之间的粘合力为5.6厘牛。
实施例6：
第一步：预聚物C的制备
1)将数均分子量为1800的原料聚四亚甲基醚二醇和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯混合，在90℃反应100分钟，得到末端具有异氰酸酯基的聚氨酯预聚物A，其中4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与聚四亚甲基醚二醇的摩尔比为1.70：1。
2)将数均分子量为1200的实施例4制得的聚酯酰胺二醇与2，2-二羟甲基丁酸钠混合均匀后，将其与2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物混合，其中2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的质量比为1：9，异氰酸酯基与羟基的摩尔比为2.00：1。上述混合物在95℃反应120分钟，得到末端具有异氰酸酯基的聚氨酯低聚物B。
3)将预聚物A和低聚物B混合均匀后得到预聚物C，储存在45℃下备用，其中低聚物B在预聚物C中所占的质量百分比50％。
第二步：成纤聚合物的制备
1)将乙二胺、N-羟甲基乙二胺、1，2-二丙胺、1，4-丁醇胺溶解入溶剂N，N-二甲基乙酰胺中，形成质量百分比浓度为4.00％的扩链剂和封端剂混合物溶液
2)向预聚物C的N，N-二甲基乙酰胺溶液中加入上述扩链剂和封端剂混合物溶液，其中胺基与异氰酸根的摩尔数比为1.04：1，室温下搅拌反应，形成质量百分比浓度为40％的聚氨酯溶液。
第三步：纺丝原液的制备
1)将2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑、三甘醇双β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、硬脂酸镁、二氧化钛混合，通过研磨机研磨、搅拌器搅拌达到均匀分散的目的，所制备的浆料的质量百分比浓度为35％。
2)将所述浆料添加至所述聚氨酯溶液中，在45℃下储存40小时，在充分熟化后，得到纺丝原液。
第四步：纺制氨纶纤维
在700米/分钟的纺丝速度下对纺丝原液进行干法纺丝，其中风量之间的比例：上进/上回/下回＝0.65/0.35/0.28，温度(℃)：上甬/中甬/下甬＝220/195/169，制得氨纶纤维。
经检测，此氨纶纤维在130℃蒸汽下热定型后，两根纤维之间的粘合力为5.0厘牛。
实施例7：
第一步：预聚物C的制备
1)将数均分子量为1800的原料聚四亚甲基醚二醇和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯混合，在90℃反应100分钟，得到末端具有异氰酸酯基的聚氨酯预聚物A，其中4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与聚四亚甲基醚二醇的摩尔比为1.70：1。
2)将数均分子量为1200的实施例4制得的聚酯酰胺二醇与2，2-二羟甲基丙酸钠混合均匀后，将其与2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物混合，其中2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的质量比为1：9，异氰酸酯基与羟基的摩尔比为2.00：1。上述混合物在95℃反应120分钟，得到末端具有异氰酸酯基的聚氨酯低聚物B。
3)将预聚物A和低聚物B混合均匀后得到预聚物C，储存在45℃下备用，其中低聚物B在预聚物C中所占的质量百分比50％。
第二步：成纤聚合物的制备
1)将乙二胺、N-羟甲基乙二胺、1，2-二丙胺、1，4-丁醇胺溶解入溶剂N，N-二甲基乙酰胺中，形成质量百分比浓度为4.00％的扩链剂和封端剂混合物溶液
2)向预聚物C的N，N-二甲基乙酰胺溶液中加入上述扩链剂和封端剂混合物溶液，其中胺基与异氰酸根的摩尔数比为1.04：1，室温下搅拌反应，形成质量百分比浓度为40％的聚氨酯溶液。
第三步：纺丝原液的制备
1)将2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑、三甘醇双β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、硬脂酸镁、二氧化钛混合，通过研磨机研磨、搅拌器搅拌达到均匀分散的目的，所制备的浆料的质量百分比浓度为35％。
2)将所述浆料添加至所述聚氨酯溶液中，在45℃下储存40小时，在充分熟化后，得到纺丝原液。
第四步：纺制氨纶纤维
在700米/分钟的纺丝速度下对纺丝原液进行干法纺丝，其中风量之间的比例：上进/上回/下回＝0.65/0.35/0.28，温度(℃)：上甬/中甬/下甬＝220/195/169，制得氨纶纤维。
经检测，此氨纶纤维在110℃蒸汽下热定型后，两根纤维之间的粘合力为4.5厘牛。

Claims (10)

1.一种氨纶纤维，其特征在于所述氨纶纤维的成纤聚合物由聚醚型聚氨酯链段和亲水性聚氨酯链段共聚而成，其中亲水性聚氨酯链段的质量相对于聚醚型聚氨酯链段和亲水性聚氨酯链段的总质量为30.00至50.00％。
2.根据权利要求1所述的氨纶纤维，其特征在于所述亲水性聚氨酯链段由数均分子量为800至1500的高分子量多元醇、二异氰酸酯与二醇磺酸根或二醇羧酸根聚合制得。
3.根据权利要求2所述的氨纶纤维，其特征在于所述二醇磺酸根的结构式为其中R1、R3、R4为-(CH2)n-，n＝0至10中的任意整数，R2为所述二醇羧酸根的结构式为其中Ra、Rb为-(CH2)n-，n＝0至10中的任意整数，其中Rc为-CnH2n+1，n＝1至10中的任意整数。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的氨纶纤维，其特征在于所述高分子量多元醇选自具有亲水性基团的聚醚二醇、聚酯二醇、聚酯酰胺二醇、聚丙烯酸二醇或其组合。
5.根据权利要求4所述的氨纶纤维，其特征在于所述聚酯酰胺二醇采用多步缩聚工艺制备：首先由二元酸与二元胺缩聚生成二酸低聚物，其再与二醇反应生成聚酯酰胺二醇。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的氨纶纤维，其特征在于所述氨纶纤维在蒸汽下定型时，温度为110至130℃。
7.一种氨纶纤维的制备方法，包括以下步骤：
1)将原料聚醚多元醇和二异氰酸酯混合，反应制备得到预聚物A；
2)将原料高分子量多元醇、二醇磺酸根或二醇羧酸根与二异氰酸酯混合，反应制备得到低聚物B，所述高分子量多元醇的数均分子量为800至1500
3)将预聚物A和低聚物B混合均匀得到预聚物C；
4)向预聚物C的酰胺类极性溶液中加入低分子量二胺扩链剂和具有活性氢原子的封端剂的酰胺类极性溶液并搅拌反应，得到聚氨酯溶液；
5)向所述聚氨酯溶液中加入包含抗紫外剂、抗氧化剂、润滑剂、消光剂、着色剂、耐氯剂或填充剂的浆料，充分熟化后，经干法纺丝，形成氨纶纤维。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于所述二醇磺酸根的结构式为其中R1、R3、R4为-(CH2)n-，n＝0至10中的任意整数，R2为所述二醇羧酸根的结构式为其中Ra、Rb为-(CH2)n-，n＝0至10中的任意整数，其中Rc为-CnH2n+1，n＝1至10中的任意整数。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于所述高分子量多元醇选自具有亲水性基团的聚醚二醇、聚酯二醇、聚酯酰胺二醇、聚丙烯酸二醇或其组合。
10.一种织物，其至少一部分使用根据权利要求1至6中任一项所述的氨纶纤维而成或使用根据权利要求7至9中任一项所述的制备方法所得的氨纶纤维而成。
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