CN107217513A - 一种彩色氨纶纤维的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种彩色氨纶纤维的制备方法，包括以下步骤：将二元酸和二元醇混缩聚后，与二元异氰酸酯反应得预聚物；将预聚物溶解到二甲基乙酰胺中，搅拌加入二乙氨基乙醇和新戊二醇，搅拌混合后，加入交联剂搅拌至反应完成得反应液；将添加剂研磨后加入到反应液中，混合均匀后，经干法纺丝制得氨纶裸丝；将氨纶裸丝加入到装有染色液的振荡水浴锅中染色，得染色氨纶；将染色氨纶依次经热水、冷水清洗后，晾干，成卷即得。本发明制备方法简单，制备成本低，制备效率高，制备条件温和，不会造成氨纶性能下降，所得彩色氨纶色泽鲜艳，染色牢度高，不易褪色，可直接用于后续的生产加工，无需再次染色，应用前景广阔。

Description

一种彩色氨纶纤维的制备方法
技术领域
本发明涉及化学纤维技术领域，尤其涉及一种彩色氨纶纤维的制备方法。
背景技术
化学纤维是指那些以天然或者合成的高聚合物为原料，经过化学方法加工制造出来的纤维。氨纶是聚氨基甲酸酯纤维的简称，是一种弹性纤维，为化学纤维中的一种。它具有高度弹性，能够拉长6～7倍，但随张力的消失能迅速恢复到初始状态，其分子结构为一个像链状的、柔软及可伸长性的聚氨基甲酸酯，通过与硬链段连接在一起而增强其特性。氨纶纤维强度比乳胶丝高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，因此被广泛应用到织物当中。
纺织业有了“无氨不成布”的说法，氨纶纤维因其具有的优异弹性性能和承受应力，常与其他纱线(棉线、涤纶、锦纶、铜氨纤维等)一起混纺，应用在弹力布织造领域。氨纶本身的分子结构中无着色基团，因此存在染色困难、色牢度低，染色易造成氨纶性能下降等缺陷。现有技术中，氨纶常以裸纱采用包芯纱、包缠纱、合捻纱等形式进行纺织加工，在拉伸状态下，氨纶纤维易露白，导致纺织产品整体美感下降。基于上述陈述，本发明提出了一种彩色氨纶纤维的制备方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种彩色氨纶纤维的制备方法。
一种彩色氨纶纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1、将二元酸和二元醇在65～78℃的条件下，经混缩聚反应制得液态低聚物，然后与二元异氰酸酯在80～100℃的温度下，反应1.5～2.2h，边反应边以220～280r/min的转速进行混合，反应完成的预聚物；
S2、将步骤S1中所得的预聚物加入到二甲基乙酰胺中，保持步骤S1中的转速不变，搅拌至完全溶解后，边搅拌边加入二乙氨基乙醇和新戊二醇，搅拌混合20～40min后，加入交联剂搅拌至反应完成得反应液；
S3、将添加剂研磨至粒径为0.001～0.025mm后，加入到步骤S2中所得的反应液中，以1200～1800r/min的转速，搅拌混合均匀后，经喷丝板挤压在甬道内干法纺丝制得氨纶裸丝；
S4、将染色液加入到振荡水浴锅中，调节PH值为5.8～6.8后，升温至34～46℃后，按浴比1:40～65，将步骤S3中所得的氨纶裸丝加入到装有染色液的振荡水浴锅中，以0.5～1.3℃/min的速率升温至92～98℃后，保温染色0.8～1.2h，得染色氨纶；
S5、将步骤S4中所得的染色氨纶置于45～58℃的热水中清洗10～20min后，捞出置于5～18℃的冷水中清洗10～20min，然后置于35～55℃的温度下晾干，成卷即得所需的彩色氨纶。
优选的，所述步骤S1中二元酸、二元醇和二元异氰酸酯的摩尔比为4.2～5.8:6.5～9:2～2.8。
优选的，所述步骤S2中的预聚物、二甲基乙酰胺、二乙氨基乙醇、新戊二醇和交联剂的摩尔比为5～9:15～26:0.7～1.2:0.5～1:1～2。
优选的，所述步骤S3中的添加剂和反应液的摩尔比为1～2:10～18。
优选的，所述步骤S3中的添加剂包括抗紫外剂、抗氧化剂、润滑剂、抗菌剂、消光剂、防黄剂和分散剂。
优选的，所述步骤S4中的PH调节剂为冰醋酸或醋酸钠。
优选的，所述步骤S4中的染色液由稀土化合物11～16wt％、甲基硅油18～25wt％、匀染剂8～13wt％、分散剂5～10wt％和余量的分散染料复配而得。
本发明提出的一种彩色氨纶纤维的制备方法，采用二元酸、二元醇、二元异氰酸酯、二乙氨基乙醇、新戊二醇和交联剂经两步反应后，加添加剂混合、干法纺丝制得氨纶裸丝，将氨纶裸丝染色后，经热水、冷水依次清洗后，晾干即得所需的彩色氨纶，本发明制备方法简单，制备成本低，制备效率高，制备条件温和，不会造成氨纶性能下降，所得彩色氨纶色泽鲜艳，染色牢度高，不易褪色，可直接用于后续的生产加工，无需再次染色，应用前景广阔。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
本发明提出的一种彩色氨纶纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1、将二元酸和二元醇在72℃的条件下，经混缩聚反应制得液态低聚物，然后与二元异氰酸酯在90℃的温度下，反应1.8h，边反应边以250r/min的转速进行混合，反应完成的预聚物，其中二元酸、二元醇和二元异氰酸酯的摩尔比为5:7.8:2.4；
S2、将步骤S1中所得的预聚物加入到二甲基乙酰胺中，保持步骤S1中的转速不变，搅拌至完全溶解后，边搅拌边加入二乙氨基乙醇和新戊二醇，搅拌混合30min后，加入交联剂搅拌至反应完成得反应液，其中预聚物、二甲基乙酰胺、二乙氨基乙醇、新戊二醇和交联剂的摩尔比为7:20:1:0.8:1.5；
S3、将添加剂研磨至粒径为0.012mm后，加入到步骤S2中所得的反应液中，以1500r/min的转速，搅拌混合均匀后，经喷丝板挤压在甬道内干法纺丝制得氨纶裸丝，其中添加剂和反应液的摩尔比为1.5:14；
S4、将稀土化合物14wt％、甲基硅油22wt％、匀染剂10wt％、分散剂8wt％和余量的分散染料复配后得染色液，并将染色液加入到振荡水浴锅中，加入冰醋酸或醋酸钠调节PH值为6.4后，升温至40℃后，按浴比1:52，将步骤S3中所得的氨纶裸丝加入到装有染色液的振荡水浴锅中，以0.9℃/min的速率升温至95℃后，保温染色1h，得染色氨纶；
S5、将步骤S4中所得的染色氨纶置于52℃的热水中清洗15min后，捞出置于12℃的冷水中清洗15min，然后置于45℃的温度下晾干，成卷即得所需的彩色氨纶。
实施例二
本发明提出的一种彩色氨纶纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1、将二元酸和二元醇在78℃的条件下，经混缩聚反应制得液态低聚物，然后与二元异氰酸酯在100℃的温度下，反应2.2h，边反应边以280r/min的转速进行混合，反应完成的预聚物，其中二元酸、二元醇和二元异氰酸酯的摩尔比为5.8:6.9:2.8；
S2、将步骤S1中所得的预聚物加入到二甲基乙酰胺中，保持步骤S1中的转速不变，搅拌至完全溶解后，边搅拌边加入二乙氨基乙醇和新戊二醇，搅拌混合40min后，加入交联剂搅拌至反应完成得反应液，其中预聚物、二甲基乙酰胺、二乙氨基乙醇、新戊二醇和交联剂的摩尔比为9:26:1.2:1:2；
S3、将添加剂研磨至粒径为0.025mm后，加入到步骤S2中所得的反应液中，以1800r/min的转速，搅拌混合均匀后，经喷丝板挤压在甬道内干法纺丝制得氨纶裸丝，其中添加剂和反应液的摩尔比为2:18；
S4、将稀土化合物16wt％、甲基硅油25wt％、匀染剂13wt％、分散剂10wt％和余量的分散染料复配后得染色液，并将染色液加入到振荡水浴锅中，加入冰醋酸或醋酸钠调节PH值为6.8后，升温至46℃后，按浴比1:65，将步骤S3中所得的氨纶裸丝加入到装有染色液的振荡水浴锅中，以1.3℃/min的速率升温至98℃后，保温染色1.2h，得染色氨纶；
S5、将步骤S4中所得的染色氨纶置于58℃的热水中清洗20min后，捞出置于18℃的冷水中清洗20min，然后置于55℃的温度下晾干，成卷即得所需的彩色氨纶。
实施例三
本发明提出的一种彩色氨纶纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1、将二元酸和二元醇在65℃的条件下，经混缩聚反应制得液态低聚物，然后与二元异氰酸酯在80℃的温度下，反应1.5h，边反应边以220r/min的转速进行混合，反应完成的预聚物，其中二元酸、二元醇和二元异氰酸酯的摩尔比为4.2:6.5:2；
S2、将步骤S1中所得的预聚物加入到二甲基乙酰胺中，保持步骤S1中的转速不变，搅拌至完全溶解后，边搅拌边加入二乙氨基乙醇和新戊二醇，搅拌混合20min后，加入交联剂搅拌至反应完成得反应液，其中预聚物、二甲基乙酰胺、二乙氨基乙醇、新戊二醇和交联剂的摩尔比为5:15:0.7:0.5:1；
S3、将添加剂研磨至粒径为0.001mm后，加入到步骤S2中所得的反应液中，以1200r/min的转速，搅拌混合均匀后，经喷丝板挤压在甬道内干法纺丝制得氨纶裸丝，其中添加剂和反应液的摩尔比为1:10；
S4、将稀土化合物11wt％、甲基硅油18wt％、匀染剂8wt％、分散剂5wt％和余量的分散染料复配后得染色液，并将染色液加入到振荡水浴锅中，加入冰醋酸或醋酸钠调节PH值为5.8后，升温至34℃后，按浴比1:40，将步骤S3中所得的氨纶裸丝加入到装有染色液的振荡水浴锅中，以0.5℃/min的速率升温至92℃后，保温染色0.8h，得染色氨纶；
S5、将步骤S4中所得的染色氨纶置于45℃的热水中清洗10min后，捞出置于5℃的冷水中清洗10min，然后置于35℃的温度下晾干，成卷即得所需的彩色氨纶。
在纤维纤度70D的条件下，分别测试本发明实施例一～三中制备的彩色氨纶纤维的综合性能，并与市售的彩色氨纶纤维(作对比例)的综合性能进行比较，得出如下结果：
实施例 一 二 三 对比例
回弹率(％) 99.3 99.6 99.4 94.7
断裂负荷(cN) 87.1 90.3 88.9 76.2
上染率(％) 92.1 93.5 92.7 68.5
色牢度 5 5 5 3
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种彩色氨纶纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将二元酸和二元醇在65～78℃的条件下，经混缩聚反应制得液态低聚物，然后与二元异氰酸酯在80～100℃的温度下，反应1.5～2.2h，边反应边以220～280r/min的转速进行混合，反应完成的预聚物；
S2、将步骤S1中所得的预聚物加入到二甲基乙酰胺中，保持步骤S1中的转速不变，搅拌至完全溶解后，边搅拌边加入二乙氨基乙醇和新戊二醇，搅拌混合20～40min后，加入交联剂搅拌至反应完成得反应液；
S3、将添加剂研磨至粒径为0.001～0.025mm后，加入到步骤S2中所得的反应液中，以1200～1800r/min的转速，搅拌混合均匀后，经喷丝板挤压在甬道内干法纺丝制得氨纶裸丝；
S4、将染色液加入到振荡水浴锅中，调节PH值为5.8～6.8后， 升温至34～46℃后，按浴比1:40～65，将步骤S3中所得的氨纶裸丝加入到装有染色液的振荡水浴锅中，以0.5～1.3℃/min的速率升温至92～98℃后，保温染色0.8～1.2h，得染色氨纶；
S5、将步骤S4中所得的染色氨纶置于45～58℃的热水中清洗10～20min后，捞出置于5～18℃的冷水中清洗10～20min，然后置于35～55℃的温度下晾干，成卷即得所需的彩色氨纶。
2.根据权利要求1所述的一种彩色氨纶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中二元酸、二元醇和二元异氰酸酯的摩尔比为4.2～5.8:6.5～9:2～2.8。
3.根据权利要求1所述的一种彩色氨纶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的预聚物、二甲基乙酰胺、二乙氨基乙醇、新戊二醇和交联剂的摩尔比为5～9:15～26:0.7～1.2:0.5～1:1～2。
4.根据权利要求1所述的一种彩色氨纶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中的添加剂和反应液的摩尔比为1～2:10～18。
5.根据权利要求1所述的一种彩色氨纶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中的添加剂包括抗紫外剂、抗氧化剂、润滑剂、抗菌剂、消光剂、防黄剂和分散剂。
6.根据权利要求1所述的一种彩色氨纶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中的PH调节剂为冰醋酸或醋酸钠。
7.根据权利要求1所述的一种彩色氨纶纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中的染色液由稀土化合物11～16wt%、甲基硅油18～25wt%、匀染剂8～13wt%、分散剂5～10wt%和余量的分散染料复配而得。
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