CN109881291A - 一种酸性染料易上色氨纶的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种酸性染料易上色氨纶的制备方法，该方法包括如下几个步骤：(1)化学改性胺、聚多元醇、二异氰酸酯进行充分预聚反应，并加入溶剂进行充分溶解，得到‑NCO封端的预聚物聚氨酯甲酸酯溶液；(2)采用混合胺溶液，对预聚物溶液进行扩链、链终止，生成聚氨酯脲原液；(3)将新型染色助剂和常规功能助剂加入聚氨酯脲溶液熟化，借助干法纺丝系统，将聚氨酯脲溶液纺成聚氨酯弹性纤维。本发明是通过对氨纶分子链进行功能化化学和物理改性，使产品在酸性染料中的上染率和色牢度都得到极大提高。

Description

一种酸性染料易上色氨纶的制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料生产领域，特别涉及一种酸性染料易上色氨纶的方法。本发明制造的酸性染料易上色氨纶相比普通氨纶，在酸性染料中能够实现多彩、绚丽的效果，减小与对手纱线之间的色差，消除面料的露白或亮光现象，使面料纹路清晰、更加平滑，提升面料品质同时具有较好的力学性能。

背景技术

氨纶纤维的分子结构为软硬段相间的形式，软段结构疏松，染料分子容易进入，但是软段上无极性基团，无法与染料反应而达到固色的目的。硬段结构上虽然含有极性基团，但由于氢键的作用结构致密，在非高温高压条件下，染料分子难以进入，无法达到上染的目的。因此，当使用酸性染料对氨纶进行染色时，就变得特别困难，这也受限于对手织物的染色条件。

目前已有关于可染氨纶纤维生产方面的专利技术，如中国专利961159911.X，200710015248.5，都是基于在扩链反应引入叔氨基以提供染料酸座，达到提升染色效果的目的，但受限于对原液稳定性和可纺性影响较大。961159911.X介绍了一种在分子链末端引入酸座的方法，但是由于受限于分子量的要求，添加量有限，起到的染色效果一般。

发明内容

技术问题：本发明的目的在解决氨纶在与锦纶交织领域中氨纶丝染色后露白不上色的普遍问题，提供一种制备酸性染料易上色氨纶的方法，通过对高分子链的化学改性及物理改性，制备具有优异染色性能的聚氨酯纤维同时不影响其可纺性和力学性能。

技术方案：本发明的制备酸性染料易上色氨纶的方法包括如下几个步骤：

1)将化学改性胺、低聚物多元醇与过量二异氰酸酯反应制备以-NCO封端的氨基甲酸酯预聚物，并加入溶剂充分溶解，得到预聚物溶液；

2)将制备的预聚物溶液冷却后，加入混合胺溶液进行扩链反应和链终止反应，得到聚氨酯脲溶液；

3)将双十八烷基二甲基氯化铵在90-100℃下干燥2～4小时，然后加入有机溶剂在20～50℃下研磨3～7小时，研磨后的混合物在超声波振荡器中超声处理2～4小时，使其在溶剂中均匀分散，形成稳定的功能染色助剂分散液；

4)将双十八烷基二甲基氯化铵分散液加入向上述聚氨酯脲溶液，并同时加入抗氧化剂、紫外线吸收剂、防黄变剂、消光剂和润滑舒解剂，充分搅拌混合后，制备出聚氨酯纺丝液；

5)将制备得到的聚氨酯纺丝液，借助干法纺丝系统，对聚氨酯纺丝液进行喷吐、拉伸成丝，并随着溶剂挥发、干燥，即得到酸性染料易上色氨纶。

所述化学改性胺为N-甲基-2,2-二氨基二乙胺，其重量添加量为0.005～0.05％。

所述的低聚物多元醇为数均分子量1500～3000的聚四氢呋喃醚二醇，或数均分子量1500～3000的聚丙二醇亦或是两者的混合物，其重重量添加量为20～80％。

所述的二异氰酸酯为4,4-MDI或2,4-MDI，或两者的混合物，其重量添加量为5～50％。

所加入的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺DMF或N,N-二甲基乙酰胺DMAC。

所述的混合胺溶液为扩链剂和链终止剂混合溶液，扩链剂选自乙二胺、丙二胺、己二胺或2-甲基戊二胺，或其混合物；链终止剂为二乙胺、二丙胺、乙醇胺或正己胺。扩链剂和链终止剂的加入比例为8:1～20:1。

所述的功能染色助剂的加入重量为0.5-20％，粒径小于10um。

有益效果：本发明采用在预聚物反应中，通过化学改性将染料酸座接入高分子链，使染料分子能够顺利进入分子链中，同时通过添加新型染色助剂，进一步提高产品染色性能，其成本较低，易于制备，同时具有较好的化学稳定性，保证了原液的可纺性，且不影响纤维的力学性能。

采用本发明制备的易上色氨纶在酸性染料中具有高上染率、高色牢度的特点，解决氨纶后道应用中和其他纤维之间的色差、露白问题，属于高附加值的功能化氨纶，在市场中具有较高的应用前景。

具体实施方式

下面用实例来详细描述本发明，但这些实例不得理解为任何意义上对本发明的限制。

实施例1：

将20gN-甲基-2,2-二氨基二乙胺，10.2Kg聚四氢呋喃醚二醇加入5.4Kg的N,N-二甲基乙酰胺的溶液中，高速搅拌3小时；再加入2.3Kg的4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，在45℃下聚合反应2小时，再加入14.7Kg的N,N-二甲基乙酰胺制备出预聚物溶液。

将预聚体溶液冷却至15℃以下，逐步加入含有0.216Kg的乙二胺、0.014Kg的丙二胺和0.038Kg的二乙胺的N,N-二甲基乙酰胺溶液(胺的浓度为6％)进行扩链反应和链终止反应；

将双十八烷基二甲基氯化铵加入到N,N-二甲基乙酰胺中，研磨机研磨7小时；然后将研磨后的溶液在超声波振荡器中超声分散3小时，得到稳定的分散液，其浓度为35％。

将占总重量3％的双十八烷基二甲基氯化铵分散液加入到聚氨酯原液中，然后加入抗氧化剂、防黄变剂、紫外线吸收剂和润滑解舒剂得到聚氨酯纺丝原液；

聚氨酯纺丝原液经熟化、过滤和脱泡后，经干法纺丝得到酸性染料易上色聚氨酯弹性纤维。

实施例2：

实验方法同实施例1，将30gN-甲基-2,2-二氨基二乙胺，将占总重量6％的双十八烷基二甲基氯化铵分散液加入到聚氨酯原液中，然后加入抗氧化剂、防黄变剂、紫外线吸收剂和润滑解舒剂得到聚氨酯纺丝原液；

聚氨酯纺丝原液经熟化、过滤和脱泡后，经干法纺丝得到酸性染料易上色聚氨酯弹性纤维。

实施例3：

实验方法同实施例1，将40gN-甲基-2,2-二氨基二乙胺，将占总重量10％的双十八烷基二甲基氯化铵分散液加入到聚氨酯原液中，然后加入抗氧化剂、防黄变剂、紫外线吸收剂和润滑解舒剂得到聚氨酯纺丝原液；

聚氨酯纺丝原液经熟化、过滤和脱泡后，经干法纺丝得到酸性染料易上色聚氨酯弹性纤维。

对比例：

将10.4Kg聚四氢呋喃醚二醇加入到5.5Kg的N,N-二甲基乙酰胺溶液中，高速搅拌3小时；再加入2.3Kg的4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯，在45℃下聚合反应2小时。加入18.2Kg的N,N-二甲基乙酰胺制备出预聚物溶液。

将预聚体溶液冷却至15℃以下，逐步加入含有0.269Kg的乙二胺、0.037Kg的丙二胺和0.049Kg的二乙胺的N,N-二甲基乙酰胺溶液(胺的浓度为6％)进行扩链反应和链终止反应；然后加入抗氧化剂、防黄变剂、紫外线吸收剂和润滑解舒剂得到聚氨酯纺丝原液。

聚氨酯纺丝原液经熟化、过滤和脱泡后，经干法纺丝得到聚氨酯弹性纤维。

Claims (7)

1.一种酸性染料易上色氨纶的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)将化学改性胺、低聚物多元醇与过量二异氰酸酯反应制备以-NCO封端的氨基甲酸酯预聚物，并加入溶剂充分溶解，得到预聚物溶液；

2)将制备的预聚物溶液冷却后，加入混合胺溶液进行扩链反应和链终止反应，得到聚氨酯脲溶液；

3)将双十八烷基二甲基氯化铵在90-100℃下干燥2～4小时，然后加入有机溶剂在20～50℃下研磨3～7小时，研磨后的混合物在超声波振荡器中超声处理2～4小时，使其在溶剂中均匀分散，形成稳定的功能染色助剂分散液；

4)将双十八烷基二甲基氯化铵分散液加入向上述聚氨酯脲溶液，并同时加入抗氧化剂、紫外线吸收剂、防黄变剂、消光剂和润滑舒解剂，充分搅拌混合后，制备出聚氨酯纺丝液；

5)将制备得到的聚氨酯纺丝液，借助干法纺丝系统，对聚氨酯纺丝液进行喷吐、拉伸成丝，并随着溶剂挥发、干燥，即得到酸性染料易上色氨纶。

2.根据权利要求1所述的一种制备酸性染料易上色氨纶的方法，其特征在于所述化学改性胺为N-甲基-2,2-二氨基二乙胺，其重量添加量为0.005～0.05％。

3.根据权利要求1所述的一种制备酸性染料易上色氨纶的方法，其特征在于所述的低聚物多元醇为数均分子量1500～3000的聚四氢呋喃醚二醇，或数均分子量1500～3000的聚丙二醇亦或是两者的混合物，其重重量添加量为20～80％。

4.根据权利要求1所述的一种制备酸性染料易上色氨纶的方法，其特征在于所述的二异氰酸酯为4,4-MDI或2,4-MDI，或两者的混合物，其重量添加量为5～50％。

5.根据权利要求1所述的一种制备酸性染料易上色氨纶的方法，其特征在于所加入的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺DMF或N,N-二甲基乙酰胺DMAC。

6.根据权利要求1所述的一种制备酸性染料易上色氨纶的方法，其特征在于所述的混合胺溶液为扩链剂和链终止剂混合溶液，扩链剂选自乙二胺、丙二胺、己二胺或2-甲基戊二胺，或其混合物；链终止剂为二乙胺、二丙胺、乙醇胺或正己胺；扩链剂和链终止剂的加入比例为8:1～20:1。

7.根据权利要求1所述的一种制备酸性染料易上色氨纶的方法，其特征在于所述的功能染色助剂的加入重量为0.5-20％，粒径小于10um。