CN114045574A - 一种亲肤型聚氨酯弹性纤维的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种亲肤型聚氨酯弹性纤维的制备方法，该制备方法包括如下步骤：步骤1，聚合：将聚氨基甲酸酯预聚物PP溶解至极性溶剂C中得到PP溶液，添加含有扩链剂D、封端剂E、蚕丝蛋白F、牛奶蛋白纤维G、溶解助剂H的混合液M，充分混合并反应得到聚氨酯脲原液；步骤2，纺丝：将聚氨酯脲原液经干法纺丝得到亲肤型聚氨酯弹性纤维。本发明是兼具氨纶力学性能和蚕丝触感、抑菌性、皮肤亲和性的功能纤维，同时，该过程可纺性正常稳定。

Description

一种亲肤型聚氨酯弹性纤维的制备方法
技术领域
本发明涉及一种兼具优异弹性和皮肤细腻触感聚氨酯弹性纤维的制备方法，属于弹性纤维材料制造的技术领域。
背景技术
聚氨酯弹性纤维(俗称“氨纶”)由于其优良的弹性，在纺织品中有着广泛的应用，尤其是在运动服饰、医疗卫生等具有一定伸缩性的织物领域，氨纶一般不单独使用，通常是少量地掺入织物中，因此也被称为纺织品的味精。随着氨纶应用领域的扩展，在内衣织带、泳衣等贴身服饰的使用中，人们对这类织物也提出了新的要求，要求具备优异弹性的同时拥有舒适性、亲肤性、透气性、抗菌性等特性。
氨纶虽然具备优异的弹性，但是和大多合成纤维一样，不同于棉或羊毛、丝绸等天然纤维，其分子结构致密、亲水性官能团的含量少，因此普遍缺乏亲肤性。天然纤维由于其结构特质，普遍比合成纤维具备更优异的舒适性、亲肤性及吸湿性，但是在弹性方面则明显差于氨纶这类合成纤维。
为了解决上述各种问题，一直以来进行着许多研究。例如，专利CN102454002A《蚕丝氨纶防辐射面料》中，将蚕丝包覆氨纶的包芯纱与蚕丝包覆金属离子纤维的包芯纱按规律循环排列在经向和纬向，得到既有桑蚕真丝天然纤维的天然、绿色、保健功能及氨纶高弹力的特征，同时金属离子纤维赋予防辐射的功能，但氨纶本身并不含有蚕丝，单独使用时并不具备亲肤性和抗菌性等特点，应用受限。专利CN104153037A《具有吸湿放湿性能的聚氨酯弹性纤维的制备方法》通过在聚氨酯脲纺丝原液中直接添加丝素蛋白悬浮液来制备具有吸湿放湿性能的聚氨酯弹性纤维，但是由于粉末状的丝素蛋白与纺丝原液的相容性较差以及丝素蛋白在溶液中的凝聚，会明显影响纺丝的稳定性，从而造成纺丝过程中断丝情况的出现。
因此，开发一种即可保持本体优异弹性又可赋予其亲肤性、舒适性、顺滑度、抑菌性等类天然纤维特质的聚氨酯弹性纤维以及保证纺丝稳定性好的制备方法，是一项很有必要和意义的工作。
发明内容
技术问题：本发明的目的在于提供一种亲肤型聚氨酯弹性纤维的制备方法。得到兼具氨纶力学性能和蚕丝触感、抑菌性、皮肤亲和性的功能纤维，同时，该过程可纺性正常稳定。
技术方案：本发明的一种亲肤型聚氨酯弹性纤维的制备方法包括如下步骤：
步骤1，聚合：将聚氨基甲酸酯预聚物PP溶解至极性溶剂C中得到PP溶液，添加含有扩链剂D、封端剂E、蚕丝蛋白F、牛奶蛋白纤维G、溶解助剂H的混合液M，充分混合并反应得到聚氨酯脲原液；
步骤2，纺丝：将聚氨酯脲原液经干法纺丝得到亲肤型聚氨酯弹性纤维。
所述的聚合步骤中，所述的聚氨基甲酸酯预聚物PP为多异氰酸酯A与聚合物多元醇B反应得到NCO封端的聚氨基甲酸酯预聚物PP，多异氰酸酯A中NCO的摩尔量与聚合物多元醇B中羟基的摩尔量之比为1.6:1～1.95:1；反应物中异氰酸根的摩尔量与对异氰酸根有反应活性的基团的合计摩尔量的比值控制在0.98～1.00之间。
所述的聚合步骤中，聚氨基甲酸酯预聚物PP溶液的质量浓度为33～38％；所述的溶解助剂H为氯化钠、氯化钙、氯化镁、溴化锂中的一种及以上，溶解助剂H的混合液M的质量浓度为0.5～20％。
所述的聚合步骤中，PP溶液控制在50～70℃，混合液M的温度控制在0～20℃，反应温度控制在60～100℃。
所述的纺丝步骤中，聚氨酯脲原液质量浓度为32～37％。
所述的聚合步骤后、纺丝步骤前增加熟化步骤，熟化步骤包括：将聚氨酯脲原液的温度控制在40～60℃搅拌至聚氨酯脲原液的粘度在3800～5500cp之间；熟化步骤在惰性气体保护下进行，所述的惰性气体为不参与反应的氮气、氦气、氩气中的一种及以上。
所述的多异氰酸酯A为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯以及其异构体中的一种及以上。
所述的聚合物多元醇B为聚酯多元醇、聚醚多元醇、植物油多元醇中的一种及以上，数均分子量为1500～4000。
所述的溶解助剂H的混合液M，溶解助剂H的质量占混合液M质量的0.5～20％；
基于亲肤型聚氨酯弹性纤维来计算，所述的蚕丝蛋白F质量比在1～3％之间，牛奶蛋白纤维G的质量比在0.5～3％之间。
所述的扩链剂D是具有2官能性活性氢原子扩链剂，该具有2官能性活性氢原子扩链剂为碳原子数为2～20的二元醇为乙二醇、丙二醇、丙二醇、丁二醇、丁二醇、1,5-戊二醇、己二醇、二甲基-丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、环己烷二甲醇、二乙醇胺、苯基二乙醇胺中的一种及以上；或
碳原子数为2～30的二元胺为乙二胺、丙二胺、戊二胺、2-甲基-1,5戊二胺、1,2-丙二胺、己二胺、三乙烯二胺、苯二甲胺、苯二胺、二氨基环己烷、六亚甲基二胺、多巴胺的一种及以上；
所述的封端剂E是具有单官能性活性氢原子封端剂，该具有单官能性活性氢原子封端剂为碳原子数为2～20的一元醇为乙醇、丙醇、丁醇、己醇、正丁醇、异丁醇中的一种及以上；或
碳原子数为2～20的一元胺为二乙胺、异丙胺、正丁胺、叔丁胺、己胺二乙基胺、二甲基胺、二正丁基胺、二叔丁基胺、二异丁基胺、二异丙基胺中的一种及以上。
所述的溶解助剂H为氯化钠、氯化钙、氯化镁、溴化锂中的一种及以上。
有益效果：本发明所述的一种兼具皮肤细腻触感与抑菌性能的氨纶纤维及其制备方法和工艺，是在扩链阶段，将蚕丝蛋白、牛奶蛋白纤维添加到原液中，实现了蚕丝蛋白、牛奶蛋白与氨纶的完美融合，得到兼具氨纶力学性能和蚕丝触感、抑菌性、皮肤亲和性的功能纤维，同时，该过程可纺性正常稳定。
具体实施方式
本发明的一种亲肤型聚氨酯弹性纤维的制备方法，包括如下步骤：
聚合步骤：将聚氨基甲酸酯预聚物PP溶解至极性溶剂C中得到PP溶液，添加含有扩链剂D、封端剂E、蚕丝蛋白F、牛奶蛋白纤维G、溶解助剂H的混合液M，充分混合并反应得到聚氨酯脲原液；
纺丝步骤：将聚氨酯脲原液经干法纺丝得到亲肤型聚氨酯弹性纤维。
聚合步骤中，PP溶液控制在50～70℃，混合液M的温度控制在0～20℃，反应温度控制在60～100℃；
聚合步骤中，反应物中异氰酸根的摩尔量与对异氰酸根有反应活性的基团的合计摩尔量的比值控制在0.98～1.0之间。
聚合步骤中，PP溶液的质量浓度为33～38％，混合液M的质量浓度为0.5～20％；
纺丝步骤中，聚氨酯脲原液质量浓度为32～37％。
优选的，在聚合步骤后、纺丝步骤前增加熟化步骤，熟化步骤包括：将聚氨酯脲原液的温度控制在40～60℃搅拌至聚氨酯脲原液的粘度在3800～5500cp之间。
所述的熟化步骤是为了保证氨酯脲原液中的异氰酸根与对异氰酸根有反应活性的基团的充分反应，进一步稳定聚氨酯脲原液的稳定性。
可选的，在熟化步骤过程中添加本领域常用的助剂，例如耐氯助剂、染色助剂、抗氧化助剂、消光剂、润滑剂等，助剂是本领域技术人员可知的，助剂添加的量没有特别限制，在不影响纤维纺丝效果及综合性能即可。
所述的聚合步骤、熟化步骤在惰性气体保护下进行，所述的惰性气体为不参与反应的气体，包括氮气、氦气、氩气中的一种及以上。
纺丝步骤为本领域可知的干纺纺丝方法：将聚氨酯脲原液注入含有喷丝孔的纺丝喷丝孔成形，在甬道内挥发溶剂后，经假捻卷绕成丝饼。
可通过改变喷丝孔间距、甬道的供给方法(风向、温度)、纺纱时的空气假捻机的气压、纺纱卷取时的导丝辊与卷取机的速度比的方法来调整纺丝方式。
作为示例的，本发明的实施例、对比例采用相同条件的纺丝方法，具体纺丝步骤包括：将熟化DOPE原液通过过滤器滤除杂质、凝胶，经齿轮泵输出，喷丝孔成形，在甬道内挥发溶剂后，上油，卷绕成功能性氨纶丝饼。
所述的聚氨基甲酸酯预聚物PP为多异氰酸酯A与聚合物多元醇B反应得到NCO封端的聚氨基甲酸酯预聚物PP，多异氰酸酯A中NCO的摩尔量与聚合物多元醇中羟基的摩尔量之比为1.6:1～1.95:1。
所述的极性溶剂C碳原子数为3～10的酮系溶剂、碳原子数为2～10的酯系溶剂、碳原子数为4～10的醚系溶剂、碳原子数为3～10的酰胺系溶剂、碳原子数为1～8的醇系溶剂和碳原子数为4～10的烃系溶剂的一种及以上。
优选为丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯四氢呋喃、二乙二醇二甲基醚、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、甲醇、乙醇、异丙醇和辛醇、正丁烷、环己烷、甲苯和二甲苯中的一种及以上，特别优选N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)。
所述的多异氰酸酯A为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯以及其异构体中的一种及以上，优选二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。
所述的聚合物多元醇B为聚酯多元醇、聚醚多元醇、植物油多元醇中的一种及以上，数均分子量为1500～4000；
聚酯多元醇为己二酸、苯二酸与碳原子数2～10的小分子二元醇缩聚得到聚酯二元醇；
聚合物多元醇为一种或两种以上的碳原子数2～10的直链状或支链状的亚烷基进行醚键合的聚亚烷基醚二醇；
植物油多元醇为大豆油多元醇、棕榈油聚醚多元醇、蓖麻油多元醇中的一种及以上。
优选的，所述的聚合物多元醇B为碳原子数2～10的直链状或支链状的亚烷基进行醚键合的聚亚烷基醚二醇；
作为示例的，所述的聚合物多元醇B为聚四氢呋喃醚二醇；
所述的混合液M通过将扩链剂D和封端剂E添加至极性溶剂C充分混合后，加入蚕丝蛋白F、牛奶蛋白纤维G、溶解助剂H混合得到；
所述的溶解助剂H质量0.5～20％，优选0.5～10％，更优选0.5～8％，于混合液M来计算。
所述的蚕丝蛋白F质量比在1～3％之间，牛奶蛋白纤维G的质量比在0.5～3％之间，基于亲肤型聚氨酯弹性纤维来计算。
所述的扩链剂D具有2官能性活性氢原子扩链剂，包括碳原子数为2～20的二元醇、碳原子数为2～30的二元胺的一种及以上，优选碳原子数为2～30的二元胺；
碳原子数为2～20的二元醇为乙二醇、丙二醇、丙二醇、丁二醇、丁二醇、1,5-戊二醇、己二醇、二甲基-丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、环己烷二甲醇、二乙醇胺、苯基二乙醇胺中的一种及以上；
碳原子数为2～30的二元胺为乙二胺、丙二胺、丙二胺、戊二胺、甲基戊二胺、甲基丙二胺、己二胺、三乙烯二胺、苯二甲胺、苯二胺、二氨基环己烷、六亚甲基二胺、多巴胺的一种及以上；
特别优选乙二胺、丙二胺、丙二胺、戊二胺、甲基-戊二胺、己二胺。
所述的封端剂E具有单官能性活性氢原子封端剂，包括碳原子数为2～20的一元醇、碳原子数为2～20的一元胺中的一种及以上；
碳原子数为2～20的一元醇为乙醇、丙醇、丁醇、己醇、正丁醇、异丁醇中的一种及以上；
碳原子数为2～20的一元胺为二乙胺、异丙胺、正丁胺、叔丁胺、己胺二乙基胺、二甲基胺、二正丁基胺、二叔丁基胺、二异丁基胺、二异丙基胺中的一种及以上；
特别优选乙醇、正丁醇、正丁醇、异丁醇、二乙胺、异丙胺的一种及以上；
作为示例的，所述的蚕丝蛋白F中丝胶的含量在30％以上，丝氨酸在丝胶中的含量在35％以上，所述的牛奶蛋白纤维G中牛奶蛋白质氨基酸的含量在20％以上。
所述的溶解助剂H为氯化钠、氯化钙、氯化镁、溴化锂中的一种及以上。
由本发明的制备方法得到的聚氨酯弹性纤维可以与天然纤维、锦纶、聚酯纤维等交织，用于内衣、泳衣、紧身裤及医疗卫生材料等。
下面用结合具体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
聚氨基甲酸酯预聚物PP的制备：
在氮气保护下向反应釜中加入分子量为2000的PTMEG，温度控制在40℃，开启搅拌，加入的2,4-MDI，将温度升至90℃，多异氰酸酯A中NCO的摩尔量与聚合物多元醇B中羟基的摩尔量之比为1.8：1，反应得到聚氨基甲酸酯预聚物PP，备用。
实施例1
聚合步骤：在氮气保护下，将62.3kg聚氨基甲酸酯预聚物PP溶解至DMAC中得到质量浓度为34.5％的PP溶液，添加含有1.171kg扩链剂乙二胺，0.122kg封端剂二乙胺，1.654kg蚕丝蛋白F、1.654kg牛奶蛋白纤维G、5.215kg溶解助剂氯化钙，质量浓度为15％的混合液M，充分混合并反应得到聚氨酯脲原液；
熟化步骤：将聚氨酯脲原液的温度控制在40℃搅拌至聚氨酯脲原液的粘度在4500±200cp之间。
纺丝步骤：将质量浓度为35％聚氨酯脲原液经干法纺丝得到亲肤型聚氨酯弹性纤维。
其中，聚合步骤中，PP溶液控制在50℃，混合液M的温度控制在20℃，反应温度控制在70℃，反应物中异氰酸根的摩尔量与对异氰酸根有反应活性的基团的合计摩尔量的比值控制在0.995：1。
实施例2
聚合步骤：在氮气保护下，将65.3kg聚氨基甲酸酯预聚物PP溶解至DMAC中得到质量浓度为35％的PP溶液，添加含有1.85kg扩链剂丙二胺、0.21kg封端剂正丁醇、2.32kg蚕丝蛋白F、1.54kg牛奶蛋白纤维G、3.5kg氯化钠，质量浓度为10％的混合液M，充分混合并反应得到聚氨酯脲原液；
熟化步骤：将聚氨酯脲原液的温度控制在50℃搅拌至聚氨酯脲原液的粘度在5000±200cp之间。
纺丝步骤：将质量浓度为36％聚氨酯脲原液经干法纺丝得到亲肤型聚氨酯弹性纤维。
其中，聚合步骤中，PP溶液控制在60℃，混合液M的温度控制在0℃，反应温度控制在80℃，反应物中异氰酸根的摩尔量与对异氰酸根有反应活性的基团的合计摩尔量的比值控制在0.99：1。
实施例3
聚合步骤：在氮气保护下，将65kg聚氨基甲酸酯预聚物PP溶解至DMAC中得到质量浓度为35％的PP溶液，添加含有0.75kg扩链剂乙二胺、0.75kg扩链剂戊二胺、0.10kg封端剂丙醇、1.58kg蚕丝蛋白F、2.14kg牛奶蛋白纤维G、3.8kg氯化镁质量浓度为8％的混合液M，充分混合并反应得到聚氨酯脲原液；
熟化步骤：将聚氨酯脲原液的温度控制在45℃搅拌至聚氨酯脲原液的粘度在4000±200cp之间。
纺丝步骤：将质量浓度为35.5％聚氨酯脲原液经干法纺丝得到亲肤型聚氨酯弹性纤维。
其中，聚合步骤中，PP溶液控制在65℃，混合液M的温度控制在10℃，反应温度控制在85℃，反应物中异氰酸根的摩尔量与对异氰酸根有反应活性的基团的合计摩尔量的比值控制在0.985：1。
实施例4
聚合步骤：在氮气保护下，将62.3kg聚氨基甲酸酯预聚物PP溶解至DMAC中得到质量浓度为34.5％的PP溶液，添加含有1.171kg扩链剂乙二胺，0.122kg封端剂二乙胺，1.654kg蚕丝蛋白F、1.654kg牛奶蛋白纤维G、9.215kg溶解助剂氯化钙，质量浓度为15％的混合液M，充分混合并反应得到聚氨酯脲原液；
熟化步骤：将聚氨酯脲原液的温度控制在40℃搅拌至聚氨酯脲原液的粘度在4500±200cp之间。
纺丝步骤：将质量浓度为35％聚氨酯脲原液经干法纺丝得到亲肤型聚氨酯弹性纤维。
其中，聚合步骤中，PP溶液控制在50℃，混合液M的温度控制在20℃，反应温度控制在70℃，反应物中异氰酸根的摩尔量与对异氰酸根有反应活性的基团的合计摩尔量的比值控制在0.995：1。
实施例5
聚合步骤：在氮气保护下，将62.3kg聚氨基甲酸酯预聚物PP溶解至DMAC中得到质量浓度为34.5％的PP溶液，添加含有1.171kg扩链剂乙二胺，0.122kg封端剂二乙胺，3.65kg蚕丝蛋白F、3.20kg牛奶蛋白纤维G、5.215kg溶解助剂氯化钙，质量浓度为15％的混合液M，充分混合并反应得到聚氨酯脲原液；
熟化步骤：将聚氨酯脲原液的温度控制在40℃搅拌至聚氨酯脲原液的粘度在4500±200cp之间。
纺丝步骤：将质量浓度为35％聚氨酯脲原液经干法纺丝得到亲肤型聚氨酯弹性纤维。
其中，聚合步骤中，PP溶液控制在50℃，混合液M的温度控制在20℃，反应温度控制在70℃，反应物中异氰酸根的摩尔量与对异氰酸根有反应活性的基团的合计摩尔量的比值控制在0.995：1。
对比例1
与实施例1的差别在于，不添加溶解助剂H，其他原料及反应条件不变。
聚合步骤：在氮气保护下，将62.3kg聚氨基甲酸酯预聚物PP溶解至DMAC中得到质量浓度为34.5％的PP溶液，添加含有1.171kg扩链剂乙二胺，0.122kg封端剂二乙胺，1.654kg蚕丝蛋白F、1.654kg牛奶蛋白纤维G，质量浓度为15％的混合液M，充分混合并反应得到聚氨酯脲原液；
熟化步骤：将聚氨酯脲原液的温度控制在40℃搅拌至聚氨酯脲原液的粘度在4500±200cp之间。
纺丝步骤：将质量浓度为35％聚氨酯脲原液经干法纺丝得到亲肤型聚氨酯弹性纤维。
其中，聚合步骤中，PP溶液控制在50℃，混合液M的温度控制在20℃，反应温度控制在70℃，反应物中异氰酸根的摩尔量与对异氰酸根有反应活性的基团的合计摩尔量的比值控制在0.995：1。
对比例2
与实施例1的差别在于，混合液M提高至30℃，其他原料及反应条件不变。
聚合步骤：在氮气保护下，将62.3kg聚氨基甲酸酯预聚物PP溶解至DMAC中得到质量浓度为34.5％的PP溶液，添加含有1.171kg扩链剂乙二胺，0.122kg封端剂二乙胺，1.654kg蚕丝蛋白F、1.654kg牛奶蛋白纤维G、5.215kg溶解助剂氯化钙，质量浓度为15％的混合液M，充分混合并反应得到聚氨酯脲原液；
熟化步骤：将聚氨酯脲原液的温度控制在40℃搅拌至聚氨酯脲原液的粘度在4500±200cp之间。
纺丝步骤：将质量浓度为35％聚氨酯脲原液经干法纺丝得到亲肤型聚氨酯弹性纤维。
其中，聚合步骤中，PP溶液控制在50℃，混合液M的温度控制在30℃，反应温度控制在70℃，反应物中异氰酸根的摩尔量与对异氰酸根有反应活性的基团的合计摩尔量的比值控制在0.995：1。
对比例3
与实施例1的差别在于，蚕丝蛋白F、牛奶蛋白纤维G、溶解助剂H在熟化过程中加入，其他原料及反应条件不变。
聚合步骤：在氮气保护下，将62.3kg聚氨基甲酸酯预聚物PP溶解至DMAC中得到质量浓度为34.5％的PP溶液，添加含有1.171kg扩链剂乙二胺，0.122kg封端剂二乙胺，质量浓度为5％的混合液M，充分混合并反应得到聚氨酯脲原液；
熟化步骤：在聚氨酯脲原液中加入1.654kg蚕丝蛋白F、1.654kg牛奶蛋白纤维G、5.215kg溶解助剂氯化钙，将聚氨酯脲原液的温度控制在40℃搅拌至聚氨酯脲原液的粘度在4500±200cp之间。
纺丝步骤：将质量浓度为35％聚氨酯脲原液经干法纺丝得到亲肤型聚氨酯弹性纤维。
其中，聚合步骤中，PP溶液控制在50℃，混合液M的温度控制在20℃，反应温度控制在70℃，反应物中异氰酸根的摩尔量与对异氰酸根有反应活性的基团的合计摩尔量的比值控制在0.995：1。
对比例4
与实施例1的差别在于，不添加牛奶蛋白F，其他原料及反应条件不变。
聚合步骤：在氮气保护下，将62.3kg聚氨基甲酸酯预聚物PP溶解至DMAC中得到质量浓度为34.5％的PP溶液，添加含有1.171kg扩链剂乙二胺，0.122kg封端剂二乙胺，1.654kg牛奶蛋白纤维G、5.215kg溶解助剂氯化钙，质量浓度为15％的混合液M，充分混合并反应得到聚氨酯脲原液；
熟化步骤：将聚氨酯脲原液的温度控制在40℃搅拌至聚氨酯脲原液的粘度在4500±200cp之间。
纺丝步骤：将质量浓度为35％聚氨酯脲原液经干法纺丝得到亲肤型聚氨酯弹性纤维。
其中，聚合步骤中，PP溶液控制在50℃，混合液M的温度控制在20℃，反应温度控制在70℃，反应物中异氰酸根的摩尔量与对异氰酸根有反应活性的基团的合计摩尔量的比值控制在0.995：1。
对比例5
与实施例1的差别在于，不添加蚕丝蛋白G，其他原料及反应条件不变。
聚合步骤：在氮气保护下，将62.3kg聚氨基甲酸酯预聚物PP溶解至DMAC中得到质量浓度为34.5％的PP溶液，添加含有1.171kg扩链剂乙二胺，0.122kg封端剂二乙胺，1.654kg蚕丝蛋白F、5.215kg溶解助剂氯化钙，质量浓度为15％的混合液M，充分混合并反应得到聚氨酯脲原液；
熟化步骤：将聚氨酯脲原液的温度控制在40℃搅拌至聚氨酯脲原液的粘度在4500±200cp之间。
纺丝步骤：将质量浓度为35％聚氨酯脲原液经干法纺丝得到亲肤型聚氨酯弹性纤维。
其中，聚合步骤中，PP溶液控制在50℃，混合液M的温度控制在20℃，反应温度控制在70℃，反应物中异氰酸根的摩尔量与对异氰酸根有反应活性的基团的合计摩尔量的比值控制在0.995：1。
表1.实施例的性能数据表
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
SS300(gf) 8.3 8.6 8.5 7.6 7.7
DS(gf) 37.5 38.9 37.3 32.6 31.2
DE(％) 533.2 525 527 506 489
退绕张力(gf) 1.4 1.42 1.40 1.23 1.18
陶瓷摩擦 0.33 0.31 0.32 0.33 0.31
金黄色葡萄球抑菌率(％) 92 89 87 87 93
大肠杆菌抑菌率(％) 84 85 83 83 85
纺丝稳定性 优 优 优 良 良
表2.对比例的性能数据表
Figure BDA0003353881520000101
Figure BDA0003353881520000111
其中，SS300是牵伸300％时的应力；DS是断裂强度，DE是断裂伸长率；退绕张力是检测丝在退绕过程中，丝束的牵伸张力值；陶瓷摩擦：丝一端加预张力，另一端匀速拉伸，丝绕着陶瓷器，检测得到的摩擦系数；抑菌率是根据《GB/T 20944.3-2008纺织品抑菌性能的评价第3部分：震荡法》的检测数据；纺丝稳定性是氨纶在卷绕成型过程中是否会发生断丝、挂丝、并丝等故障的概率，纺丝稳定性越好，发生故障的概率越低，一等品率越高。
将实施例、对比例所得到的聚氨酯弹性纤维与涤纶纤维混织，得到涤氨织物，测试其肤感，包括透气性指标、保湿性指标、透湿性指标。
透气性指标：织物的透气性指标是指织物两面存在压差的情况下，织物透过空气的性能，通常用单位时间内流过织物单位面积的空气体积表示。
保湿性指标：织物的保湿性是指汗液或水蒸气透过织物从人体表面排到环境后，仍存留部分在织物结构中已维持人体湿热平衡的能力，通常可用回潮率来衡量，指纤维材料中所含水分的重量占纤维干重的百分比，参考国家标准GB9994-2008《纺织材料公定回潮率》，亲肤纺织品的回潮率一般在服用状态下要达到3.5％以上。织物的透湿性指汗液或水蒸气透过织物的能力。
透湿性指标：透湿性的测试主要通过织物对蒸发热转移阻抗的测试，可用湿阻判定，湿阻指试样两面的水蒸气压力差与通过试样单位面积蒸发热流量之比，简称Ret，Ret在13以内透湿性较好。
表3：实施例肤感测试
Figure BDA0003353881520000112
表4：对比例肤感测试
Figure BDA0003353881520000121
从上述表1、2、3、4、5的数据结果来看，采用本发明方法可稳定纺丝，且得到的聚氨酯弹性纤维，兼具顺滑性、抑菌性，拥有优异的力学性能、退绕性能，混纺得到的织物肤感好。

Claims (10)

1.一种亲肤型聚氨酯弹性纤维的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
步骤1，聚合：将聚氨基甲酸酯预聚物PP溶解至极性溶剂C中得到PP溶液，添加含有扩链剂D、封端剂E、蚕丝蛋白F、牛奶蛋白纤维G、溶解助剂H的混合液M，充分混合并反应得到聚氨酯脲原液；
步骤2，纺丝：将聚氨酯脲原液经干法纺丝得到亲肤型聚氨酯弹性纤维。
2.根据权利要求1所述的亲肤型聚氨酯弹性纤维的制备方法，其特征在于，所述的聚合步骤中，所述的聚氨基甲酸酯预聚物PP为多异氰酸酯A与聚合物多元醇B反应得到NCO封端的聚氨基甲酸酯预聚物PP，多异氰酸酯A中NCO的摩尔量与聚合物多元醇B中羟基的摩尔量之比为1.6:1～1.95:1；反应物中异氰酸根的摩尔量与对异氰酸根有反应活性的基团的合计摩尔量的比值控制在0.98～1.00之间。
3.根据权利要求1所述的亲肤型聚氨酯弹性纤维的制备方法，其特征在于，所述的聚合步骤中，聚氨基甲酸酯预聚物PP溶液的质量浓度为33～38％；所述的溶解助剂H为氯化钠、氯化钙、氯化镁、溴化锂中的一种及以上，溶解助剂H的混合液M的质量浓度为0.5～20％。
4.根据权利要求1所述的亲肤型聚氨酯弹性纤维的制备方法，其特征在于，所述的聚合步骤中，PP溶液控制在50～70℃，混合液M的温度控制在0～20℃，反应温度控制在60～100℃。
5.根据权利要求1所述的亲肤型聚氨酯弹性纤维的制备方法，其特征在于，所述的纺丝步骤中，聚氨酯脲原液质量浓度为32～37％。
6.根据权利要求1所述的亲肤型聚氨酯弹性纤维的制备方法，其特征在于，所述的聚合步骤后、纺丝步骤前增加熟化步骤，熟化步骤包括：将聚氨酯脲原液的温度控制在40～60℃搅拌至聚氨酯脲原液的粘度在3800～5500cp之间；熟化步骤在惰性气体保护下进行，所述的惰性气体为不参与反应的氮气、氦气、氩气中的一种及以上。
7.根据权利要求2所述的亲肤型聚氨酯弹性纤维的制备方法，其特征在于，所述的多异氰酸酯A为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯以及其异构体中的一种及以上。
8.根据权利要求2所述的亲肤型聚氨酯弹性纤维的制备方法，其特征在于，所述的聚合物多元醇B为聚酯多元醇、聚醚多元醇、植物油多元醇中的一种及以上，数均分子量为1500～4000。
9.根据权利要求1所述的亲肤型聚氨酯弹性纤维的制备方法，其特征在于，所述的溶解助剂H的混合液M，溶解助剂H的质量占混合液M质量的0.5～20％；基于亲肤型聚氨酯弹性纤维来计算，所述的蚕丝蛋白F质量比在1～3％之间，牛奶蛋白纤维G的质量比在0.5～3％之间。
10.根据权利要求1所述的亲肤型聚氨酯弹性纤维的制备方法，其特征在于，所述的扩链剂D是具有2官能性活性氢原子扩链剂，该具有2官能性活性氢原子扩链剂为碳原子数为2～20的二元醇为乙二醇、丙二醇、丙二醇、丁二醇、丁二醇、1,5-戊二醇、己二醇、二甲基-丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、环己烷二甲醇、二乙醇胺、苯基二乙醇胺中的一种及以上；或
碳原子数为2～30的二元胺为乙二胺、丙二胺、戊二胺、2-甲基-1,5戊二胺、1,2-丙二胺、己二胺、三乙烯二胺、苯二甲胺、苯二胺、二氨基环己烷、六亚甲基二胺、多巴胺的一种及以上；
所述的封端剂E是具有单官能性活性氢原子封端剂，该具有单官能性活性氢原子封端剂为碳原子数为2～20的一元醇为乙醇、丙醇、丁醇、己醇、正丁醇、异丁醇中的一种及以上；或
碳原子数为2～20的一元胺为二乙胺、异丙胺、正丁胺、叔丁胺、己胺二乙基胺、二甲基胺、二正丁基胺、二叔丁基胺、二异丁基胺、二异丙基胺中的一种及以上。
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