一种酸性可染氨纶纤维的制备方法与流程

[0001]
本发明属于高分子材料生产领域，特别涉及一种酸性可染氨纶纤维的制备方法。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：

[0002]
氨纶纤维在染色过程中，难于着色，这主要是由氨纶纤维的高聚物结构所引起的，其高聚物结构由硬段和软段组成，硬段极性强，但染料难以进入，软段极性弱，但对染料的作用力差，所以导致氨纶纤维着色困难，色牢度低。随着国民生活水平不断提高，对穿着舒适性和时尚性也提出了更高的要求。为了有效地解决这个问题，需要开发一种容易上色的氨纶纤维。
[0003]
目前，针对氨纶纤维染色效果的改善已有一些报道。例如，中国专利961159911.x，200710015248.5，201310681125.0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。201410490678.2，201511016306.7，201611170319.4等通过物理添加二烷基二甲基季铵盐、卤代长链烷烃、聚脒等赋予氨纶优异的酸性染料或活性染料上色效果，但受限于产品指标、均一性和可纺性影响较大。201710938274.9通过添加液态聚酰胺，赋予氨纶优异的染色性能，但液态聚酰胺主要功能为环氧树脂固化剂，会使聚氨酯分子链交联，不利于生产过程控制，同时对产品性能指标影响很大，其断裂伸长率大幅度降低；且部分液态聚酰胺含有溶剂对dmac回收系统影响很大。因此，需要开发一种酸性可染氨纶纤维的新技术，以便于更好地产业化。


技术实现要素：

[0004]
技术问题：本发明的目的在于解决目前现有技术的不足，提供一种酸性可染氨纶纤维的制备方法。该制造方法的实施过程简便，而且可以广泛地应用于不同品种的聚氨酯弹性纤维，制备的聚氨酯弹性纤维易上色，色牢度高。
[0005]
技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种酸性可染氨纶纤维的制备方法，该氨纶纤维的制备方法包括步骤：
[0006]
步骤1.将染色助剂加入有机溶剂中研磨5～10小时，研磨后的混合物通过添加聚氨酯脲原液a，使其粘度在100～500cpa
·
s，形成稳定的功能染色助剂分散液b；
[0007]
步骤2.将流动促进剂加入有机溶剂在50～100℃下搅拌溶解2～4小时，制备得到流动促进剂溶液c；
[0008]
步骤3.将染色助剂分散液b和流动促进剂溶液c添加至聚氨酯脲原液a中而制得纺丝原液d，对上述纺丝原液d进行纺丝和卷绕，得到酸性可染氨纶纤维。
[0009]
所述的染色助剂为尼龙6、尼龙66或尼龙610其中一种，或其混合物。
[0010]
所述的染色助剂占纤维质量分数的0.5～5.0％，平均粒径小于10微米。
[0011]
所述的染色助剂数均分子量为1万～5万。
[0012]
所述的流动促进剂为聚丁二烯树脂。
[0013]
所述的流动促进剂占纤维质量分数的0.3～3.0％。
[0014]
所述的有机溶剂是n，n-二甲基甲酰胺或n，n-二甲基乙酰胺。
[0015]
有益效果：本发明采用染色助剂和流动促进剂制备酸性可染氨纶纤维，其带来的有益效果有：一、添加该类染色助剂，其氨纶酸性染色效果与锦纶一致，不会出现染不同颜色亮度不一致的问题；二、采用较低分子量的染色助剂，可使染色助剂在较低含量下，也能达到良好染色效果，同时可减少对产品性能影响；三、添加流动促进剂，提高染色助剂在纺丝过程中向表层扩散速度，使染色助剂在纤维表面集聚，进一步使其在较低的含量下，也能达到较好的效果。由此发明技术制备的氨纶酸性不易染色问题得以改善，同时具备良好的物理性能。
具体实施方式
[0016]
该方法包括如下几个步骤：
[0017]
1)将二异氰酸酯、聚醚二元醇和有机溶剂加入反应釜中，形成60～70％质量分数的溶液，在35～50℃反应下110～120min，得到预聚物。将上述的预聚物冷却至7～9℃后，再与质量分数为1.0～8.0％的双胺和单胺的混合液进行扩链反应；再把耐紫外光助剂、抗氧剂、润滑剂、消光剂添加到扩链反应完成后的聚合物溶液中，充分搅拌，得到固体含量为30～40％的聚氨酯脲纺丝溶液a；
[0018]
2)将染色助剂加入有机溶剂研磨5～10小时，研磨后的混合物通过添加聚氨酯脲原液a，使其粘度在100～500cpa
·
s，形成稳定的功能染色助剂分散液b；
[0019]
3)将流动促进剂加入有机溶剂在50～100℃下搅拌溶解2～4小时，制备得到溶液c；
[0020]
4)将染色助剂分散液b和溶液c添加至聚氨酯脲原液a中而制得纺丝原液d，对上述纺丝原液d进行纺丝和卷绕。
[0021]
其中，步骤1)所述的二异氰酸酯为4，4'-mdi、2，4'-mdi或两者的混合物。
[0022]
步骤1)中所述的聚醚二元醇为数均分子量1500～3000的聚四氢呋喃醚二醇或数均分子量1500～3000的聚丙二醇或是两者的混合物。
[0023]
步骤1)所述的双胺是乙二胺、丙二胺或是两者的混合物。
[0024]
步骤1)所述的单胺是二乙胺、乙醇胺或是两者的混合物。
[0025]
步骤1)所述的有机溶剂是n，n-二甲基甲酰胺或n，n-二甲基乙酰胺。
[0026]
步骤2)所述的染色助剂是尼龙6、尼龙66或尼龙610其中一种，或其混合物；其用量为纤维质量分数的0.5～5.0％。
[0027]
步骤3)所述的流动促进剂是丁二烯树脂；其用量为纤维质量分数的0.3～3.0％。
[0028]
实施例1：
[0029]
1)将数均分子量为1810的聚四亚甲基醚二醇、4，4
’-
二苯基甲烷二异氰酸酯和n，n-二甲基乙酰胺加入反应釜中，形成69％质量分数的溶液，在45℃反应120min，制备得到预聚物。将所述的预聚物冷却至8℃后，再与质量分数为5.5％的乙二胺和二乙胺的混合胺溶液进行扩链反应，其中乙二胺与二乙胺的摩尔比为20∶1。按氨纶纤维固体含量计，将
0.5wt％的2-(2
’-
羟基-3’，5
’-
二叔丁基苯基)-苯并三唑)、0.5wt％的双(n、n-二甲基酰肼氨基4-苯基)甲烷、0.18wt％的硬脂酸镁、0.3wt％二氧化钛添加入原液中，充分搅拌，得到固体含量为35％的聚氨酯脲原液a。
[0030]
2)将数均分子量为2万的尼龙6(平均粒径5微米)加入n，n-二甲基乙酰胺中研磨8h，研磨后的混合物通过添加聚氨酯脲原液a，使其粘度在200cpa
·
s，搅拌均匀得到固体含量为35％的染色助剂分散液b；按氨纶纤维固体含量计，其中尼龙6占0.5％。
[0031]
3)将丁二烯树脂加入n，n-二甲基乙酰胺在70℃下搅拌溶解3小时，制备得到固体含量为35％的溶液c；按氨纶纤维固体含量计，其中丁二烯树脂占1.0％
[0032]
4)将染色助剂分散液b和溶液c添加至聚氨酯脲原液a中而制得纺丝原液d，对上述纺丝原液d，再经干法纺丝工艺制备得到20d酸性可染氨纶纤维。
[0033]
实施例2
[0034]
根据实施例1所述的同样方法制备氨纶纤维，不同之处在于，尼龙6占比为2.5％，平均粒径8微米，得到20d酸性可染氨纶纤维。
[0035]
实施例3
[0036]
根据实施例1所述的同样方法制备氨纶纤维，不同之处在于，尼龙6占比为5.0％，制备得到20d酸性可染氨纶纤维。
[0037]
实施例4
[0038]
根据实施例1所述的同样方法制备氨纶纤维，不同之处在于，尼龙6替换为尼龙610，制备得到20d酸性可染氨纶纤维。
[0039]
对比例1
[0040]
除了未添加尼龙6和丁二烯树脂外，按与实施例1中所述的相同方法获得方式溶液。经搅拌熟化，通过干法纺丝，制备得到20d对比氨纶纤维1。
[0041]
对比例2
[0042]
根据实施例1所述的同样方法制备氨纶纤维，不同之处在于，丙烯酸树脂替代丁二烯树脂，制备得到20d对比氨纶纤维2。
[0043]
对比例3
[0044]
根据实施例2所述的同样方法制备氨纶纤维，不同之处在于，尼龙6的平均粒径为13微米，制备得到20d对比氨纶纤维3。
[0045]
氨纶的性能评价方法如下：
[0046]
(1)纤维的上染率
[0047]
选用弱酸性红染料浓度2％(owf)，温度95℃，ph值4.5，浴比1∶40的条件下染色30min，室温入染，升温速率1.5℃/min，紫外可见光分光光度计测定染色前、后残液的最大吸光度计算上染率。
[0048]
计算公式：上染率＝(a
0-a1)/a0×
100％，其中a0和a1分别为染色前后染液的吸光度
[0049]
(2)变异系数(cv)：
[0050]
丝线以3倍的牵伸速度进行退绕。通过张力装置系统测试丝饼退绕过程中的张力变化并记录，变异系数定义为：
[0051]
[0052]
其中s表示样品在测试过程中张力记录点的标准差，表示样品在测试过程中张力记录点的平均值。
[0053]
(3)断裂伸长率和断裂强力
[0054]
按照行标fz/t 50005规格执行。
[0055]
表1本发明实施列与对比例的结果
[0056][0057]
上面用实施例来详细描述本发明其生产过程，然而，应当理解的是，这些实施例仅是用于说明的目的，而不是要限制本发明的范围。