專利名稱：：具有高的熱定形性的聚氨酯彈性纖維的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種制備聚氨酯的方法以及含有由該聚氨酯制得的聚氨酯彈性絲的彈性織物，具體的說，本發(fā)明涉及通過加入預(yù)定比例的二胺擴(kuò)鏈劑而制備的聚氨酯，以及由該聚氨酯制得的、具有優(yōu)異的熱定形性能的聚氨酯彈性絲。市目乂太[Vi;M士^口A、、4t"R——壬山々；^口；f如；t々；々口4^rtrhVr乂nc、、/曰"C目兵i4^tf'j孤，z十、次wYy嚇Tti-/、t/j，w下i-/人i力m1工I"rnni六有優(yōu)異的熱定形性能的彈性織物和熱敏性纖維(如尼龍、絲、羊毛、聚丙烯、人造絲和聚對苯二甲酸丙二醇酯)構(gòu)成。該針織物可以在低溫下進(jìn)行熱定形，以防止熱敏性纖維發(fā)生熱降解和針織物發(fā)生巻邊。
背景技術(shù)：
：一般通過以下方法制備聚氨酯，所述方法為使多元醇與過量的二異氰酸酯反應(yīng)以制備預(yù)聚物，將該預(yù)聚物溶解在有機(jī)溶劑中，然后向所得到的溶液中加入二胺或二醇擴(kuò)鏈劑，并與鏈終止劑(如，一元醇和單胺)反應(yīng)以形成聚氨酯紡絲液，然后通過干法紡絲或濕法紡絲來制造聚氨酯彈性纖維。聚氨酯纖維的特征在于具有高彈性，并且廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域中。隨著其用途的擴(kuò)大，越來越需要開發(fā)聚氨酯纖維的其他性質(zhì)。通常，在針織之后的后處理過程中將聚氨酯纖維于高溫下進(jìn)行熱定形，而高溫會(huì)導(dǎo)致熱敏性纖維(如尼龍、絲、羊毛、聚丙烯、人造絲和聚對苯二甲酸丙二醇酯)發(fā)生熱降解。為了防止熱降解并改善織物的手感值，日益需要開發(fā)在低溫下進(jìn)行熱定形的聚氨酯纖維。在相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)中，人們一直致力于改善聚氨酯纖維的熱定形性能。例如，日本專利公開No.S63-53287、日本專利公開No.S63-53288、日本專利公開No.S43-639、日本專利公開No.H7-316922、韓國專利公開No.2001-5854、韓國專利公開3No.2001-16788公開了用于改善聚氨酯彈性絲的熱定形性能的工藝。此外，美國專禾ljNo.6,472,494、美國專利No.6,403,682、美國專利No.6,376,071、美國專利No.6,063,892、美國專利No.5,981,686、美國專利No.5，948，875公開了用于改善聚氨酯彈性絲的熱定形性能的工藝。然而，由于熱敏性纖維在低溫下缺乏熱定形的性能，因此其尚不能應(yīng)用于現(xiàn)有技術(shù)公開的工藝中。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題本發(fā)明的目的是用合適的胺來制備具有優(yōu)異的熱定形性能的聚氨酯彈性絲。根據(jù)本發(fā)明，該聚氨酯彈性絲與熱敏性纖維(如尼龍、棉線、絲、羊毛、聚丙烯、人造絲和聚對苯二甲酸丙二醇酯)一起進(jìn)行針織。該針織物可以在低溫下熱定形以防止熱敏性纖維發(fā)生織物降解，繼而改善織物的手感值，并且提供沒有巻邊的針織物。技術(shù)方案根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案，通過以下的方法來制備具有優(yōu)異的熱定形性能的聚氨酯彈性絲以及由該聚氨酯彈性絲制得的彈性織物，所述方法為使多元醇與過量的二異氰酸酯反應(yīng)以制備預(yù)聚物，將該預(yù)聚物溶解在有機(jī)溶劑中并且使所得到的溶液與擴(kuò)鏈劑反應(yīng)以制備聚氨酯彈性絲，其中所述擴(kuò)鏈劑中含有的1,3-二氨基丙烷的量為該擴(kuò)鏈劑總量的40摩爾％或更多。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，提供一種制備聚氨酯彈性絲的方法，其中所述擴(kuò)鏈劑還包含選自乙二胺、1,2-二氨基丙垸、1，4-二氨基丁垸、2，3-丁二胺、1,5-戊二胺、1,6-己二胺和1,4-環(huán)己垸二胺中的至少一種物質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，提供一種用于制備聚氨酯彈性絲的方法，其中所述預(yù)聚物包含占該預(yù)聚物總量的1.56重量%至4.29重量％的異氰酸酯。有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過使用根據(jù)本發(fā)明制造的聚氨酯彈性絲，在針織之后針織物可以在低溫下進(jìn)行熱定形。因此，可以防止熱敏性纖維發(fā)生熱降解，繼而提高織物的手感值。此外，還防止針織物發(fā)生巻邊。本發(fā)明的最佳實(shí)施方式下文將描述本發(fā)明的具有優(yōu)異的熱定形性能的聚氨酯彈性絲。通過以下方法來制備本發(fā)明中所使用的嵌段聚氨酯，所述方法為使有機(jī)二異氰酸酯與聚合物二元醇反應(yīng)以制備預(yù)聚物，將該預(yù)聚物溶解在有機(jī)溶劑中，然后與二胺和單胺反應(yīng)。太紫明由聽伸田的有機(jī)一忌氱酸酯的仿lj孑可W句,衽.詵白一苯基甲烷-4,4-二異氰酸酯、1，5-萘二異氰酸酯、1，4-苯二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、1，4-環(huán)己烷二異氰酸酯、4,4，-二環(huán)己基甲垸二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯中的至少一種物質(zhì)。本發(fā)明中使用的聚合物二元醇的例子可以包括聚四亞甲基醚二醇、聚丙二醇醚和聚碳酸酯二醇?？梢允褂枚纷鳛閿U(kuò)鏈劑，所述二胺為選自乙二胺、1,2-二氨基丙垸、1，6-己二胺和1,3-二氨基丙烷中的至少一種物質(zhì)?；跀U(kuò)鏈劑的總量而言，1,3-二氨基丙垸的含量應(yīng)該優(yōu)選為40摩爾％或更多。如果低于40摩爾％，聚氨酯彈性絲的熱定形性能會(huì)顯著下降。本發(fā)明中使用的用于控制聚氨酯脲的分子量且具有一個(gè)官能團(tuán)的胺的例子可以包括二乙胺、單乙醇胺、二甲胺等。此外，為了防止氨綸在某些環(huán)境條件下(例如紫外線和煙霧)發(fā)生變色和劣化(可能在熱定形的過程中發(fā)生)，可以在紡絲液中組合使用空間位阻酚化合物、苯并呋喃酮化合物、氨基脲化合物、苯并三唑化合物和聚叔胺穩(wěn)定劑。本發(fā)明中的聚氨酯彈性絲還可以包含添加劑，如二氧化鈦和硬脂酸鎂。實(shí)施本發(fā)明的方式通過下文中的例子可以更好地理解本發(fā)明，舉出這些例子是為了闡釋本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)解釋為限制本發(fā)明。如下面的實(shí)施例和對比例所述，使用如下方法來測量聚氨酯絲的熱定形性能和聚氨酯纖維的巻邊性。聚氨酯絲的熱定形性能的評價(jià)在將所制造的絲線于空氣中拉伸100%(從125mm至250mm)后，將其在17(TC下干熱1分鐘，然后將該絲線冷卻至室溫。測量絲線的長度，并且依據(jù)下面的公式計(jì)算熱定形性能熱定形性能(％)={(熱定形長度-初始長度)}/(拉伸后長度-初始長度"xioo鑒4fi:;巫乂Al丄！■!Jk|l乂l將在低溫下熱定形的氨綸與尼龍一起針織，以制備圓形針織物。在針織物上畫出邊長為5cm的等邊三角形之后，用剪刀剪去三角形的兩個(gè)邊，并且在上面噴灑水然后干燥。.干燥之后，依據(jù)下面的公式計(jì)算針織物的巻邊性。巻邊性(％)=(巻縮后的三角形的面積/三角形的初始面積)X100在氮?dú)夥諊?CTC、攪拌的條件下，將550g二苯基甲烷-4，4-二異氰酸酯與2328g聚四亞甲基醚二醇(平均分子量是1800)反應(yīng)90分鐘，以制備在其兩末端上具有異氰酸酯的聚氨酯預(yù)聚物。將該預(yù)聚物冷卻至室溫，加入4122g二甲基乙酰胺并使其溶解，以制備聚氨酯預(yù)聚物溶液。隨后，將46.08g(0.622摩爾)1,3-二氨基丙烷、16.01g(0.266摩爾)乙二胺和5.2g二乙胺溶解于894g二甲基乙酰胺中，然后將其加到低于IO'C的預(yù)聚物溶液中，以制備聚氨酯溶液。加入到溶液中的固體添加劑可以包括1.5重量％的亞乙基雙(氧亞乙基)雙-[3-(5-叔丁基-4-羥基-間甲苯基)-丙酸酯]、0.5重量％的5,7-二叔丁基-3-(3,4-二甲基苯基)-3H-苯并呋喃-2-酮、l重量。/。的i,i,r,r-四甲基_4,4，_(亞甲基-二_對亞苯基)二氨基脲、1重量Q/。的聚(N,N-二乙基-2-氨基乙基甲基丙烯酸酯)和0.1重量％的二氧化鈦，以制造聚氨酯紡絲液。然后將溶液在250'C下干法紡絲，以制造40旦尼爾的聚氨酯彈性絲。使用所得到的熱定形溫度低的聚氨酯彈性絲和尼龍纖維，通過圓針織機(jī)來制備圓形的針織物，其中所述針織機(jī)的筒直徑為38英寸、針距(gauge)為28并具有120個(gè)導(dǎo)紗器(feeder)。在制備針織物時(shí)所使用的尼龍為70旦尼爾的尼龍，并將其與由本發(fā)明方法所制造的40旦尼爾的彈性絲一起針織，并且彈性絲的含量為織物總重量的8重量％。在氮?dú)夥諊?(TC、攪拌的條件下，將550.2g二苯基甲垸-4,4-二異氰酸酯和2328g聚四亞甲基醚二醇(平均分子量是1800)反應(yīng)90分鐘，以制備在其兩末端上具有異氰酸酯的聚氨酯預(yù)聚物。將該預(yù)聚物冷卻至室溫，加入4122g二甲基乙酰胺并使其溶解，以制造聚氨酯預(yù)聚物溶液。隨后，將32.92g(0.444摩爾)1,3-二氨基丙垸、16.01g(0.2664摩爾)乙二胺、13.17g(0.1776摩爾)1，2-二氨基丙烷和5.2g二乙胺溶解于894g二甲基乙酰胺中，然后將其加到低于10'C的預(yù)聚物溶液中以制造聚氨酯溶液。加入與實(shí)施例1具有相同組成的添加劑，并且按照實(shí)施例1中的方法來實(shí)施制備絲線和織物的過程。在氮?dú)夥諊?0°C、攪拌的條件下，將550.2g二苯基甲垸-4,4-二異氰酸酯和2328g聚四亞甲基醚二醇(數(shù)均分子量是1800)反應(yīng)90分鐘，以制備在其兩末端上具有異氰酸酯的聚氨酯預(yù)聚物。將該預(yù)聚物冷卻至室溫，加入4122g二甲基乙酰胺并使其溶解，以制造聚氨酯預(yù)聚物溶液。隨后，將65.83g(0.888摩爾)1,3-二氨基丙烷和5.2g二乙胺溶解于900g二甲基乙酰胺中，然后將其加到低于10'C的預(yù)聚物溶液中，以制造聚氨酯溶液。加入與實(shí)施例1具有相同組成的添加劑，并且按照實(shí)施例1中的方法來實(shí)施制備絲線和織物的過程。按照實(shí)施例1中的方法進(jìn)行實(shí)施例4至6和對比例1至3的過程，不同之處在于如表1中所示的異氰酸酯的重量百分比(重量％)、擴(kuò)鏈劑的類型和摩爾百分比(摩爾％)發(fā)生了變化。表1異氰酸酯的重量％擴(kuò)鏈劑的類型擴(kuò)鏈劑的比例熱定形性能(%)實(shí)施例12.64EDA/1,3-PDA30/7076實(shí)施例22.64EDA/1,2-PDA/1,3-PDA30/20/5072實(shí)施例32.641，r、i~\a10074實(shí)施例42.64EDA/1，3-PDA60/4072實(shí)施例51.93EDA/1,3-PDA30/7083實(shí)施例64.29EDA/1，3懇PDA30/7070對比例12.64EDA/1,2-PDA80/2048對比例22.64EDA/1,2隱PDA30/7052對比例31.93EDA/1,2-PDA30/7055如表1所示，以占40摩爾％或更高的1,3-二氨基丙烷作為擴(kuò)鏈劑而制備的聚氨酯彈性絲使得熱定形性能得到改善。[實(shí)施例7至10和對比例4至6]用尼龍和實(shí)施例1中制備的彈性絲來制造實(shí)施例7至IO的圓形針織物，用尼龍和對比例1中制造的彈性絲來制造對比例4至6的圓形針織物。然后將它們在表2所示的熱定形條件下進(jìn)行處理。所得織物的巻邊性(％)和織物手感值如表2所示。表2預(yù)定形溫度('c)最終定形溫度('C)巻邊性(％)織物手感值實(shí)施例71701600優(yōu)異實(shí)施例81751600優(yōu)異實(shí)施例91651550優(yōu)異實(shí)施例10N/A1750優(yōu)異8<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>如表2所示，在制備圓形針織尼龍織物的過程中，與用對比例1中的絲線所制備的對比例5的織物相比，用實(shí)施例1中的絲線所制備的實(shí)施例7至10的織物即使在低于熱定形溫度2(TC的溫度下也不發(fā)生巻邊。同時(shí)，對比例5雖然也沒有發(fā)生巻邊，但是由于在高溫下進(jìn)行熱定形，因此其織物手感值較差。如表中所示，使用氨綸所制造的織物在溫度較低的熱定形過程中不會(huì)導(dǎo)致尼龍熱降解，因此該織物可以具有優(yōu)異的織物手感值。此外，如實(shí)施例10所示，預(yù)定形的過程可以省略。通過提供示例性的實(shí)施方案來特定地解釋了本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠在不背離本發(fā)明的范圍和精神的情況下改變或修改這些實(shí)施方案。盡管已經(jīng)參照具體的示例性實(shí)施方案對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)由這些實(shí)施方案限制，而僅受所附的權(quán)利要求限制。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的聚氨酯彈性絲在低溫下表現(xiàn)出優(yōu)異的熱定形性能。因此，包含本發(fā)明所制備的彈性絲的織物在溫度較低的熱定形過程中不發(fā)生巻邊，這使得可用于多個(gè)領(lǐng)域中的所得針織物具有優(yōu)異的織物手感值。權(quán)利要求1.一種制備具有優(yōu)異的熱定形性能的聚氨酯彈性絲的方法，該方法包括以下步驟(a)使多元醇與過量的二異氰酸酯反應(yīng)以制備預(yù)聚物，(b)將該預(yù)聚物溶解在有機(jī)溶劑中，以及(c)使所得到的溶液與擴(kuò)鏈劑反應(yīng)以制備聚氨酯彈性絲，其中所述擴(kuò)鏈劑中含有的1，3-二氨基丙烷的量占該擴(kuò)鏈劑總量的40摩爾％或更多。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備聚氨酯彈性絲的方法，其中所述擴(kuò)鏈劑還包括選自乙二胺、1,2-二氨基丙烷、1，4-二氨基丁垸、2,3-丁二胺、1,5-戊二胺、1,6-己二胺和.1,4-環(huán)己烷二胺中的至少一種物質(zhì)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備聚氨酯彈性絲的方法，其中所述預(yù)聚物中含有占該預(yù)聚物總量的1.56重量％至4.29重量％的異氰酸酯。4.一種彈性織物，其含有通過權(quán)利要求1所述的方法制得的聚氨酯彈性絲。全文摘要本發(fā)明涉及用于制備聚氨酯的方法以及由該聚氨酯制得的聚氨酯彈性絲，其中擴(kuò)鏈劑中含有的1，3-二氨基丙烷的量占該擴(kuò)鏈劑總量的40摩爾％或更多，并且所述擴(kuò)鏈劑還包括選自乙二胺、1，2-二氨基丙烷、1，4-二氨基丁烷、2，3-丁二胺、1，5-戊二胺、1，6-己二胺和1，4-環(huán)己烷二胺中的至少一種物質(zhì)。該聚氨酯彈性絲在低溫下表現(xiàn)出優(yōu)異的熱定形性能，并且使用該聚氨酯彈性絲制造的織物可以在低溫下進(jìn)行熱定形，以防止卷邊并改善針織物的織物手感值。文檔編號D01F6/70GK101495683SQ200780027709公開日2009年7月29日申請日期2007年7月31日優(yōu)先權(quán)日2006年7月31日發(fā)明者姜淵秀,徐升淵,晉中成申請人:株式會(huì)社曉星