[发明专利]用封端二异氰酸酯制备的弹性纤维

说明书

发明领域

本发明涉及结合了高度抗环境褪色和高热定型效率的弹性纤维，特别是涉及基于特定的本体二异氰酸酯的这种弹性纤维。

背景技术

弹性纤维在特定的环境条件下易于褪色，例如在大气如二氧化氮的存在下。提高对在这些情况下的环境的抵抗性(“白度保持”)是所期望的属性。

在经编针织物的编织和女用针织品的生产过程中，通常将弹性纤维纱线和其它纱线编织成织物。在编织后，通常对织物进行热定型，目的是消除皱纹并且稳定织物的尺寸。希望提高热定型效率来节省能量，提高生产能力并允许含有纤维如棉花的织物中的弹性纤维的定型，上述纤维不能经受高温，如果有低的热定型效率，则该高温是必要的。

具有良好的环境抵抗性和良好的热定型效率的弹性纤维是所想要的，尤其是如果对弹性纤维的力学性能没有不利的影响。

英国专利1,102,819公开了p，p’-异丙叉基二苯基二异氰酸酯的单独使用，或与最大量不超过10mol％的其它二异氰酸酯混合使用，通过将其和聚四亚甲基醚二元醇反应制备弹性纤维，用二胺对所得的封端二元醇进行扩链，对所得聚合物进行纺丝。然而，按英国专利中公开的水平(≥90mol％)来使用p，p’-异丙叉基二苯基二异氰酸酯会导致有缺陷的物理性能的弹性纤维。

一般来讲，脲的制备众所周知。在美国专利2,929,804中描述了特定的两步法工艺，实施例五，用聚四氢呋喃作为二元醇，以及4-甲基-间亚苯基二异氰酸酯和p，p’-亚甲基二苯基异氰酸酯，二者均为未封端二异氰酸酯。

利用1，4-二(4-异氰酸根-α，α-二甲基苄基)苯来制备弹性纤维不为人所知。

发明概要

本发明的弹性纤维含有聚氨酯脲，基于：

从聚四亚甲基醚二醇和聚(四亚甲基-共-3-甲基四亚甲基醚)二醇中选取的聚醚二醇；

1，1-亚甲基二(4-异氰酸根苯)；

第二种二异氰酸酯；和

二胺扩链剂；

其中，第二种二异氰酸酯选自2，2-二(4-异氰酸根苯基)丙烷和1，4-二(4-异氰酸根-α，α-二甲基苄基)苯，用量范围是总二异氰酸酯的约5～50mol％，并且其中的扩链剂至少含有占总扩链剂80mol％的乙二胺。发明详述

此处所用的弹性纤维有它的普遍含义，即，含有至少85重量％的链段化聚氨酯的长链合成弹性体的细丝。用于制备弹性纤维的聚氨酯脲通常通过如下制备：将二官能度聚合物如聚醚二元醇和二异氰酸酯反应(“封端”)来形成预聚物(“封端二元醇”)，然后将封端二元醇和二胺(“扩链剂”)反应形成聚氨酯脲，然后将聚氨酯脲用来干纺或湿纺以制备弹性纤维。

有用的聚醚二醇包括聚(四亚甲基醚二醇)和聚(四亚甲基-共-3-甲基四亚甲基醚)二醇。有用的二异氰酸酯包括1，1-亚甲基二(4-异氰酸根苯)(“MDI”)，扩链剂可以是乙二胺或它与2-甲基-1，5-戊二胺，1，4-二胺基环己烷，或1，3-二胺基戊烷的混合物。可以加入单官能度胺(“链终止剂”)如二乙胺来控制聚合物的分子量。

现在惊奇地发现，当将低至适度水平的某种特定的空间位阻芳香族二异氰酸酯和MDI共同使用时，提高了弹性纤维的白度保持、定型百分数、热定型效率而不会破坏性地影响力学性能如延伸率、载荷力、或卸载力。使用高水平的这些二异氰酸酯可能对这些力学性能有破坏作用，因此，在二异氰酸酯的混合物中这类二异氰酸酯的用量是有限的。

被用来制备本发明中的弹性纤维的具有创造性的二异氰酸酯是2，2-二(4-异氰酸根苯基)丙烷(“双酚A二异氰酸酯”或“双A”)，分子式I，和1，4-二(4-异氰酸根-α，α-二甲基苄基)苯(“双酚P二异氰酸酯”或“双P”)，分子式II。

分子式I或分子式II的二异氰酸酯的存在量是二异氰酸酯混合物的约5～50mol％，剩余部分是1，1-亚甲基双(4-异氰酸根苯)。优选分子式I或II中之一的二异氰酸酯的存在量是大约15～35(最高为45)mol％，更优选大约20～30mol％。在用分子式I和II表示的二异氰酸酯中，优选分子式I。

在本发明的弹性纤维中，聚醚二元醇可以是聚(四亚甲基醚)二醇或聚(四亚甲基-共-3-甲基四亚甲基醚)二醇。当二元醇是共聚醚时，3-甲基四亚甲基醚部分的存在量可以是大约4～20mol％。

适用的扩链剂包括二乙胺及二乙胺和少量至多约20mol％的2-甲基-1，5-二胺基戊烷、1，3-二胺基戊烷和/或1，4-二胺基环己烷的混合物，因此乙二胺可用到至少80mol％。

全文将用到特定的缩写，如下：

P04G是指聚(四亚甲基醚)二醇，