[发明专利]具有高均匀性的斯潘德克斯

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及非常均匀的斯潘德克斯(spandex)和制造所述斯潘德克斯的方法。更详细地讲，制备所述斯潘德克斯的聚氨酯脲具有二烷基脲末端和环烷基脲末端二者，其中链终止剂组合物包括诸如二乙胺的二烷基胺和诸如环己胺的环烷基胺。

相关技术描述

美国专利6,503,996号公开了具有高均匀性的斯潘德克斯组合物。该组合物包含得自一元醇链终止剂和单烷基脲链终止剂的烷基氨基甲酸酯末端。由于相对反应速率，该一元醇必须在制备封端的二醇期间加到多元醇和异氰酸酯中，而不是与该单烷基脲链终止剂一起加入。

发明概述

一些方面为具有高均匀性的斯潘德克斯，其特别可用于经编针织或高含量的纬编针织(包括圆筒针织)。本发明包括制品，所述制品包括至少一种斯潘德克斯纤维或纱线，所述斯潘德克斯纤维或纱线包含作为以下各物的反应产物的聚氨酯脲：

(a) 包含以下各物的反应产物的封端的二醇：

   (i) 选自聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇及其组合的多元醇；和

   (ii) 二异氰酸酯；

(b) 至少包含第一二胺和第二二胺的增链剂；和

(c) 包含包括环己胺的单官能胺的链终止剂组合物；

其中所述聚氨酯脲包含摩尔比为约75:25至约85:15的第一二胺和第二二胺；和约10meq/Kg-约30meq/Kg的环己脲末端。

本发明还提供了制造斯潘德克斯的方法，其包括：

(a) 提供选自聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇及其组合的多元醇；

(b) 提供二异氰酸酯；

(c) 使所述多元醇与所述二异氰酸酯接触以形成封端的二醇；

(d) 提供至少包含第一二胺和第二二胺的增链剂；

(e) 提供包含包括环己胺的单官能胺的链终止剂组合物；

(f) 使所述封端的二醇、所述增链剂和所述链终止剂组合物在溶剂中接触以形成在溶液中的聚氨酯脲；和

(g) 将所述在溶液中的聚氨酯脲纺纱以形成所述斯潘德克斯，

其中所述聚氨酯脲包含比率为约75:25至约85:15的第一二胺和第二二胺；和约10meq/Kg-约30meq/Kg的环己脲末端。

发明详述

具有高纤维均匀性的斯潘德克斯已经用一些方面的聚氨酯脲组合物制备。所述聚氨酯脲组合物包含：包括诸如二胺增链剂的两种或更多种增链剂的共混物或混合物的增链剂组合物和包括环己胺的链终止剂组合物。

本文使用的术语“溶液纺纱”包括自溶液制备纤维，其可为湿纺或干纺方法，这两者都是纤维生产的常见技术。

已经用脂族伯胺链终止的聚氨酯脲具有单烷基脲末端，例如作为链终止剂的环己胺将提供环己脲末端。用(仲)二烷基胺链终止给出二烷基脲末端。聚氨酯脲中的胺末端来源于未完全反应的二胺增链剂。一些方面的斯潘德克斯可具有约10meq/Kg-约60meq/Kg、包括约10meq/Kg-约40meq/Kg、诸如约22meq/Kg-约26meq/Kg的二乙基脲末端；约10meq/Kg-约30meq/Kg、诸如约16meq/Kg-约20meq/Kg的环己脲末端；和约12meq/Kg-约24meq/Kg、诸如约16meq/Kg-约20meq/Kg的伯胺末端。(所有meq/Kg测量值都基于聚合物固体)。

可用于制备纤维或长链合成聚合物的聚氨酯脲组合物包含至少85重量%的嵌段聚氨酯且也称作斯潘德克斯。通常，这些包括聚合型二醇，该聚合型二醇与二异氰酸酯反应以形成NCO终止的预聚物(“封端的二醇”)，随后将其溶解于诸如二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮的合适溶剂中且其次与双官能增链剂反应。当增链剂为二醇时，在第二步骤中形成聚氨酯(且可在没有溶剂的情况下制备)。当增链剂为二胺时，形成聚氨酯脲(聚氨酯的子类)。在制备可纺成斯潘德克斯的聚氨酯脲聚合物的过程中，二醇通过羟基端基与二异氰酸酯和一种或多种二胺的接续反应而增链。在所有情况下，二醇必须经历增链以提供具有包括粘度的必要性质的聚合物。如果需要，则可使用二月桂酸二丁锡、辛酸亚锡、无机酸、叔胺(诸如三乙胺、N,N'-二甲基哌嗪等)及其他已知催化剂来帮助封端步骤。

合适的多元醇或聚合型二醇组分包括数均分子量为约600-约3,500、包括约1600-约2200和约1800的聚醚二醇、聚碳酸酯二醇和聚酯二醇。可包括两种或更多种聚合型二醇的混合物或共聚物。