[发明专利]一种添加碳纳米管的黑色聚氨酯脲弹性纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种添加碳纳米管的黑色聚氨酯脲弹性纤维，其特征在于使用碳纳米管作为氨纶的黑色填料，碳纳米管表面经羧酸化、氨基化处理，能均匀地分散在氨纶中，并与聚合物分子形成有效的化学结合作用；碳纳米管的添加量为聚氨酯脲弹性纤维质量的0.01-1%。

2.按照权利要求1所述的添加碳纳米管的黑色聚氨酯脲弹性纤维，其特征在于所述的碳纳米管为直径10～50纳米、长度为1～10微米的单壁或多壁碳纳米管。

3.一种如权利要求1所述的添加碳纳米管的黑色聚氨酯脲弹性纤维的制备方法，其特征在于该制备方法包括以下几个步骤：

1）将原始碳纳米管经表面羧基化后加入到有机溶剂中超声分散；再加入缩合剂、缩合活化剂以及二元胺类物质，得到表面氨基化的碳纳米管；将氨基化的碳纳米管研磨、超声分散到有机溶剂中，得到碳纳米管分散液；

2）将聚四亚甲基醚二醇、二异氰酸酯溶解于有机溶剂进行预聚合反应，得到异氰酸酯基封端的预聚物；将该预聚物溶解、稀释、冷却，再依次滴入碳纳米管分散液、扩链剂、封端剂进行扩链反应；待反应完成后，加入抗氧化剂、光稳定剂、润滑剂，得到聚氨酯脲纺丝原液；纺丝原液经熟化、过滤、脱泡后，以干法纺丝技术得到纤度为20旦的黑色氨酯脲弹性纤维。

4.按照权利要求3所述的添加碳纳米管的黑色聚氨酯脲弹性纤维的制备方法，其特征在于所述的缩合剂为N,N'-二环己基碳二亚胺、二异丙基碳二亚胺、1-（3-二甲胺基丙基）-3-乙基碳二亚胺的一种或多种组合；碳纳米管与缩合剂用量的质量比例为1/0.1～1/10。

5.按照权利要求3所述的添加碳纳米管的黑色聚氨酯脲弹性纤维的制备方法，其特征在于所述的的缩合活化剂为1-羟基苯并三唑、1-羟基-7-偶氮苯并三氮唑、N-羟基琥珀酰亚胺、4-二甲氨基吡啶的一种或多种组合，缩合剂与缩合活化剂用量的质量比例为1/0.01～1/1。

6.按照权利要求3所述的添加碳纳米管的黑色聚氨酯脲弹性纤维的制备方法，其特征在于所述的二元胺类物质选用乙二胺、1，2-丙二胺、1，3-丙二胺、1，2-丁二胺、1，3-丁二胺、1，5-戊二胺、1，6-己二胺、对苯二胺、间苯二胺、邻苯二胺、N，N'-二甲基-1，3-丙二胺、N，N'-二乙基-1，3-丙二胺、N，N'-二异丙基-1，3-丙二胺、N，N'-二甲基-1，4-丁二胺的一种或多种组合，碳纳米管与二元胺类物质的质量比为1/0.1～1/10。

7.按照权利要求3所述的添加碳纳米管的黑色聚氨酯脲弹性纤维的制备方法，其特征在于，所述的研磨氨基化碳纳米管的时间控制在2～4小时之间；制备的碳纳米管分散液中，碳纳米管与有机溶剂的比例为1g/10ml～1g/100ml。

8.按照权利要求3所述的添加碳纳米管的黑色聚氨酯脲弹性纤维的制备方法，其特征在于，聚四亚甲基醚二醇的分子量为1000～3000；选用的二异氰酸酯为4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯的一种或多种组合；二异氰酸酯与聚四亚甲基醚二醇摩尔量的比例为1.50～2.50。

9.按照权利要求3所述的添加碳纳米管的黑色聚氨酯脲弹性纤维的制备方法，其特征在于所述的扩链剂为乙二胺、1，2-丙二胺、1，3-丙二胺、1，2-丁二胺、1，3-丁二胺、1，5-戊二胺、二乙烯三胺中的一种或多种组合。

10.按照权利要求3所述的添加碳纳米管的黑色聚氨酯脲弹性纤维的制备方法，其特征在于，扩链反应过程中碳纳米管分散液优先滴加入至预聚物中，待混合均匀后，再依次添加扩链所需的混合胺与封端剂；扩链反应所需的温度在5-25℃之间，反应时间控制在3小时以内。