[发明专利]用于高速纺丝的斯潘德克斯弹力纤维组合物

说明书

本申请是申请号为200680015888.X母案的分案申请。该母案的申请日为2006年5月8日；发明名称为“用于高速纺丝的斯潘德克斯弹力纤维组合物”。

技术领域

本发明涉及新型斯潘德克斯弹力纤维(spandex)组合物，其包含含有通过使四氢呋喃与环氧乙烷共聚生成的构成单元的聚(四亚甲基-共聚(co)-亚乙基醚)二醇，其中源自环氧乙烷的单元部分在聚(四亚甲基-共聚-亚乙基醚)二醇中以大约16至大约70摩尔％存在，且其中斯潘德克斯弹力纤维丝以通常高于750米/分钟的高速纺成。

背景技术

聚(四亚甲基醚)二醇，也称作聚四氢呋喃或四氢呋喃(THF，氧杂环戊烷)的均聚物，因其在聚氨酯脲的软链段中的应用而是公知的。聚(四亚甲基醚)二醇赋予聚氨酯脲弹性体和纤维优异的动态性能。它们具有非常低的玻璃化转变温度，但具有高于室温的晶体熔融温度。因此，它们在环境温度下是蜡质固体，并需要保持在升高温度下以防止凝固。

与环醚的共聚已经用于降低聚四亚甲基醚链的结晶度。这降低了共聚醚二醇的聚合物熔融温度并同时改进了含有这种共聚物作为软链段的聚氨酯脲的某些动态性能。用于此目的的共聚单体包括环氧乙烷，其可以根据共聚单体含量将共聚物熔融温度降至低于环境温度。聚(四亚甲基-共聚-亚乙基醚)二醇的使用也可以改进聚氨酯脲的某些动态性能，例如致断伸长(elongation at break)和低温性能，这对某些最终用途而言是合意的。

聚(四亚甲基-共聚-亚乙基醚)二醇是本领域中已知的。在美国专利Nos.4,139,567和4,153,786中描述了它们的制备。这类共聚物可以通过任何已知的环醚聚合方法制备，例如P.Dreyfuss著的“Polytetrahydrofuran”(Gordon&Breach，N.Y.1982)中所述的那些。这类聚合方法包括用强质子或路易斯酸、杂多酸和全氟磺酸或酸性树脂的催化。在一些情况下，使用如美国专利No.4,163,115中所述的聚合促进剂，例如羧酸酐可能是有利的。在这些情况下，主要聚合物产物是二酯，其需要在随后的步骤中水解以获得所需聚合二醇。

聚(四亚甲基-共聚-亚乙基醚)二醇在某些特定物理性质上提供了优于聚(四亚甲基醚)二醇的优点。在高于20摩尔％的亚乙基醚含量下，聚(四亚甲基-共聚-亚乙基醚)二醇在室温下是适度粘性的液体并在高于聚(四亚甲基醚)二醇的熔点的温度下具有比相同分子量的聚(四亚甲基醚)二醇更低的粘度。由聚(四亚甲基-共聚-亚乙基醚)二醇制成的聚氨酯或聚氨酯脲的某些物理性质胜过由聚(四亚甲基醚)二醇制成的那些聚氨酯或聚氨酯脲的性质。

基于聚(四亚甲基-共聚-亚乙基醚)二醇的斯潘德克斯弹力纤维也是本领域中已知的。例如，授予Pechhold等人的美国专利No.4,224,432公开了使用具有低环醚含量的聚(四亚甲基-共聚-亚乙基醚)二醇来制备斯潘德克斯弹力纤维和其它聚氨酯脲。Pechhold指出高于30％的亚乙基醚含量是优选的。Pechhold没有指出辅助增量剂(coextender)的使用，尽管其公开了可以使用胺的混合物。

授予Aoshima等人的美国专利No.4,658,065公开了使用杂多酸催化剂经由THF和多元醇的反应制备数种THF共聚醚。Aoshima还公开了在聚合过程中可以与THF一起包含可共聚的环醚，例如环氧乙烷。Aoshima公开了可以使用共聚醚二醇制备斯潘德克斯弹力纤维，但不含由聚(四亚甲基-共聚-亚乙基醚)二醇制成的斯潘德克斯弹力纤维的例子。

授予Axelrood等人的美国专利No.3,425,999公开了由聚(四亚甲基-共聚-亚乙基醚)二醇制备聚醚型聚氨酯脲以用于耐油性和良好的低温性能。聚(四亚甲基-共聚-亚乙基醚)二醇具有20至60重量％(相当于29至71摩尔％)的亚乙基醚含量。Axelrood没有公开在斯潘德克斯弹力纤维中使用这些聚氨酯脲。Axelrood公开了“本发明中最有用的增链剂是选自伯和仲二胺及其混合物的二胺”。Axelrood进一步公开了“优选的二胺是受阻二胺，例如二氯联苯胺和亚甲基双(2-氯苯胺)。”没有公开乙二胺的使用。