[发明专利]一种超分散剂及无染聚氨酯弹性纤维的制备方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种氨纶纺丝工艺，特别涉及一种超分散剂及无染聚氨酯弹性纤维的制备方法。

背景技术

氨纶是合成纤维的重要品种之一，具有伸长率大、弹性回复率高等优点，干法纺氨纶有着其它纤维无法比拟的弹性，少量添加便可显著改造织物的弹性，因而被比喻为纺织品中“味精”。虽然氨纶具有很多优异的性能，但在染色性能方面，氨纶的上染率和色牢度等指标不太理想，和其它纤维混纺染整后会出现色差等现象，尤其是深色调的混纺织物。为了提高氨纶的染色效果，往往会运用极端的染色条件，从而可能造成氨纶丝出现熔断等异常现象，进而影响织物的弹性和使用纶。

随着涤纶等大宗合成纤维有色品种的大量投产，无染（有色）氨纶的产能也将被带动提升，并成为氨纶差别化新品种的重要组成之一。无染氨纶能够简化染色过程和降低生产成本，可消除在普通氨纶后道染色过程中产生的疵点和染色不均等现象，染色效果和经济效益均优于后纺印染加工，并且在纤维生产阶段无染色废水产生，实现了节能减排，具有环保意义。

国内无染（有色）氨纶现有技术仍仅限于黑色品种，为了使炭黑或颜料均匀稳定的分散在纺丝原液中并与原液有很好的结合，目前主要有两个技术路线：1，最简单最直接的工艺是将色浆直接添加到原液中搅拌均匀后通过干法纺丝制备出黑色聚氨酯弹性纤维中国专利CN201010525066.4公开使用炭黑来制备黑色聚氨酯弹性纤维，将炭黑的二甲基乙酰胺溶液添加到聚氨酯纺丝原液中，然后通过干法纺丝制备出黑色聚氨酯弹性纤维，但由于纳米炭黑分子间强大的范德华力作用，加入的纳米炭黑在纺丝原液中易团聚，造成后期原液可纺性下降，同时炭黑粒子仅是通过物理作用与纤维发生作用，进而对纤维力学性能也造成一定的负面影响；即使利用一些分散剂（分别为烷基铵盐类分散剂和阳离子分散剂）来提高炭黑的分散性，但改进效果并不明显。

中国专利CN201210447405.0公开一种原位聚合制备黑色聚氨酯弹性纤维的方法，将纳米炭黑分散液均匀分散在低聚物多元醇中利用炭黑粒子表面的活性羟基在预聚物制备过程中与异氰酸基反应，使得炭黑粒子与聚氨酯大分子链间制成稳定的化学键，同时起到交联点的作用，进而使聚氨酯弹性纤维具有更持久的黑色效果，更高的色牢度，同时力学性能也得到改善。但炭黑参与氨纶聚合反应可能产生很多副反应，对分子结构造成影响，从而改变氨纶丝的适用性。另外，几乎整个生产流程的设备将被着色剂沾染，对于产能较大的生产线是不适合的，不同色泽产品间的切换周期会很长。

发明内容

 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理，使用方便，对各种颜料颗粒均具有高效分散效果的超分散剂。

本发明所要解决的另一技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理，使用方便的制备超分散剂的方法。

本发明所要解决的又一技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理，使用方便，着色均匀的无染聚氨酯弹性纤维的制备方法。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本发明是一种超分散剂，其特点是，所述超分散剂的分子式为

式中：R1 为二异氰酸酯的残基，R2为二元醇胺的残基，R3为甲基或叔丁基，其中，n=2-8，上述合成的溶剂化段HO(-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-O-)_m1H、HO(-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-O-)_m2H的分子量分别为1500-3500，其中，n、m1、m2均为正整数。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，在以上所述的超分散剂中：所述的二异氰酸酯的残基选自4,4-MDI、2,4-MDI、MDI-50中一种或者其中两者的混合物。 

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，在以上所述的超分散剂中：所述二元醇胺的残基选自N-R₃基二甲醇胺、N-R₃基二乙醇胺或者N-R₃基二丙醇胺。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本发明是一种制备上述超分散剂的方法，其特点是，其步骤为，在5-10℃的条件下，利用二异氰酸酯化合物和二元醇胺反应合成两端为异氰酸酯基的聚氨酯预聚体, 聚氨酯预聚体的分子式为：