[发明专利]一种活性染料易染氨纶的制备方法

说明书

技术领域

本发明是一种活性染料易染氨纶的制备方法，属于聚氨酯弹性纤维材料制造的技术领域。

背景技术

聚氨酯弹性纤维俗称氨纶，是主链上含有重复氨基甲酸酯基(-NH-C(＝O)-O-)链段的嵌段共聚物。它具有优良的回弹性能及尺寸稳定性，与非弹性纤维混纺得到织物布料，可以大大改善织物穿着舒适性能。但是，在氨纶的生产和应用过程中仍存在一些问题，可能会影响氨纶进一步的应用。从氨纶产品品种来看，棉/氨纶交织针织物、粘胶/氨纶织物等产品占较大一部分应用，其染色效果不理想的情况较为突出。由于氨纶与纤维素纤维的复合纺织品一般要求在100℃下使用活性染料进行染色，而氨纶分子中缺少与活性染料反应的基团，活性染料很难与它形成共价键，加上活性染料的反应性低，所以上染率很低，造成布面染色不均一的现象。同时，氨纶纤维在加碱固色时上染的部分染料重新脱落，而且氨纶纤维还会在碱性环境下受损。

因此，随着人们对含氨纶产品的加工质量提出越来越高的要求，克服氨纶的染色缺点成为当务之急。例如：专利CN103696038B《一种易染氨纶纤维及其制备方法》中使用特殊表面处理的白炭黑来提高氨纶的染色性能，解决了氨纶不易上色的难题，提高了氨纶纤维的平滑性、退绕性、上油均一性；专利CN101096779《一种聚醚型易染氨纶丝的制备方法》中公开了一种采用特殊扩链剂制备聚醚型易染氨纶。

本发明研究的活性染料易染氨纶是采用化学改性的方法对氨纶纤维进行季铵基改性，以提高氨纶纤维对活性染料的反应性，氨纶纤维的上染率和固色率得到明显的提升。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于提供一种活性染料易染氨纶的制备方法，采用特殊的改性助剂，通过将其溶解在DMAC溶剂中，然后将上述溶液均匀分散在聚氨酯脲溶液中，对聚合物链段中氨基甲酸酯和脲基上的仲胺基进行叔胺化改性；且在纺丝过程的高温作用下，过量的改性助剂会与聚合物链段中氨基甲酸酯和脲基上的叔胺基反应生成季铵基，最后得到具有活性染料易染功能的氨纶。改性生成的季铵基对染料阴离子的吸附性大为增强，因此处理过后的氨纶纤维对活性染料有很高的反应性，上染率和固色率得到明显的提升。

技术方案：本发明的活性染料易染氨纶的制备方法包括如下几个步骤：

1)将改性助剂加入到N,N-二甲基乙酰胺DMAC中，充分搅拌1小时，使其在溶剂中均匀分散，形成稳定的改性助剂/DMAC溶液，待用；

2)在预聚罐中，依次加入DMAC和聚四亚甲基醚二醇PTMG，然后按照设定的NCO/OH比例，加入4,4-二苯甲烷二异氰酸酯4,4-MDI，充分进行预聚反应；

3)将步骤2)预聚产物移送至扩链罐中，搅拌均匀，低温下，控制滴加含有二胺类扩链剂、单胺类终止剂的混合胺DMAC溶液进行链增长、链终止，最终得到聚氨酯脲溶液；

4)向步骤3)制得的聚氨酯脲溶液中加入步骤1)制得的改性助剂/DMAC溶液，对聚合物链段中氨基甲酸酯和脲基上的仲胺基进行叔胺化改性，反应后生成初始原液移送至原液储罐；

5)向步骤4)制成的初始原液中添加抗氧化剂、润滑剂、消光剂和紫外吸收剂，搅拌分散，制成聚氨酯脲原液；

6)通过干法纺丝系统，对聚氨酯脲原液进行喷丝拉伸、高温干燥、油剂上油、卷绕成型，并在甬道过程中伴随着聚合物链段中氨基甲酸酯和脲基上的叔胺基与过量的改性助剂反应生成季铵基，最后得到具有活性染料易染功能的氨纶。

其中：

所述的改性助剂为溴代十六烷、氯代十八烷、丁基氯、2-氯-4-溴戊烷或顺-1-甲基-2-溴环己烷中的一种或几种的混合物。

所述的改性助剂在DMAC中的质量分数为30％～35％，溶解温度为40℃～60℃。

所述的改性助剂与4,4-MDI的摩尔比为(2.05～2.1):1。

所述的改性助剂与聚氨酯大分子链中氨基甲酸酯和脲基上的仲胺基发生如下反应，形成叔胺基：

反应式①：

反应式②：

所述的聚合物链段中氨基甲酸酯和脲基上的仲胺基进行叔胺化改性的反应时间为0.5～1hr。

所述的在甬道过程中聚合物链段中氨基甲酸酯和脲基上的叔胺基与过量的改性助剂发生如下反应，生成季铵基：

反应式③：

反应式④：