[发明专利]一种高伸低模聚氨酯弹性纤维的制备方法

说明书

本发明是一种高伸低模聚氨酯弹性纤维的制备方法，该制备方法包括以下步骤：将聚四亚甲基醚二醇、聚酯二元醇、分子筛混合，组成二元醇混合物；在第一反应器中，同时加入4,4’‑二苯基甲烷二异氰酸酯与二元醇混合物，置于70‑80℃温度条件下，反应得到异氰酸酯封端预聚物，在高速溶解机中，采用N,N‑二甲基乙酰胺作为溶剂，对异氰酸酯封端预聚物进行充分溶解，得到异氰酸酯封端预聚物N,N‑二甲基乙酰胺溶液；在第二反应器中，采用混合胺N,N‑二甲基乙酰胺溶液，对异氰酸酯封端预聚物N,N‑二甲基乙酰胺溶液进行扩链，得到聚氨基甲酸酯‑聚脲溶液；在聚氨基甲酸酯‑聚脲溶液中加入助剂，将纺丝原液通过干法纺丝系统喷丝拉伸得到一种高伸低模聚氨酯弹性纤维。

技术领域

本发明属于干法聚氨酯弹性纤维的制备方法，特别涉及一种高伸低模聚氨酯弹性纤维的制备方法。

背景技术

近年来，我国聚氨酯弹性纤维行业步入了快速发展期，伴随先进产能淘汰落后产能的产能扩张、优质企业引领竞争的格局转变，聚氨酯弹性纤维产量大幅提升，行业集中度不断提高。然而，产能的猛增带来了阶段性、结构性产能过剩，导致聚氨酯弹性纤维价格大幅下跌，下游客户需求也越来越苛刻。特别地，部分客户为了降低成本，对聚氨酯弹性纤维提出高伸低模需求。所谓高伸低模，指聚氨酯弹性纤维具有较高的断裂伸长率，可以在更高牵伸倍数下织造，从而在相同丝饼重量下，所获米长更多，用料更省；但对应模量随着牵伸倍数增大而提升，导致织物应力较大、穿着时有紧绷感，故需降低模量，使其在较高牵伸下模量适宜，保证穿着舒适度。

聚氨酯弹性纤维采用聚四亚甲基醚二醇作为软段，由于其规整性好，软、硬链段微观相分离程度较高，能赋予聚氨酯弹性纤维低伸高模属性。聚酯二元醇，与聚四亚甲基醚二醇同属聚氨酯软段，具有价格低廉、种类繁多、分子量易于控制等特点。由于其规整性较差，导致软、硬链段微观相分离程度减弱，引起拉伸强度、断裂强度增加，回弹性下降，此类特性有助于实现聚氨酯弹性纤维在高倍牵伸下的织造。

专利201811172376.5采用脂环族聚酯二元醇，提高聚氨酯弹性纤维的放置稳定性，有效解决了环境温湿度变化对产品性能的影响。专利201210448865.5采用少量脂肪族聚酯二元醇，降低聚氨酯弹性纤维定型温度，从而保证与其它耐热较差的纤维定型时，不破坏其它纤维的组织结构。专利201510170468.X采用芳香族聚酯二元醇，增强聚氨酯弹性纤维结晶性，从而提高产品的强度与韧性。可见，聚酯二元醇的引入，可在一定程度上改善聚氨酯弹性纤维的品质，赋予纤维差异化特性；但未见制备高伸低模产品的相关报道。

采用大宗聚酯二元醇，在较大添加量下实现聚氨酯弹性纤维的规模生产，既可显著降低成本，又可赋予高伸低模特性，具有广阔市场前景。然而，聚酯二元醇通过缩聚制备，产物水分难以除净，易与二异氰酸酯反应生成凝胶，堵塞喷丝板；同时，模量下降会导致甬道中纤维张力不足，在甬道强风量条件下引起并丝、挂丝。此外，聚酯二元醇含酯基，水解之后分解成酸和醇，酸起到催化作用进一步促进水解，导致聚酯二元醇被分解为小分子，引起聚氨酯弹性纤维耐碱性不足。再者，聚酯二元醇黏连性强，会对丝饼的退绕性产生不利影响。以上问题都需要在聚氨酯弹性纤维的开发过程中加以克服。

综上，在聚氨酯弹性纤维生产过程中，采用大宗聚酯二元醇高比例取代聚醚二元醇，既可大幅降低生产成本，又有助于实现纤维在高倍牵伸下的织造、提高相应领域的市场占有率。然而，如何克服聚酯二元醇对可纺性能、退绕性能、耐水解性的不利影响，使聚氨酯弹性纤维满足生产、织造、染整的需求，还需进一步加以研究开发。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种高伸低模聚氨酯弹性纤维的制备方法，采用大宗聚酯二元醇高比例取代聚醚二元醇，既可大幅降低生产成本，又有助于实现纤维在高倍牵伸下的织造。但需克服聚酯二元醇对聚氨酯弹性纤维可纺性能、退绕性能、耐水解性的不利影响，使其满足生产、织造、染整的需求。

技术方案：本发明涉及一种高伸低模聚氨酯弹性纤维的制备方法，该制备方法包括以下步骤：