[发明专利]制备改性聚氨酯纤维聚合物的方法

说明书

本发明涉及到制备用于聚氨酯脲基弹性丝的聚合物的方法。更具体的，本发明涉及到制备用于具有不寻常伸长恢复率和热定型效率的弹力丝的聚合物的方法。本发明的弹力纤维特别适合用于妇女的内衣、游泳衣和健美服。

美国专利No.5,000,899(具有共聚物软段的弹力纤维)公开了一种通过反应p，p’-亚甲基二苯基二异氰酸酯与羟基封闭的四氢呋喃和3-甲基四氢呋喃的共聚物，同时采用乙二胺和2-甲基-1，5-戊二胺作为扩链剂形成了一种聚合物。通常，2-甲基己二胺在二胺混合物中的量是在20到50mol％的范围内。

美国专利No.4,973,647(从聚醚基弹力纤维来的纤维)是以采用乙二胺和2-甲基-1，5-戊二胺的混合物作扩链剂为特征。通常，2-甲基-1，5-戊二胺在二胺混合物中的量是在28到32mol％的范围内。

美国专利No.5,362,432(干纺弹力纤维的方法)也以采用乙二胺和1，2-二氨基丙烷的混合物作扩链剂为特征。通常，1，2-二氨基丙烷在二胺混合物中的量是被限制在8到17mol％的范围内。

在热定型效率方面，美国专利No.5,000,899、4,973,647和5,362,432的纤维被证明是优良的，但它们有一些缺点，在于用于热定型处理的高的热量是降低弹力纤维本身一些性能(即伸长率和弹性恢复率)，因而缩短它们的耐磨寿命的原因。由于2-甲基-1，5-戊二胺(如在美国专利No.5,000,899或4,973,647中介绍的)和1，2-二氨基丙烷(如在美国专利No.5,362,432中介绍的作为合成线型链聚氨酯聚合物的扩链剂)具有体积大的部分，在聚氨酯聚合物中的结构被削弱。因此，在热定型处理时，容易出现的热应力可提高热定型效率。但是，在聚合物内部的不规则结构造成弹性恢复率的降低。

三胺的采用在日本专利申请公开No.4-100919(制备可溶于有机溶剂的聚氨酯基弹性丝的方法)中被公开了。其中的例子介绍了制备可溶于有机溶剂的聚氨酯基弹性丝的一种方法，在这里为制备可溶于有机溶剂聚合物的聚合反应是仅用乙二胺作扩链剂来进行的。然后，在纺丝操作前采用三胺、四胺和五胺，接着纺丝并热处理。一般，在聚合物中三胺的量是基于聚合物的0.18wt％。

在前述专利申请中采用三胺的目的是为了制备不溶于有机溶剂的弹力纤维。基于所说方法的弹性丝不适合用于要求热定型处理的纤维中，因为它的热定型效率低。

为了克服这些已知方法中的缺点，本发明的目标是提供一种制备适于制备弹力纤维的聚合物和丝的制备方法。其中的丝具有即使在热定型处理后仍被保持的优良的热定型效率和提高了的物理性能。

本发明涉及到生产适合于制备具有不寻常的弹性恢复率和热定型效率的弹力丝的聚合物的方法，其中该方法包括：在均化器中搅拌二元醇和二异氰酸酯的混合物，其中二异氰酸酯与二元醇的摩尔比为1.5到1.64，并反应所说的混合物以得到含有小于4mol％未反应的二异氰酸酯的第一种聚合物，然后，用含有乙二胺、1，2-二氨基丙烷和二亚乙基三胺的扩链剂混合物反应所说的聚合物。该聚合物可被干纺以生产弹性聚氨酯脲基弹力丝。

根据本发明，1，2-二氨基丙烷被用作扩链剂，它是与在美国专利号5,362,432中介绍的同样的采用。然而，在本发明中二氨基丙烷的量是大约19到大约25mol％，这高于所说的美国专利No.5,362,432(8到17mol％)所需的量，这样与通过常规方法得到的相比，提高了热定型效率。同时，提高了在初期阶段和热定型处理后的弹性恢复率，因为采用二亚乙基三胺在线型链聚合物中形成三级结构可阻止与采用1，2-二氨基丙烷有关的在聚氨酯聚合物中结构的削弱。已经知道这种削弱是常规方法的一个缺点。

在本发明采用为一种三胺的二亚乙基三胺的目标是为了防止由于采用1，2-二氨基丙烷造成的聚合物内部结构的削弱。二亚乙基三胺的适当的量为基于聚合物的大约0.01到大约0.06wt％。

制备根据本发明的聚合物的方法包含下面顺序的步骤：

在第一个操作步骤中，二异氰酸酯与二元醇反应得到一种同时形成氨基甲酸酯基团的封闭二元醇。通常，作为活性组份，采用为多羟基聚合物的聚四亚甲基醚二醇(数均分子量：1700-2000)，并采用p，p’-亚甲基二苯基二并氰酸酯为有机二异氰酸酯。二异氰酸酯与二元醇的适当的摩尔比为1.5到1.64。