一種原位聚合制備抗紫外光老化氨綸的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種原位聚合制備抗紫外光老化氨綸的方法，屬于聚氨酯彈性纖維材料制造的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]聚氨酯彈性纖維俗稱氨綸，是主鏈上含有重復(fù)氨基甲酸酯基(-NH-C(=0)-0-)鏈鍛的嵌鍛共聚物。它具有類似橡膠的高彈性、高伸長(zhǎng)率等優(yōu)異的特性，與非彈性纖維混紡得到織物布料，可以大大改善織物穿著舒適性能，使得氨綸纖維應(yīng)用從內(nèi)衣到外衣、從針織到機(jī)織、從運(yùn)動(dòng)服到時(shí)尚裝、從女士服裝到男士服裝、從普通面料到功能化面料、從服裝產(chǎn)業(yè)到其他產(chǎn)業(yè)，用途得到了全面地提升。
[0003]普通氨綸纖維在穿著、洗滌干曬過(guò)程中，會(huì)受到比較強(qiáng)烈的自然光或紫外光照射(尤其是在氣候比較炎熱的夏季)，從而非常容易引起的氨綸纖維發(fā)生老化黃變，甚至降解、脆化、斷絲，其主要原因聚氨酯中的分子鍵斷裂或鏈交聯(lián)，放出C02和C0，最終導(dǎo)致氨綸纖維的物理機(jī)械性能下降，同時(shí)生成有色機(jī)團(tuán)，引起顏色黃變，衣物變形，從而影響衣物的使用壽命和美觀度。目前，氨綸生產(chǎn)商及研究愛好者采用在聚氨酯原液中添加某些抗紫外吸收劑，來(lái)實(shí)現(xiàn)提高氨綸的抗紫外光老化性能之目的，其采用的是較傳統(tǒng)的工藝方法，如專利CN102899740A、CN103526331A等:即借助輔料調(diào)和系統(tǒng)，將一定量的抗紫外吸收劑與其他功能助劑(如抗氧劑、潤(rùn)滑劑、抗靜電劑、消光劑等)一并投放至含有二甲基乙酰胺的輔料研磨罐中，然后經(jīng)粉碎、研磨，得到功能性氨綸輔料溶液，然后將此輔料溶液按一定計(jì)量添加至在氨綸聚合物原液中，制得抗紫外光老化性能的氨綸。且這些氨綸廠商多采用一些分子量不高的抗紫外吸收劑，如專利CN104630929A提到得到抗紫外劑UV-320等。但是，我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這類抗紫外吸收劑存在以下三個(gè)問(wèn)題:(1)這些抗紫外吸收劑的抗紫外性能不十分優(yōu)異，添加量達(dá)到一定程度時(shí)，方能使氨綸獲得比較優(yōu)異的抗紫外光老化性能，因此容易產(chǎn)生較高的生產(chǎn)成本；(2)由于抗紫外吸收劑在二甲基乙酰胺中的溶解度不高(25°C下，溶解度一般在10g以下)，因此采用傳統(tǒng)方法無(wú)法將抗紫外吸收劑在氨綸中添加量進(jìn)行大幅提高，否則會(huì)因?yàn)榭棺贤馕談┰谳o料調(diào)和過(guò)程無(wú)法完全溶解，繼而造成未溶解的抗紫外吸收劑發(fā)生聚集，堵塞輸送管道和輔料過(guò)濾器，從而引發(fā)生產(chǎn)故障；(3)由于這些抗紫外本身分子量都比較低，在氨綸絲束高溫干燥過(guò)程(在高溫紡絲甬道中)中，容易發(fā)生迀移，即這些抗紫外吸收劑會(huì)隨溶劑一起從聚氨酯聚合物內(nèi)部析出，造成抗紫外成分損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)問(wèn)題:本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種原位聚合制備抗紫外光老化氨綸的方法，采用一些特殊的抗紫外吸收劑，通過(guò)將其溶解在二甲基乙酰胺溶劑中，然后將上述溶液均勻分散在低聚物多元醇中，抗紫外劑分子結(jié)構(gòu)中的活性羥基在預(yù)聚物制備過(guò)程中與異氰酸基反應(yīng)，使得抗紫外劑吸收劑與聚氨酯大分子鏈間形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵;同時(shí)這些抗紫外吸收劑本身分子量較大，在氨綸絲束干燥過(guò)程，不會(huì)由于迀移造成氨綸中的抗紫外成分損失，因此可以使聚氨酯彈性纖維具有更持久的抗紫外光老化性會(huì)K。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明的一種原位聚合制備抗紫外光老化氨綸的方法包括如下幾個(gè)步驟:
[0006]1)，將抗紫外吸收劑加到二甲基乙酰胺溶劑中，充分?jǐn)嚢?，使抗紫外吸收劑在溶劑中均勻分散，形成穩(wěn)定的分散液；
[0007]2)將上述分散液加入到低聚物多元醇中通過(guò)強(qiáng)力機(jī)械攪拌分散混合，然后加入二異氰酸酯制備以-NC0封端的氨基甲酸酯預(yù)聚物，并加入二甲基乙酰胺溶劑充分溶解，得到預(yù)聚物溶液；
[0008]3)將制備的預(yù)聚物溶液冷卻后，加入混合胺溶液進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)和鏈終止反應(yīng)，得到聚氨酯脲溶液；
[0009]4)向上述聚氨酯脲溶液中加入抗氧化劑、消光劑、潤(rùn)滑舒解劑、抗靜電劑，充分?jǐn)嚢杌旌虾?，?chǔ)存熟化后，制備得到含有抗紫外吸收劑的聚氨酯紡絲液；
[0010]5)將制備得到的含有抗紫外吸收劑的聚氨酯紡絲液，借助干法紡絲系統(tǒng)，對(duì)上述聚氨酯紡絲液進(jìn)行噴吐、拉伸成絲，并隨著溶劑揮發(fā)、干燥，即得到具有紫外光老化性能的氨綸。
[0011]其中:
[0012]所述的抗紫外吸收劑為季戊四醇四(2-氰基-3，3-二苯丙烯酸酯)、2，2_硫代雙(4-叔辛基苯酚)正丁胺鎳、三嗪-5，2，4，6-三(2。羥基V -正丁氧基苯基)、2，2’_亞甲基雙(4-叔辛基-6-苯并三唑苯酚)或N-(乙氧基羰基苯基)-N’_甲基-N’-苯基甲脒中的一種或幾種的混合物;抗紫外吸收劑在二甲基乙酰胺中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%?10%，溶解溫度30°C?60°C。
[0013]所述的抗紫外吸收劑占氨綸纖維質(zhì)量百分比為0.1%?1%。
[0014]所述的低聚物多元醇為數(shù)均分子量1500?3000的聚四氫呋喃醚二醇。
[0015]所述的二異氰酸酯為4，4-MDI或2，4-MDI，或兩者的混合物。
[0016]所述的混合胺溶液為擴(kuò)鏈劑和鏈終止劑混合溶液，擴(kuò)鏈劑選自乙二胺、丙二胺、己二胺或2-甲基戊二胺;鏈終止劑為二乙胺、二丙胺、乙醇胺或正己胺。
[0017]有益效果:本發(fā)明采用了特殊的抗紫外劑，具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):(1)采用原位聚合法可以使抗紫外劑分子結(jié)構(gòu)中的活性羥基在預(yù)聚物制備過(guò)程中與異氰酸基反應(yīng)，使得抗紫外劑吸收劑與聚氨酯大分子鏈間形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵，使其不容易發(fā)生迀移；(2)相對(duì)傳統(tǒng)的方法(即借助輔料調(diào)和系統(tǒng)將抗紫外吸收劑與其他功能助劑一起溶解在二甲基乙酰胺中)，本方法先通過(guò)將抗紫外吸收劑溶解得DAMC溶劑得到一定溶度的分散液，然后通過(guò)控制分散液在預(yù)聚物中的添加量來(lái)控制抗紫外吸收劑在氨綸中的添加量，因此可以實(shí)現(xiàn)大幅提高抗紫外劑在氨綸中的含量，且不會(huì)造成的輸送管道和輔料過(guò)濾器堵塞等生產(chǎn)故障；(3)本方法采用的特殊抗紫外吸收劑多為分子量較大的化合物，因此在二甲基乙酰胺溶劑蒸發(fā)過(guò)程抗紫外吸收劑本身不容易發(fā)生迀移，繼而不會(huì)造成氨綸中抗紫外光老化功能成分的無(wú)謂損耗。綜合以上，本發(fā)明制備的抗紫外光老化氨綸更加優(yōu)異、持久抗紫外光老化性能。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面用實(shí)例來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明，但這些實(shí)例不得理解為任何意義上對(duì)本發(fā)明的限制。
[0019]本發(fā)明的一種原位聚合制備抗紫外光老化氨綸的方法包括如下幾個(gè)步驟:
[0020]1)將抗紫外吸收劑加到二甲基乙酰胺溶劑中，充分?jǐn)嚢?小時(shí)，使抗紫外吸收劑在溶劑中均勻分散，形成穩(wěn)定的分散液；
[0021]2)將分散液加入到低聚物多元醇中通過(guò)強(qiáng)力機(jī)械攪拌分散混合，然后加入二異氰酸酯制備以-NC0封端的氨基甲酸酯預(yù)聚物，并加入二甲基乙酰胺溶劑充分溶解，得到預(yù)聚物溶液；
[0022]3)將制備的預(yù)聚物溶液冷卻后，加入混合胺溶液進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)和鏈終止反應(yīng)，得到聚氨酯脲溶液；
[0023]4)向上述聚氨酯脲溶液中加入抗氧化劑、消光劑、潤(rùn)滑舒解劑、抗靜電劑，充分?jǐn)嚢杌旌虾?，?chǔ)存熟化后，制備得到含有抗紫外吸收劑的聚氨酯紡絲液；
[0024]5)將制備得到的含有抗紫外吸收劑的聚氨酯紡絲液，借助干法紡絲系統(tǒng)，對(duì)上述聚氨酯紡絲液進(jìn)行噴吐、拉伸成絲，并隨著溶劑揮發(fā)、干燥，即得到具有紫外光老化性能的氨綸。
[0025]所述的抗紫外吸收劑為季戊四醇四(2-氰基-3，3-二苯丙烯酸酯)、2，2_硫代雙(4-叔辛基苯酚)正丁胺鎳、三嗪-5，2，4，6-三(2。