稳定的弹力纤维制造技术

本发明专利技术涉及一种弹力纤维，其除了嵌段聚氨酯聚合物外，还包括基于弹力纤维总重量的如下成分：（ａ）０．５～３ｗｔ％的一种位阻酚；（ｂ）０．２～２ｗｔ％的一种氨基脲；（ｃ）０．２～５ｗｔ％的一种含叔氮原子的聚氨酯；和（ｄ）１～５ｗｔ％的氧化锌。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种抗褪色和耐氯的、稳定的弹力纤维(Spandex)。目前，已经报道过一些与上述弹力纤维制备有关的问题，例如在纤维暴露于各种环境条件下所观察到的泛黄或机械性能劣化。例如，美国专利2,999,839公开了一种含甲基丙烯酸酯且具有叔胺的嵌段聚氨酯组合物及其制造方法。但是，添加甲基丙烯酸酯会对诸如耐久性之类的性质产生不利的影响，尽管它能抑制紫外光造成的褪色。而且，它还有一个问题，即在纺丝或整经过程中，由于释放出的甲基丙烯酸酯在纤维表面积累，可能形成浮渣(scum)，从而造成工艺问题如断头(cutting)或变色。弹力纤维尤其适宜制造泳装，但是由于游泳池中一般活性氯含量在0.5～3ppm，它们必须能抵制由氯引起的物理性能的劣化，尤其当弹力纤维在100旦或以下时。虽然美国专利4,340,527公开了为提供耐氯性而添加氧化锌细粉的方法，但是氧化锌对防止褪色无效。国际公开00/36195中公开的弹力纤维中包括一种抗褪色剂——聚(N，N-二乙基-2-氨乙基甲基丙烯酸酯)，和一种氧化锌粉或碳酸镁钙(huntite)和水菱镁矿(hydromeganesite)的混合物，以便同时改善抗褪色和耐氯的性能。但是，观察到的有效性很勉强。一方面，本专利技术提供了一种弹力纤维，其组成除了嵌段聚氨酯聚合物外，还含有(a)0.5～3wt％的位阻酚；(b)0.2～2wt％的氨基脲；(c)0.2～5wt％的含叔氮原子的聚氨酯；和(d)1～5wt％的氧化锌，以上含量均是均基于弹力纤维总量。本专利技术弹力纤维中所采用的嵌段聚氨酯聚合物，是通过溶解在一种有机溶剂中的聚氨酯前身物(precursor)与一种二胺和一种单胺反应制备的。这种聚氨酯前身物是一种有机二异氰酸酯与一种聚合二醇反应制备的，其中的有机二异氰酸酯可以是二苯甲烷-4＇，4＇-二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、亚丁基二异氰酸酯或氢化p，p-亚甲基二异氰酸酯；聚合二醇可以是聚四亚甲基醚二醇(polytetra-methyleneetherglycol)、聚丙二醇或聚碳酸酯二醇；用作扩链剂的二胺有乙二胺、丙二胺或肼；用作链终止剂的单胺有二乙胺、单乙醇胺或二甲胺。本专利技术为改善纤维抗褪色和耐氯性而采用的位阻酚化合物，优选亚乙基双(氧乙烯基)双-(3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)-丙酸酯)，(ethylenebis-(oxyethylene)bis-(3-(5-t-butyl-4-hydroxy-m-toyl)-proopion-ate))，或3，9-双(2-(3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基)-1，1-二甲基乙基)-2，4，8，10-四氧杂螺十一烷。本专利技术所用的氨基脲给予弹力纤维抗烟雾褪色的性能。而且，当氨基脲与含叔氮原子的聚氨酯一起使用时，可以实现改善抗烟雾和耐氯两者的协同效应。优选的氨基脲包括1，1，1＇，1＇-四甲基-4，4＇-(亚甲基-双-对亚苯基)二氨基脲、缩二脲基-三(六亚甲基-N，N-二甲基氨基脲)(biuretry-tri(hexamethylene-N，N-dimethylsemicarbazide))或1，6-亚己基双(N，N-二甲基氨基脲)，最优选1，1，1＇，1＇-四甲基-4，4＇-(亚甲基-双-对亚苯基)二氨基脲。含叔氮原子的聚氨酯可以通过含叔氮原子的二醇与二异氰酸酯反应制备；芳族异氰酸酯有4，4-二苯甲基二异氰酸酯(4，4-diphenylene-methandiiocyanate)和甲苯异氰酸酯等；脂族异氰酸酯有1，6-己二异氰酸酯等；脂环族二异氰酸酯有异佛尔酮二异氰酸酯(isoporon-diiocyanate)和4，4＇-亚甲基-二环己基二异氰酸酯等，最优选4，4＇-亚甲基-二环己基二异氰酸酯。在制备所述聚氨酯时，二异氰酸酯的用量是基于二醇数量的50～100mol％。含叔氮原子的二醇是分子量低于300的化合物，有两个由至少两个碳原子组成的链相连的羟基，叔氮原子优选至少携带一个甲基。但是当氮原子是组成杂环的一员时，可以不必携带甲基。低分子量二醇化合物优选N-甲基二乙醇胺、3-二甲氨基-1，2-丙二醇或3-吡咯烷基-1，2-丙二醇等，最优选N-甲基二乙醇胺。当所述含叔氮原子的聚氨酯与本专利技术所用嵌段聚氨酯均匀混合时，就可以在纺丝过程中防止浮渣产生。本专利技术为改善耐氯性所采用的氧化锌，优选粒度低于1μm，这样可以避免频繁更换过滤器。除上述组分外，本专利技术的弹力纤维可以进一步添加其它助剂，如二氧化钛、硬脂酸镁等。依据弹力纤维要求的白度，二氧化钛细粉用量为弹力纤维重量的0.1～5％。二氧化钛可以是锐钛矿型或金红石型，但是优选金红石型。而且，可以采用硬脂酸镁改善纱线解舒性能，其用量为弹力纤维重量的0.1～2％。当助剂用量低于上述规定时，就可能达不到本专利技术的优势特性，但是更高的用量可以采用，只要其对纤维性能没有不良影响即可。本专利技术的弹力纤维，可以通过将规定数量的组分(a)～(d)添加到采用已知工艺合成的嵌段聚氨酯聚合物中来制备。下述的实施例将进一步说明本专利技术，但这些实施例的目的仅仅是说明而不是限制本专利技术的范围。(B)氨基脲1，1，1＇，1＇-四甲基-4，4＇-(亚甲基-二-对亚苯基)二氨基脲日本Hidrazine工业有限公司的N-150。(C)含叔氮原子的聚氨酯将88.7g N-甲基二乙醇胺、177.7g 4，4＇-亚甲基-二环己基二异氰酸酯、0.05ml二丁锡二乙酯(一种催化剂)和266.4g N，N-二甲基乙酰胺的混合物在70℃下反应90分钟，获得50％含叔氮原子的聚氨酯。(D)氧化锌美国锌公司的Kadox911。(E)聚(N，N-二乙基-2-氨乙基甲基丙烯酸酯)韩国DaeSung C&T公司的SSA(国际专利WO 00/36195中公开的)。(F)对甲酚和二乙烯基苯的缩聚物美国杜邦公司的Methacrol2390RD。表1 通过将表1中所列实施例1～2和对比例1～3每一个中的组分与0.1wt％二氧化钛和1.5wt％硬脂酸镁混合来制备聚氨酯纺丝溶液。每一种纺丝溶液先脱气，然后在250℃干纺，制备40旦(4根长丝)的弹力丝。采用圆形针织机(日本长崎的KT-400，直径4英寸，针数400)从所述弹力丝获取10cm长的弹力纤维试样。然后通过常规精炼方法，采用2g/L非离子表面活性剂UNITOL CT-81(韩国Shinyoung化学品公司)和3g/L非离子乳化分散剂UNITOL-SMS(韩国Shinyoung化学品公司)，对圆形针织弹力纤维进行精炼。采用下述方法对圆形针织纤维的物理性能进行测试。(1)抗紫外光试验采用配备UV-B紫外灯的加速大气老化试验仪(美国Q-Panel)测试抗紫外光性能。试样在60℃下处理24小时。在处理前后分别用色标(color-view)(美国Gardener)测量泛黄指数(“b”值)，处理前后“b”值之差表示为△b。(2)耐NOx气体试验为了评价耐NOx性能，将试样用300mL离子交换水、8mL85％含水磷酸和40mL硝酸钠(10g/L)混合制备的溶液在室温下密封容器中处理24小时。该溶液就地发生NOx气体。在处理前后分别用色标(美国Gardener)测量泛黄指数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弹力纤维，该弹力纤维除了嵌段聚氨酯聚合物外，还包括基于弹力纤维总重量的如下成分： （ａ）０．５～３ｗｔ％的位阻酚； （ｂ）０．２～２ｗｔ％的氨基脲； （ｃ）０．２～５ｗｔ％的含叔氮原子的聚氨酯；和 （ｄ）１～５ｗｔ％的氧化锌。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐升源，宋炳洙，
申请(专利权)人：株式会社晓星，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]