本发明涉及一种易染色聚氨酯纤维的制备方法，具体在预聚阶段涉及一种采用n-甲基二乙醇胺进行反应的加工工艺，生产易染色聚氨酯纤维的加工方法。
背景技术：
：进入新世纪以来，全球经济社会的发展和人类生活水平、安全环保意识的日益提高，对绿色环保、安全健康、具有特殊性能的新材料的需求越发强烈。氨纶是近年来发展最快的一种合成纤维。它是一种重要的高技术纤维，具有软硬嵌段结构特征，性能优异，越来越多的纺织品都混入适量氨纶以提高其使用性能。随着人们对舒适性服装的追求不断提高，含氨纶的纺织面料流行不衰，有些品种氨纶的含量较高，又是以裸丝的形式织造，所以氨纶的染色日趋重要，否则会影响产品的外观质量，造成在拉伸状态下氨纶的“露白”。氨纶后道高温染色时，若纤维力学性能与耐高温性能差，纤维在织物中易发生染色内断现象。可见，聚氨酯弹性纤维需具备优异的易染色性能，才能够满足染色等后道处理工艺的使用要求。传统的聚氨酯弹性纤维力学性能及可染色性的改性方法主要集中在聚合后期分子内结构改性及聚合完毕后改变增塑剂等添加剂。聚合后分子内结构改性主要是通过分子链段的设计进行原位聚合调节聚氨酯分子中软硬段组分的种类及含量进行化学改性；聚合完毕后改变增塑剂主要是通过在聚氨酯纺丝原液中改变增塑剂的种类和含量进行加工改性，以增加聚氨酯纤维的可染性。聚氨酯纤维用酸性染料染色时，染料在染液中发生电离成阴阳离子，氨基结合氢离子而使纤维带上正电荷，因而能吸引染料负离子上染。因此，聚氨酯纤维或纺丝原液中含有的氨基种类、比例和数量是影响染色能力的重要因素。针对聚氨酯纤维染色，现有专利报道的并不多，更很少有改性方法是集中在聚合前期分子内结构改性。旭化成中国公开专利cn101680127中，在用酸性染料染色时具有与作为交织物的相应材料的聚酰胺纤维等同等的深染性和高色牢度且具有优异的纺纱稳定性。它的特别之处在于具有马来酰亚胺结构的聚合物。华峰重庆氨纶在中国公开专利cn107641847a中通过添加一定添加剂比例的方法，改善氨纶的染色性能。桐乡市濮院毛针织技术服务中心在中国公开专利cn107881804a通过特定的分散剂和稳定剂，发明出一种可以在低温状态下赋予氨纶丝出色的染色性能，节省了生产成本。华峰重庆氨纶有限公司在中国公开专利cn106480534a通过使用4,4’-mdi的方法生产氨纶丝，并添加一定量磺酸盐基二元醇的方法，使其具有可染性，防止氨纶产品拉伸时，出现露白现象。浙江华峰氨纶股份有限公司在中国公开专利cn106592010a通过在合成时添加热塑型聚氨酯溶液的方法，制得异氰酸酯封端的预聚体，聚氨酯弹性纤维具有优良的热定型性、热粘合性和易染色性。聚合前期分子内结构改性主要是通过分子链段的设计进行原位聚合，调节聚氨酯分子中软硬段组分的种类及含量等进行化学改性。为满足市场需求，本专利特别设计了分子结构，在预聚合阶段进行改性，组成所需要的能够容易染色的分子结构，具有良好的社会商业经济效益。技术实现要素：本发明所要解决的是现有聚氨酯纤维染色性能较差，影响后续应用的问题。为了解决上述问题，本发明提供一种易染色聚氨酯纤维的制备方法，其特征在于本发明采用二元醇和二异氰酸酯为原材料，制备异氰酸酯基封端的聚氨酯预聚物，在预聚体中加入非质子极性溶剂溶解聚氨酯预聚物，获得预聚物溶液；在预聚物溶液中加入混合胺进行扩链反应和链终止反应，形成聚氨酯脲溶液；向聚氨酯脲溶液中加入交联添加剂和光敏剂，制备氨纶纺丝液；将氨纶纺丝液熟化后，采用干法纺丝制备出聚氨酯纤维。采用此方法制备的聚氨酯纤维具有容易染色的特性。本发明提供的方法如下：一种易染色聚氨酯纤维的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：步骤1)：在预聚反应阶段，将二元醇和二异氰酸酯混合，制备异氰酸酯基封端的聚氨酯预聚物；步骤2)：用溶剂溶解聚氨酯预聚物，获得预聚物溶液；步骤3)：将预聚物溶液冷却后，加入混合胺溶液进行扩链反应和链终止反应，形成固含量为30～55％的聚氨酯脲溶液；步骤4)：想聚氨酯脲溶液中加入改性添加剂，充分混合均匀后，得到氨纶纺丝液；步骤5)：将氨纶纺丝液熟化后，采用干法纺丝得到的聚氨酯纤维。优选地，所述步骤1)中的低聚物为二元醇为数均分子量1000-3000的聚四氢呋喃醚二醇、数均分子量1500-3000的聚丙二醇、n-甲基二乙醇胺中的至少两种的混合物。优选地，所述步骤1)中的聚氨酯预聚体为二异氰酸酯为4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(4，4’-mdi)、2，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(2，4’-mdi)、2，2’-二苯基甲烷二异氰酸酯(2，2’-mdi)中至少一种，或者三者的混合物。优选地，所述步骤1)具体为：将低聚物二元醇和二异氰酸酯以1:1～1:20的比例混合，在60-80℃下反应50-100min得到异氰酸酯基封端的聚氨酯预聚物。优选地，所述步骤2)的溶剂为n，n-二甲基乙酰胺、n,n-二甲基甲酰胺或者二者的混合物。优选地，所述步骤3)中的扩链反映采用的扩链剂为二元胺与二元醇混合溶液。其中二元胺包括乙二胺，丙二胺和戊二胺中的至少一种；二元醇包括丙二醇，1，4-丁二醇中的一种或混合物，添加量为预聚物溶液重量的2％～6％。优选地，所述步骤3中链终止反映采用的链终止剂为二乙胺、三乙胺和正己胺中的任意一种或几种的混合物，添加量为预聚物溶液重量的0.1％～0.4％。优选地，所述步骤4)的改性添加剂包括催化剂、聚烯烃和交联助剂。进一步地，所述的催化剂为丁炔二醇，添加量为聚氨酯脲溶液重量的0.1％～0.5％。进一步地，所述的聚烯烃为线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、中密度聚乙烯或乙烯共聚物中任意一种或几种的混合物，添加量为聚氨酯脲溶液重量的4％-15％。进一步地，所述的交联助剂为taic、tac、tmpta、tmptam一种或几种的混合物，添加量为聚氨酯脲溶液重量的0.2％～1.5％。优选地，所述步骤5)中的氨纶纺丝液熟化前加入酞菁类光敏剂，添加量为氨纶纺丝液重量的0.1％～0.5％。优选地，所述的步骤5)中的氨纶纺丝液静置熟化脱泡后，干法纺丝后得到的聚氨酯纤维。与现有技术相比，本发明采用的染色基团在预聚合阶段的改性方法，具有永久改性的特点，和混杂等方式相比具有巨大的优势。通过在预聚阶段，将n-甲基二乙醇胺的基团引入主链，提高了聚氨酯纤维进入面料后的染色阶段的染色效率，对服装行业是一次巨大的改变，具有制备效率高，成本低，性能好等优点。具体实施方式实施例1：聚四氢呋喃醚二醇ptmg(数均分子量2200)和n-甲基二乙醇胺的混合物150kg，和4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯31.8kg，在70℃环境中反应100min生成异氰酸酯基封端的预聚物。向预聚物中加入180kg的n，n-二甲基乙酰胺溶剂，使预聚物在极性溶剂中溶解。将预聚体溶液冷却至室温以下，加入含有9.5kg戊二胺和0.6kg的环己胺的n，n-二甲基乙酰胺溶液进行扩链反应和链终止反应，然后加入0.05kg的丁炔二醇、20kg的高密度聚乙烯、2kgtaic和0.3kg酞菁光敏剂充分搅拌均匀后得到聚氨酯纺丝原液；聚氨酯纺丝原液经熟化，经干法纺丝得到40d聚氨酯纤维。通过对上面实施例的具体实施，得到下表中的物理性能。表1：耐高温性能经200℃*80s热定型后，机械性能保持率65％-75％上染率经130℃*40min染色后，上染率超过90％色牢度经60℃*40min皂洗后，色牢度超过95％机械性能染色后，机械性能超过1.3cn/dtex由表1可知，实施例1制备的聚氨酯纤维具有易染色，染色后保持高强度机械性能，具有商业使用价值。实施例2：聚四氢呋喃二醇ptmg(数均分子量2500)和n-甲基二乙醇胺混合物150kg，和2，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯31.8kg，在55℃环境中反应120min生成异氰酸酯基封端的预聚物。向预聚物中加入175kg的n，n-二甲基乙酰胺溶液。使预聚物在极性溶剂中溶解。将预聚物溶液冷却至室温下，加入含有9.5kg的戊二胺和丙二胺混合物和0.5kg环己胺的n，n-二甲基乙酰胺溶液进行扩链反应和链终止反应，然后加入0.04kg的丁炔乙醇、18kg的高密度聚乙烯、2kg的taic和0.3kg的酞菁光敏剂，充分搅拌后得到聚氨酯纺丝原液；聚氨酯纺丝原液经熟化，经干法纺丝得到40d聚氨酯纤维。通过对上面实施例的具体实施，得到下表中的物理性能。表2：耐高温性能经200℃*80s热定型后，机械性能保持率70％-80％上染率经130℃*40min染色后，上染率超过88％色牢度经60℃*40min皂洗后，色牢度超过96％机械性能染色后，保持机械性能超过1.2cn/dtex由表2可知，实施例2制备的聚氨酯纤维具有易染色，染色后保持高强度机械性能，具有商业使用价值。实施例3：聚四氢呋喃二醇ptmg(数均分子量1700)和n-甲基二乙醇胺混合物150kg，和2，2’-二苯基甲烷二异氰酸酯39.6kg，在55℃环境中反应120min生成异氰酸酯基封端的预聚物。向预聚物中加入190kg的n，n-二甲基乙酰胺溶液。使预聚物在极性溶剂中溶解。将预聚物溶液冷却至室温下，加入含有10kg的戊二胺、丙二胺混合物和0.6kg环己胺的n，n-二甲基乙酰胺溶液进行扩链反应和链终止反应，然后加入0.05kg的丁炔乙醇、19kg的高密度聚乙烯、2.1kg的taic和0.3kg的酞菁光敏剂，充分搅拌后得到聚氨酯纺丝原液；聚氨酯纺丝原液经熟化，经干法纺丝得到40d聚氨酯纤维。通过对上面实施例的具体实施，得到下表中的物理性能。表3：耐高温性能经200℃*80s热定型后，机械性能保持率70％-82％上染率经130℃*40min染色后，上染率超过91％色牢度经60℃*40min皂洗后，色牢度超过92％机械性能染色后，保持机械性能超过1.2cn/dtex由表3可知，实施例3制备的聚氨酯纤维具有易染色，染色后保持高强度机械性能，具有商业使用价值。当前第1页12