一种蓝色氨纶纤维及其制备方法与流程

本发明属于高分子复合材料领域，具体涉及一种蓝色氨纶纤维及其制备方法。

背景技术：

1、氨纶纤维是一种高弹性的化学纤维，被广泛应用于织物中，但是在一些敏感色的面料应用中，因为氨纶本身的分子结构中着色基因少，所以上色率较低，染色困难，导致一些敏感色面料牵伸状态下，容易出现氨纶露白的情况，布面的效果不理想。

2、目前，针对加强氨纶的染色性能，专利cn101096779a引入叔氨基以提供染料酸座，达到提升染色效果的目的，但是对原液稳定性会有影响，且影响氨纶丝在纺丝时的稳定性。也会有一些氨纶生产企业添加含有三价氮的化合物到氨纶纺丝原液中，来生产易染氨纶，但是也会受限于分子量的要求，添加量大时容易影响到质量指标，所以导致添加量受到限制，染色效果提高不明显。

3、因此，现有技术亟需一种能够生产有色氨纶纤维的技术，以便更好的工业化生产。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种蓝色氨纶纤维及其制备方法，以解决氨纶纤维染色性能低，露白等问题。

2、为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

3、一种蓝色氨纶纤维的制备方法，包括：

4、由聚四氢呋喃醚二醇和二苯甲烷-4，4'二异氰酸酯反应制成预聚物，然后与非质子极性溶剂混合形成预聚物溶液；

5、然后将将扩链剂和链终止剂加入预聚物溶液中进行扩链反应得到聚氨酯脲溶液，然后加入添加剂进行熟化，熟化后与蓝色色浆混合得到蓝色氨纶纺丝原液，最后通过干法纺丝得到蓝色氨纶纤维；所述色浆中含有改性木质素分散剂，改性木质素分散剂中具有木质素基体和3-羟基-戊二酸二乙酯基团。改性木质素分散剂可以吸附在藻蓝粉上形成吸附层，使藻蓝粉颗粒表面电荷增加，形成颗粒间反作用力，防止藻蓝粉颗粒凝聚，增强蓝色色浆体系的分散稳定性，从而提高蓝色氨纶纤维的染色性能。

6、优选地，非质子极性溶剂为二甲基乙酰胺；添加剂包括防黄剂和抗氧化剂；扩链试剂包括乙二胺和1，2-丙二胺，链终止剂为二乙胺。

7、优选地，聚四氢呋喃醚二醇和二苯甲烷-4，4'-二异氰酸酯以质量比为1：0.2-0.3的比例混合，聚四氢呋喃醚二醇的量与二甲基乙酰胺加入预聚物中的量的质量比为1：1.5-1.8，聚四氢呋喃醚二醇的量与乙二胺加入预聚物溶液中的量的质量比为1：0.01-0.03，聚四氢呋喃醚二醇的量与1，2-丙二胺加入预聚物溶液中的量的质量比为1：0.0002-0.001，聚四氢呋喃醚二醇的量与二乙胺加入预聚物溶液中的量的质量比为1：0.003-0.006。

8、优选地，预聚物反应中反应温度为60-90 ℃，反应时间为1-2.5 h，扩链反应前预聚物冷却温度为5-25 ℃，氨纶纺丝原液熟化温度为55-85 ℃，熟化时间为15-30 h。

9、优选地，蓝色色浆由藻蓝粉、改性木质素分散剂和二甲基乙酰胺混合得到，蓝色色浆中藻蓝粉、改性木质素分散剂、二甲基乙酰胺以3-5：0.3-1.6：12-18的质量比混合，蓝色色浆固含量标准为23-27%，蓝色色浆与原液的固定位比例为1.3-1.6%，蓝色纺丝原液粘度为4000-6000p。

10、优选地，蓝色色浆加入的转速为50-150 rpm，搅拌时间为30-60 min。

11、优选地，改性木质素分散剂由3-羟基-戊二酸二乙酯、bf3∙et2o、环氧氯丙烷和木质素所制成。

12、本发明公开了一种蓝色纤维，包括上述述方法制备得到的蓝色氨纶纤维。

13、本发明公开了一种蓝色布料，包括上述的蓝色氨纶纤维。

14、一种蓝色氨纶纤维的制备方法，包括如下步骤：

15、s1：将聚四氢呋喃醚二醇和二苯甲烷-4，4'二异氰酸酯在60-90 ℃混合反应1-2.5h得到预聚物。然后向预聚物中加入二甲基乙酰胺非质子极性溶剂，使预聚物完全溶解，获得预聚物溶液。待预聚物溶液冷却至5-25 ℃后，加入乙二胺、1，2-丙二胺和二乙胺进行扩链反应和链终止反应，得到聚氨酯脲溶液。接着将添加剂加入得到的聚氨酯脲溶液中，混合获得氨纶纺丝原液。然后将氨纶纺丝原液在55-85 ℃熟化15-30 h。

16、s2：接着将藻蓝粉、改性木质素分散剂和二甲基乙酰胺混合得到蓝色色浆，将蓝色色浆持续稳定的添加至s1得到的氨纶纺丝原液中，50-150 rpm搅拌30-60 min得到蓝色氨纶纺丝原液。

17、s3：将s2得到的蓝色氨纶纺丝原液采用干法纺丝技术制备得到蓝色氨纶纤维。

18、优选地，在上述技术方案中，s1中聚四氢呋喃醚二醇和二苯甲烷-4，4'-二异氰酸酯以质量比为1：0.2-0.3的比例混合，聚四氢呋喃醚二醇的量与二甲基乙酰胺加入预聚物中的量的质量比为1：1.5-1.8。聚四氢呋喃醚二醇的量与乙二胺加入预聚物溶液中的量的质量比为1：0.01-0.03，聚四氢呋喃醚二醇的量与1，2-丙二胺加入预聚物溶液中的量的质量比为1：0.0002-0.001，聚四氢呋喃醚二醇的量与二乙胺加入预聚物溶液中的量的质量比为1：0.003-0.006。

19、优选地，在上述技术方案中，s1中添加剂包括防黄剂和抗氧化剂，聚氨酯脲溶液的质量与添加剂的质量比为1：0.005-0.03。

20、优选地，在上述技术方案中，s2中藻蓝粉、改性木质素分散剂、二甲基乙酰胺以3-5：0.3-1.6：12-18的质量比混合，蓝色色浆固含量标准为23-27%，蓝色色浆与原液的固定位比例为1.3-1.6%，蓝色纺丝原液粘度为4000-6000p。

21、优选地，在本发明一优选实施方式中，蓝色氨纶纤维的制备为：首先将聚四氢呋喃醚二醇和二苯甲烷-4，4'二异氰酸酯在60-90 ℃混合反应1-2.5 h得到预聚物。然后向预聚物中加入二甲基乙酰胺非质子极性溶剂，使预聚物完全溶解，获得预聚物溶液。待预聚物溶液冷却至5-25 ℃后，加入乙二胺、1，2-丙二胺和二乙胺进行扩链反应和链终止反应，得到聚氨酯脲溶液。接着将添加剂加入得到的聚氨酯脲溶液中，混合获得氨纶纺丝原液。然后将氨纶纺丝原液在55-85 ℃熟化15-30 h。接着将藻蓝粉、改性木质素分散剂和二甲基乙酰胺混合得到蓝色色浆，将蓝色色浆持续稳定的添加至得到的氨纶纺丝原液中，50-150 rpm搅拌30-60 min得到蓝色氨纶纺丝原液。将蓝色氨纶纺丝原液采用干法纺丝技术制备得到蓝色氨纶纤维。

22、更优选地，在上述优选实施方式中，更优选地，在上述优选实施方式中，其中，聚四氢呋喃醚二醇和二苯甲烷-4，4'-二异氰酸酯以质量比为1：0.2-0.3的比例混合，聚四氢呋喃醚二醇的量和二甲基乙酰胺加入预聚物中的量的质量比为1：1.5-1.8。聚四氢呋喃醚二醇的量与乙二胺加入预聚物溶液中的量的质量比为1：0.01-0.03，聚四氢呋喃醚二醇的量与1，2-丙二胺加入预聚物溶液中的量的质量比为1：0.0002-0.001，聚四氢呋喃醚二醇的量与二乙胺加入预聚物溶液中的量的质量比为1：0.003-0.006。添加剂包括防黄剂hn-150和抗氧化剂ao-80，聚氨酯脲溶液的质量与添加剂的质量比为1：0.005-0.03，防黄剂hn-150加入聚氨酯脲溶液的量与抗氧化剂ao-80加入聚氨酯脲溶液的量的质量比为1：0.5-2。藻蓝粉、改性木质素分散剂、二甲基乙酰胺以3-5：0.3-1.6：12-18的质量比混合，蓝色色浆固含量标准为23-27%，蓝色色浆与原液的固定位比例为1.3-1.6%，蓝色纺丝原液粘度为4000-6000p。

23、优选地，本发明公开了改性木质素分散剂的制备方法，具体为：

24、首先将3-羟基-戊二酸二乙酯与bf3∙et2o催化剂混合得到混合液，然后加热至60-70 ℃，并向混合液中连续滴加环氧氯丙烷0.5-0.8 h后反应1.5-3 h，反应结束后，减压蒸馏除去过量的环氧氯丙烷，获得氯代中间体。然后将氯代中间体加入到ph为11-13的碱木质素溶液中，在70-85 ℃下反应2-5 h，即得到改性木质素溶液。接着将改性木质素溶液加入到乙醇，搅拌除去未反应的木质素沉淀，将改性木质素乙醇溶液浓缩之后加入异丙醇中沉淀，过滤收集沉淀，并用异丙醇多次洗涤去除未反映的氯代中间体，即得到改性木质素分散剂。

25、更优选地，改性木质素分散剂的制备方法中，3-羟基-戊二酸二乙酯与bf3∙et2o的质量比为1：0005-0.0015，3-羟基-戊二酸二乙酯与环氧氯丙烷的质量比为1：0.3-1.5，木质素与氯代中间体的质量比为1：1-5，碱木质素溶液由木质素溶于碱性水溶液制成，固含量为15-35%。

26、优选地，本发明在制备蓝色氨纶纤维时，可以将改性木质素分散剂替换为桥联改性木质素分散剂。本发明公开了桥联改性木质素分散剂的制备方法。桥联改性木质素分散剂与藻蓝粉之间发生吸附时，静电斥力作用更强，悬浮性能增加，藻蓝粉染料不沉淀，进一步提高了色浆体系的稳定性，使蓝色氨纶纤维的染色性能也进一步得到提高。

27、更优选地，桥联改性木质素分散剂的制备方法，具体为：

28、将改性木质素分散剂加入水中配制成改性木质素水溶液，接着将改性木质素水溶液ph调节为10-13，升温至70-90℃，加入4，4'-二氨基二苯甲烷，混匀后缓慢滴加甲醛水溶液，待甲醛滴加完全后，在70-90 ℃保温反应1.5-3小时即得到桥联改性木质素分散剂。

29、更优选地，桥联改性木质素分散剂的制备方法中，改性木质素分散剂与水以1：2.5-4的质量比混合，改性木质素分散剂加入水的量与4，4'-二氨基二苯甲烷加入改性木质素水溶液的量的质量比为1：0.06-0.5，甲醛水溶液由甲醛和水以1：8-10的质量比混合得到，改性木质素分散剂的量与甲醛加入水的量的质量比为1：0.06-0.6。

30、优选地，在本发明一优选实施方式中，蓝色氨纶纤维的制备为：首先将聚四氢呋喃醚二醇和二苯甲烷-4，4'二异氰酸酯在60-90 ℃混合反应1-2.5 h得到预聚物。然后向预聚物中加入二甲基乙酰胺非质子极性溶剂，使预聚物完全溶解，获得预聚物溶液。待预聚物溶液冷却至5-25 ℃后，加入乙二胺、1，2-丙二胺和二乙胺进行扩链反应和链终止反应，得到聚氨酯脲溶液。接着将添加剂加入得到的聚氨酯脲溶液中，混合获得氨纶纺丝原液。然后将氨纶纺丝原液在55-85 ℃熟化15-30 h。接着将藻蓝粉、桥联改性木质素分散剂和二甲基乙酰胺混合得到蓝色色浆，将蓝色色浆持续稳定的添加至得到的氨纶纺丝原液中，50-150rpm搅拌30-60 min得到蓝色氨纶纺丝原液。将蓝色氨纶纺丝原液采用干法纺丝技术制备得到蓝色氨纶纤维。

31、更优选地，在上述优选实施方式中，其中，聚四氢呋喃醚二醇和二苯甲烷-4，4'-二异氰酸酯以质量比为1：0.2-0.3的比例混合，聚四氢呋喃醚二醇与二甲基乙酰胺加入预聚物中的量的质量比为1：1.5-1.8。聚四氢呋喃醚二醇的量与乙二胺加入预聚物溶液中的量的质量比为1：0.01-0.03，聚四氢呋喃醚二醇的量与1,2-丙二胺加入预聚物溶液中的量的质量比为1：0.0002-0.001，聚四氢呋喃醚二醇的量与二乙胺加入预聚物溶液中的量的质量比为1：0.003-0.006。添加剂包括防黄剂和抗氧化剂，聚氨酯脲溶液的质量与添加剂的质量比为1：0.005-0.03。添加剂包括防黄剂hn-150和抗氧化剂ao-80，聚氨酯脲溶液的质量与添加剂的质量比为1：0.005-0.03，防黄剂hn-150加入聚氨酯脲溶液的量与抗氧化剂ao-80加入聚氨酯脲溶液的量的质量比为1：0.5-2。藻蓝粉、桥联改性木质素分散剂、二甲基乙酰胺以3-5：0.3-1.6：12-18的质量比混合，蓝色色浆固含量标准为23-27%，蓝色色浆与原液的固定位比例为1.3-1.6%，蓝色纺丝原液粘度为4000-6000p。

32、优选地，本发明还提供了一种蓝色氨纶纤维，由上述制备方法制备得到。

33、优选地，本发明还公开了一种蓝色氨纶纤维在蓝色布料中的应用。

34、本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

35、本发明通过预聚反应，预聚物溶解，扩链反应和链终止反应得到氨纶纺丝原液，向熟化的氨纶纺丝原液加入制备好的蓝色色浆得到蓝色氨纶纺丝原液，最后干法纺丝获得蓝色氨纶纤维，蓝色氨纶纤维制成的面料具有良好的色牢度和匀染性；且本发明制备的改性木质素分散剂和桥联改性木质素分散剂有效的提高了蓝色氨纶纤维的色牢度和匀染性。