[发明专利]一种改性聚氨酯纤维材料及其纳米改性与着色方法

权利要求书

1.一种改性聚氨酯纤维材料的改性与着色方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

a.配置改性着色溶液：将核壳结构过渡金属氧化物纳米材料加入到N，N-二甲基乙酰胺的溶剂中，并加入相增容剂，配制改性着色溶液；其中，该核壳结构过渡金属氧化物纳米材料的内核为过渡金属氧化物粒子，粒径为20-80nm；外壳为表面修饰剂或称表面改性剂，厚度为3-10nm；

b.制备聚合溶液：将步骤a制备的改性着色溶液加入到正丁醇、聚四氢呋喃醚二醇和N，N-二甲基乙酰胺的混合溶液中，并高速搅拌分散形成稳定均匀的溶液；随后加入4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯，控制在35～55℃温度下聚合反应90～120min，得到聚合溶液；

c.进行嵌段聚合扩链反应：在60-120min内将含有胺类扩链剂和胺类反应控制剂的N，N-二甲基乙酰胺溶液加入到上述聚合溶液中，得到聚氨酯溶液；

d.纺丝溶液色度匹配：向步骤c制备的聚氨酯溶液中加入抗氧化剂、润滑疏解剂；参照色板，通过调节核壳结构过渡金属氧化物纳米材料在溶液中的含量来提高或降低色浓度，最终得到浓度为28％～35％的聚氨酯纺丝原液；

e.纺丝：将步骤d制备的聚氨酯纺丝原液经熟化、过滤、脱气后，干法纺丝得到各种颜色的聚氨酯纤维材料。

2.根据权利要求1所述的改性与着色方法，其特征在于，所述步骤a中的过渡金属氧化物为氧化铁、氧化钴、氧化钛和/或氧化铜，所述核壳结构过渡金属氧化物纳米材料在所述改性着色溶液中的浓度为15-20wt％。

3.根据权利要求1所述的改性与着色方法，其特征在于，所述步骤a中的相增容剂为甲醇、乙醇或正丙醇，其在N，N-二甲基乙酰胺溶剂中的浓度小于6wt％。

4.根据权利要求1所述的改性与着色方法，其特征在于，所述步骤b包括如下操作：将步骤a制备的改性着色溶液加入到正丁醇、聚四氢呋喃醚二醇和N，N-二甲基乙酰胺的混合溶液中，四者的重量比为10～290重量份∶1～6重量份∶700～1000重量份∶400～700重量份；在1200～2500转/min下搅拌60-120min，搅拌时温度控制在45～55℃，待冷却到30℃以下后，加入200～300重量份的4，4二苯基甲烷二异氰酸酯，控制在40～55℃温度下聚合反应60～120min；再加入600～1000重量份的N，N-二甲基乙酰胺溶剂，将其冷却到6～15℃，得到聚合溶液。

5.根据权利要求1所述的改性与着色方法，其特征在于，所述步骤c中的胺类扩链剂为乙二胺和1，2-丙二胺组成的混胺，两者质量比为30～80∶10；所述胺类反应控制剂为二乙胺；所述胺类扩链剂、胺类反应控制剂、N，N-二甲基乙酰胺和聚合溶液的质量比为(20～30)∶(2～6)∶(3～10)∶(1500～3000)。