CN101575406A - 一种利用ppg干法纺氨纶纺丝原液制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种氨纶生产工艺，尤其是涉及一种利用PPG干法纺氨纶纺丝原液制备方法。其主要是解决现有技术所存在的氨纶制备方法中采用大量聚醚二醇，而聚醚二醇的原材料价格较高，造成氨纶丝生产成本较大等的技术问题。本发明的步骤为：将PPG与聚四亚甲基醚二醇进行混合，再在混合物中添加入酸类添加剂均匀混合，形成混合二醇；在混合二醇中添加入二苯基甲烷－4，4`二异氰酸酯，形成预聚体；将预聚体制成预聚体溶液，将冷却后的预聚体溶液通过二胺溶液进行扩链，形成扩链溶液，二胺溶液以DMF或DMAc作溶剂，扩链溶液达到目标粘度后，将其加入封端剂单官能团胺终止反应，再进行调和静置充分时间后形成氨纶纺丝原液。

Description

一种利用PPG干法纺氨纶纺丝原液制备方法

技术领域

本发明涉及一种氨纶生产工艺，尤其是涉及一种利用PPG干法纺氨纶纺丝原液制备方法。

背景技术

传统溶液干法纺氨纶生产工艺是以美国英威达、韩国晓星以及日本东洋纺为代表的，其纺丝原液的聚合体以聚醚二醇PTMEG(聚四亚甲基醚二醇)与MDI(二苯基甲烷-4，4`二异氰酸酯)以摩尔比1∶1.5~2比例反应的预聚体，再以二胺类扩链剂与预聚体反应达到一定的分子量，并用DMF或DMAc调节浓度，制得所需粘度的聚合体。中国专利公开另一种耐高温高弹性氨纶纤维及其制备方法(公开号：CN 101113534A)，该氨纶纤维包括聚醚二元醇、二异氰酸酯、正丁醇、混合胺、抗氧化剂、润滑解舒剂、紫外线吸收剂、防黄变剂以及二甲基乙酰胺；其中聚醚二元醇和二异氰酸酯的摩尔比为1∶1.55~1.8，聚醚二元醇和正丁醇的重量比为100∶0.05~0.15，以上组分共同组成预聚中间体；预聚中间体与混合胺的重量比为100∶1.5~2.0，二者与二甲基乙酰胺组成高分子聚合物；高分子聚合物与相对于预聚中间体重量比为0.5~1.5％的抗氧化剂、0.02~0.1％的润滑解舒剂、0.02~0.1％的紫外线吸收剂、0.5~2％的防黄变剂以及二甲基乙酰胺组成纺丝原液；混合胺为乙二胺与末端终止剂单胺，二者按照摩尔比为1∶0.1~0.3的比例混合均匀，并加上溶剂二甲基乙酰胺调配成为浓度为1~3％的混合胺溶液；末端终止剂为二甲胺，或二乙胺，或二一正丁胺，或环己胺，或正戊胺，或乙醇胺或其混合物。该氨纶纤维的制备方法包括聚合和纺丝两个工序，其中聚合工序为：在第一反应釜中由聚醚二元醇与二异氰酸酯按、正丁醇通过预聚合反应得预聚中间体；加入溶剂二甲基乙酰胺对预聚中间体进行溶解，降温，将预聚中间体溶液移送至第二反应釜；预聚中间体溶液在第二反应釜中冷却降温，搅拌，移送至扩链贮槽中；将扩链贮槽内的预聚中间体溶液与混合胺在高速搅拌混合器内快速混合均匀，降温，经连续扩链反应得高分子聚合物，移送中间贮槽；将抗氧化剂、润滑解舒剂、紫外线吸收剂、防黄变剂以及溶剂二甲基乙酰胺预先添加至乳化分散槽中，得到乳化液，加入高分子聚合物，得到添加剂调配液；将中间贮槽中的高分子聚合物与添加剂调配液混合，得耐高温高弹性氨纶纤维纺丝原液；纺丝原液经过滤、熟化处理，完成后的纺丝原液即可用于纺丝生产。但该种方法大部分聚合体为聚醚二醇，目前由于供货、原料等原因，PTMEG价格已达30000元/吨，并还有上涨趋势，造成氨纶丝生产成本居高不下。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种利用PPG干法纺氨纶纺丝原液制备方法，其主要是解决现有技术所存在的氨纶制备方法中采用大量聚醚二醇，而聚醚二醇的原材料价格较高，造成氨纶丝生产成本较大等的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明的一种利用PPG干法纺氨纶纺丝原液制备方法，其特征在于：

a.将PPG与聚四亚甲基醚二醇进行混合，PPG与聚四亚甲基醚二醇的摩尔比为1∶1~5，再在混合物中添加入酸类添加剂均匀混合，形成混合二醇，其中酸类添加剂的浓度为70~95％，并且酸类添加剂为PPG与聚醚二醇总重量的50~300ppm；

b.在混合二醇中添加入二苯基甲烷-4，4`二异氰酸酯，形成预聚体，其中混合二醇与二苯基甲烷-4，4`二异氰酸酯的摩尔比为1∶1.6~2；

c.将预聚体与DMF或DMAc混合形成预聚体溶液，均匀溶液，直到预聚体溶液浓度为40~60％，然后冷却至6~12℃；

d.将冷却后的预聚体溶液通过二胺溶液进行扩链，形成扩链溶液，二胺溶液以DMF或DMAc作溶剂，其浓度为5~7％，并且二胺溶液中的溶质为丙二胺与乙二胺，丙二胺与乙二胺的摩尔比为1∶1~4；

e.扩链溶液达到目标粘度后，将其加入封端剂单官能团胺终止反应，再添加入DMF或DMAc溶剂进行调和至32％~40％的浓度，静置充分时间后形成氨纶纺丝原液。

使用PPG即聚丙二醇，相同分子量的预聚体和聚合体粘度低，可以相应提高纺丝原液浓度，并可提高纺丝速度，从而降低溶剂及能源消耗。DMF为二甲基甲酰胺http://zhidao.baidu.com/question/72200161.html，DMAc为二甲基乙酰胺，其可以在制备过程中起到溶剂的作用。首先将PPG、聚醚二醇与酸类添加剂进行均匀混合，然后得出混合二醇，酸类添加剂可以添加微量。预聚体溶液的浓度指的是其内固体与溶液总质量的比值。

作为优选，所述的步骤a中酸类添加剂为苯甲酸、无机酸、磷酸或硼酸，酸类添加剂也可以是其它能够提高PPG及聚四亚甲基醚二醇的反应活性的酸类。

作为优选，所述的PPG的分子量为1000~3000，PPG的不饱和度＜0.03mmol/g。PPG为低不饱和度。

作为优选，所述的聚四亚甲基醚二醇的的分子量为1000~2000。

作为优选，所述的步骤e中扩链溶液达到的目标粘度为4000~5000poise。

作为优选，所述的步骤e中添加入DMF或DMAc溶剂进行调和后，再添加入抗氧剂、紫外线吸收剂、防黄剂、染色促进剂，然后静置充分时间后形成氨纶纺丝原液。抗氧剂能够提高原液及氨纶丝的稳定性，紫外线吸收剂能提高氨纶丝的耐候性，防黄剂能提高氨纶丝的耐候性，染色促进剂能提高氨纶丝的染色性。

作为优选，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，紫外线吸收剂为UV234，防黄剂为聚氨酯类防黄剂，染色促进剂为聚氨酯类防剂。

作为优选，所述的步骤e中静置的时间为24~48小时。

因此，本发明具有通过使用PPG部分代替聚醚二醇，相同分子量的预聚体和聚合体粘度低，可以相应提高纺丝原液浓度，并可提高纺丝速度，从而降低溶剂及能源消耗等特点。

下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：本例的一种利用PPG干法纺氨纶纺丝原液制备方法，其步骤为：

a.将PPG与聚四亚甲基醚二醇进行混合，PPG的分子量为2000，聚四亚甲基醚二醇的分子量为1800，PPG与聚四亚甲基醚二醇的摩尔比为1∶4，再在混合物中添加入酸类添加剂均匀混合，形成混合二醇，其中酸类添加剂为苯甲酸，酸类添加剂的浓度为95％，并且酸类添加剂为PPG与聚醚二醇总重量的100ppm；

b.在混合二醇中添加入二苯基甲烷-4，4`二异氰酸酯，形成预聚体，其中混合二醇与二苯基甲烷-4，4`二异氰酸酯的摩尔比为1∶1.8；

c.将预聚体与DMF或DMAc混合形成预聚体溶液，溶液浓度为42％，冷却至8℃；

d.将冷却后的预聚体溶液通过二胺溶液进行扩链，形成扩链溶液，二胺溶液以DMF或DMAc作溶剂，其浓度为5％，并且二胺溶液中的溶质为丙二胺与乙二胺，丙二胺与乙二胺的摩尔比为1∶5；

e.扩链溶液达到目标粘度5000poise后，将其加入封端剂DEA终止反应，再添加入DMF或DMAc溶剂进行调和至33％的浓度，添加入抗氧剂、紫外线吸收剂、防黄剂、染色促进剂，静置24小时后形成氨纶纺丝原液。

实施例2：本例的一种利用PPG干法纺氨纶纺丝原液制备方法，其步骤为：

a.将PPG与聚四亚甲基醚二醇进行混合，PPG的分子量为3000，聚四亚甲基醚二醇的分子量为1500，PPG与聚四亚甲基醚二醇的摩尔比为1∶2，再在混合物中添加入酸类添加剂均匀混合，形成混合二醇，其中酸类添加剂为苯甲酸，酸类添加剂的浓度为95％，并且酸类添加剂为PPG与聚醚二醇总重量的150ppm；

b.在混合二醇中添加入二苯基甲烷-4，4`二异氰酸酯，形成预聚体，其中混合二醇与二苯基甲烷-4，4`二异氰酸酯的摩尔比为1∶1.8；

c.将预聚体与DMF或DMAc混合形成预聚体溶液，溶液浓度为40％，冷却至8℃；

d.将冷却后的预聚体溶液通过二胺溶液进行扩链，形成扩链溶液，二胺溶液以DMF或DMAc作溶剂，其浓度为5％，并且二胺溶液中的溶质为丙二胺与乙二胺，丙二胺与乙二胺的摩尔比为1∶5；

e.扩链溶液达到目标粘度5000poise后，将其加入封端剂DEA终止反应，再添加入DMF或DMAc溶剂进行调和至33％的浓度，添加入抗氧剂、紫外线吸收剂、防黄剂、染色促进剂，静置24小时后形成氨纶纺丝原液。

实施例3：本例的一种利用PPG干法纺氨纶纺丝原液制备方法，其步骤为：

a.将PPG与聚四亚甲基醚二醇进行混合，PPG的分子量为2000，聚四亚甲基醚二醇的分子量为2000，PPG与聚四亚甲基醚二醇的摩尔比为1∶4，再在混合物中添加入酸类添加剂均匀混合，形成混合二醇，其中酸类添加剂为苯甲酸，酸类添加剂的浓度为95％，并且酸类添加剂为PPG与聚醚二醇总重量的100ppm；

b.在混合二醇中添加入二苯基甲烷-4，4`二异氰酸酯，形成预聚体，其中混合二醇与二苯基甲烷-4，4`二异氰酸酯的摩尔比为1∶2；

c.将预聚体与DMF或DMAc混合形成预聚体溶液，溶液浓度为40％，冷却至8℃；

d.将冷却后的预聚体溶液通过二胺溶液进行扩链，形成扩链溶液，二胺溶液以DMF或DMAc作溶剂，其浓度为5％，并且二胺溶液中的溶质为丙二胺与乙二胺，丙二胺与乙二胺的摩尔比为1∶5；

e.扩链溶液达到目标粘度5000poise后，将其加入封端剂DEA终止反应，再添加入DMF或DMAc溶剂进行调和至33％的浓度，添加入抗氧剂、紫外线吸收剂、防黄剂、染色促进剂，静置24小时后形成氨纶纺丝原液。

实施例4：本例的一种利用PPG干法纺氨纶纺丝原液制备方法，其步骤为：

a.将PPG与聚四亚甲基醚二醇进行混合，PPG的分子量为1500，聚四亚甲基醚二醇的分子量为2000，PPG与聚四亚甲基醚二醇的摩尔比为1∶5，再在混合物中添加入酸类添加剂均匀混合，形成混合二醇，其中酸类添加剂为苯甲酸，酸类添加剂的浓度为95％，并且酸类添加剂为PPG与聚醚二醇总重量的100ppm；

b.在混合二醇中添加入二苯基甲烷-4，4`二异氰酸酯，形成预聚体，其中混合二醇与二苯基甲烷-4，4`二异氰酸酯的摩尔比为1∶1.6；

c.将预聚体与DMF或DMAc混合形成预聚体溶液，溶液浓度为40％，冷却至8℃；

d.将冷却后的预聚体溶液通过二胺溶液进行扩链，形成扩链溶液，二胺溶液以DMF或DMAc作溶剂，其浓度为5％，并且二胺溶液中的溶质为丙二胺与乙二胺，丙二胺与乙二胺的摩尔比为1∶5；

e.扩链溶液达到目标粘度5000poise后，将其加入封端剂DEA终止反应，再添加入DMF或DMAc溶剂进行调和至33％的浓度，添加入抗氧剂、紫外线吸收剂、防黄剂、染色促进剂，静置24后形成氨纶纺丝原液。

Claims (8)

1.一种利用PPG干法纺氨纶纺丝原液制备方法，其特征在于：

a.将PPG与聚四亚甲基醚二醇进行混合，PPG与聚四亚甲基醚二醇的摩尔比为1∶1~5，再在混合物中添加入酸类添加剂均匀混合，形成混合二醇，其中酸类添加剂的浓度为70~95％，并且酸类添加剂为PPG与聚醚二醇总重量的50~300ppm；

b.在混合二醇中添加入二苯基甲烷-4，4`二异氰酸酯，形成预聚体，其中混合二醇与二苯基甲烷-4，4`二异氰酸酯的摩尔比为1∶1.6~2；

c.将预聚体与DMF或DMAc混合形成预聚体溶液，均匀溶液，直到预聚体溶液浓度为40~60％，然后冷却至6~12℃；

d.将冷却后的预聚体溶液通过二胺溶液进行扩链，形成扩链溶液，二胺溶液以DMF或DMAc作溶剂，其浓度为5~7％，并且二胺溶液中的溶质为丙二胺与乙二胺，丙二胺与乙二胺的摩尔比为1∶1~4；

e.扩链溶液达到目标粘度后，将其加入封端剂单官能团胺终止反应，再添加入DMF或DMAc溶剂进行调和至32％~40％的浓度，静置充分时间后形成氨纶纺丝原液。

2.根据权利要求1所述的一种利用PPG干法纺氨纶纺丝原液制备方法，其特征在于所述的步骤a中酸类添加剂为苯甲酸、无机酸、磷酸或硼酸。

3.根据权利要求1或2所述的一种利用PPG干法纺氨纶生产工艺，其特征在于所述的PPG的分子量为1000~3000，PPG的不饱和度＜0.03mmol/g。

4.根据权利要求1或2所述的一种利用PPG干法纺氨纶纺丝原液制备方法，其特征在于所述的聚四亚甲基醚二醇的分子量为1000~2000。

5.根据权利要求1或2所述的一种利用PPG干法纺氨纶纺丝原液制备方法，其特征在于所述的步骤e中扩链溶液达到的目标粘度为3000~5000poise。

6.根据权利要求1或2所述的一种利用PPG干法纺氨纶纺丝原液制备方法，其特征在于所述的步骤e中添加入DMF或DMAc溶剂进行调和后，再添加入抗氧剂、紫外线吸收剂、防黄剂、染色促进剂，然后静置充分时间后形成氨纶纺丝原液。

7.根据权利要求1或2所述的一种利用PPG干法纺氨纶纺丝原液制备方法，其特征在于所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，紫外线吸收剂为UV234，防黄剂低分子为聚氨酯类，染色促进剂为聚氨酯类。

8.根据权利要求1或2所述的一种利用PPG干法纺氨纶纺丝原液制备方法，其特征在于所述的步骤e中静置的时间为24~48小时。