CN102277649B - 一种制备熔纺耐氯高回弹氨纶纤维的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制备熔纺耐氯高回弹氨纶纤维的方法，该方法制备步骤如下：1）一步法热塑性聚氨酯切片的制备；2）与耐氯交联剂均匀混合；3）熔融挤出；4）纺丝成型；5）后熟化。本发明解决了一些特殊领域对较高耐氯性和回弹性的需求。耐氯交联剂与氨纶纤维反应结合较好，不会分离出来，在含氯环境中使用，能够有效的保持纤维的物理性能；另外，扩链剂用二胺类，利用低不饱和度高分子量聚醚多元醇，提高了纤维的回弹性。

Description

一种制备熔纺耐氯高回弹氨纶纤维的方法

技术领域

本发明涉及一种熔纺氨纶纤维的改性制造技术，属于化学纤维改性领域，具体说是一种制备熔纺耐氯高回弹氨纶纤维的方法。

背景技术

熔纺氨纶技术因其具有工艺流程简单、设备投资低、生产效率高、绿色环保等优点，近年来在世界范围内兴起投资热潮。熔纺氨纶纤维是将热塑性聚氨酯切片、添加剂、交联剂充分混合均匀后，经螺杆机熔融挤出，喷丝板喷出后，经通道冷却，上油后卷绕成形。

上述方法制备出的氨纶纤维差别化率低，尤其在耐氯和回弹性方面较差，不能满足一些对产品有较高耐氯性和回弹性领域的需求。因此需开发出一种耐氯性能好和高回弹的新型熔纺氨纶纤维，以满足这一特殊领域的服饰用要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种具有良好的耐氯性能和高回弹性能的熔纺氨纶纤维的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种制备熔纺耐氯高回弹氨纶纤维的方法，该方法包括以下步骤：

1）一步法热塑性聚氨酯切片的制备：

1）一步法热塑性聚氨酯切片的制备：将原料聚醚多元醇加热到60-170℃，压力-0.10～-0.06 MPa条件下脱水1-10小时后用保护气保护；将4，4＇-二苯基甲烷二异氰酸酯加热到20-60℃后用保护气保护；保护气保护下将聚醚多元醇与4，4＇-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）混合均匀，生成预聚物，然后将预聚物与芳香族二胺扩链剂和/或脂肪族二胺扩链剂混合均匀，扩链剂需在保护气保护下加热到80-140℃后使用；

将混合均匀的反应物，输送至双螺杆反应器中，在侧喂料处加入添加剂，经均匀混合后，在70-180℃，压力在3-8MPa下反应，然后通过水下造粒、干燥工序后，在70-120℃下后熟化得到热塑性聚氨酯切片；

原料聚醚多元醇、MDI和扩链剂的质量配比为100：5-10：1-3，添加剂占聚醚多元醇、MDI和扩链剂三者质量总和的0.5-1.5%；

2）充分混合：把热塑性聚氨酯切片经干燥脱水至含水率低于100 ppm后输送至单螺杆挤出机，聚氨酯切片受热熔融，在挤出机的混合区切片熔体与含羟基的过氧化物耐氯交联剂按比例均匀混合；

耐氯交联剂加入量为聚氨酯切片熔融物的0.1-10 Wt.%；

3）熔融挤出：熔体从挤出机进入总泵，然后经每台纺丝分泵将熔体均匀地挤入组件，熔体细流从各组件的喷丝板小孔挤出； 

4）纺丝成型：喷丝板小孔挤出的熔体，在甬道中经侧吹风冷却凝固成丝，最后经上油卷绕成筒；

5）后熟化：将卷绕成形的氨纶纤维，置于温度70-130 ℃的烘箱内熟化48-72 小时。

步骤1）中热塑性聚氨酯切片，其中异氰酸酯基（-NCO）与羟基（-OH）的摩尔比为0.98-1.03，硬段含量为20-50Wt.%，硬度邵氏70-95 A之间。

步骤1）中的原料聚醚多元醇官能度≥2，不饱和度0.005-0.007mol/kg，数均分子量为3000-6000。

所述步骤1）中的扩链剂为芳香族二胺和/或脂肪族二胺；所述芳香族二胺为3，3＇-二氯-4，4＇-二氨基二苯基甲烷；所述脂肪族二胺为乙二胺、环己胺、戊二胺、丙二胺、1，3-丙二胺中的一种或任意几种的组合。

所述步骤1）中的添加剂为滑石粉、二氧化钛、抗氧化剂Tinuvin622、抗氧化剂1010、UV稳定剂Tinuvin234中的一种或任意几种的组合。

步骤2）中含羟基的过氧化物耐氯交联剂为（1-羟基环己基）过氧化胺、2，5-二甲基正己烷-2，5-二甲羟基过氧化胺中的一种或两种的混合物。

所述步骤1）中所用的保护气为氮气、氦气、氩气中的一种或任意几种的组合。

本发明的有益效果是：本发明解决了一些特殊领域对较高耐氯性和回弹性的需求。耐氯交联剂与氨纶纤维反应结合较好，不会分离出来，在含氯环境中使用，能够有效的保持纤维的物理性能；另外，扩链剂用二胺类，形成的聚氨酯脲的硬段具有较高的内聚能，能够形成三维氢键，同时提高了微相分离程度，从而提高了纤维的回弹性。同时利用低不饱和度高分子量聚醚多元醇可避免出现因不饱和度高使聚醚多元醇在合成聚氨酯软段过程中起到链阻止剂作用，使聚氨酯分子量分别较宽从而影响产品的弹性。

具体实施方式

实例1

将聚四氢呋喃二醇4000g加热100℃，压力-0.10～-0.06 MPa条件下脱水2小时后用氮气保护，氮气保护下，将240g MDI加热到40℃，将两者混合均匀进行预反应，然后加入40g经预热到110℃并用氮气保护的乙二胺，输送至双螺杆挤出机，加入8g抗氧化剂Tinuvin622和20g滑石粉，控制反应温度为110℃，压力在5MPa，制备得热塑性聚氨酯切片，然后与280g的耐氯交联剂充分混合后，通过熔融纺丝，将丝饼放置在温度在80℃烘箱内，熟化72小时得到制品。

实例2

将聚氧化丙烯二醇4000g加热80℃，压力-0.10～-0.06 MPa条件下脱水4小时后用氦气保护，320g MDI加热到50℃后用氦气保护，将两者混合均匀进行预反应，然后加入30g和10g经预热到100℃并用氦气保护的乙二胺和丙二胺的混合物，输送至双螺杆挤出机，加入12g抗氧化剂Tinuvin622和20g钛白粉，控制反应温度为120℃，压力在4MPa，制备得热塑性聚氨酯切片，然后与320g的耐氯交联剂充分混合后，通过熔融纺丝，将丝饼放置在温度在90℃烘箱内，熟化64小时得到制品。

实例3

将四氢呋喃和氧化丙烯共聚二醇4000g加热110℃，压力-0.10～-0.06 MPa条件下脱水3小时后用氩气保护，280g MDI加热到45℃后用氩气保护，两者进行预反应，然后加入30g和30g经预热到120℃并用氩气保护的丙二胺和戊二胺的混合物，输送至双螺杆挤出机，加入7g抗氧化剂Tinuvin622和24g钛白粉，控制反应温度为115℃，压力在5MPa，制备得热塑性聚氨酯切片，然后与300g的耐氯交联剂充分混合后，通过熔融纺丝，将丝饼放置在温度在100℃烘箱内，熟化50小时得到制品。

Claims (1)

1.一种制备熔纺耐氯高回弹氨纶纤维的方法，该方法包括以下步骤：

1）一步法热塑性聚氨酯切片的制备：将原料聚醚多元醇加热到60-170℃，压力-0.10～-0.06 MPa条件下脱水1-10小时后用保护气保护；将4，4＇-二苯基甲烷二异氰酸酯加热到20-60℃后用保护气保护；保护气保护下将聚醚多元醇与4，4＇-二苯基甲烷二异氰酸酯混合均匀，生成预聚物，然后将预聚物与芳香族二胺扩链剂和/或脂肪族二胺扩链剂混合均匀，扩链剂需在保护气保护下加热到80-140℃后使用；

将混合均匀的反应物，输送至双螺杆反应器中，在侧喂料处加入添加剂，经均匀混合后，在70-180℃，压力在3-8MPa下反应，然后通过水下造粒、干燥工序后，在70-120℃下后熟化得到热塑性聚氨酯切片；

原料聚醚多元醇、4，4＇-二苯基甲烷二异氰酸酯和扩链剂的质量配比为100：5-10：1-3，添加剂占聚醚多元醇、4，4＇-二苯基甲烷二异氰酸酯和扩链剂三者质量总和的0.5-1.5%；

2）充分混合：把热塑性聚氨酯切片经干燥脱水至含水率低于100 ppm后输送至单螺杆挤出机，聚氨酯切片受热熔融，在挤出机的混合区切片熔体与含羟基的过氧化物耐氯交联剂按比例均匀混合；

耐氯交联剂加入量为聚氨酯切片熔融物的0.1-10 Wt.%；

3）熔融挤出：熔体从挤出机进入总泵，然后经每台纺丝分泵将熔体均匀地挤入组件，熔体细流从各组件的喷丝板小孔挤出； 

4）纺丝成型：喷丝板小孔挤出的熔体，在甬道中经侧吹风冷却凝固成丝，最后经上油卷绕成筒；

5）后熟化：将卷绕成形的氨纶纤维，置于温度70-130 ℃的烘箱内熟化48-72 小时；

所述步骤1）中热塑性聚氨酯切片，其中异氰酸酯基与羟基的摩尔比为0.98-1.03，硬段含量为20-50Wt.%，硬度邵氏70-95 A之间；

所述步骤1）中的原料聚醚多元醇官能度≥2，不饱和度0.005-0.007mol/kg，数均分子量为3000-6000；

所述步骤1）中的扩链剂为3，3＇-二氯-4，4＇-二氨基二苯基甲烷、乙二胺、环己胺、戊二胺、丙二胺、1，3-丙二胺中的一种或任意几种的组合；

所述步骤1）中的添加剂为滑石粉、二氧化钛、抗氧化剂Tinuvin622、抗氧化剂1010、UV稳定剂Tinuvin234中的一种或任意几种的组合；

所述步骤2）中含羟基的过氧化物耐氯交联剂为（1-羟基环己基）过氧化胺、2，5-二甲基正己烷-2，5-二甲羟基过氧化胺中的一种或两种的混合物；

所述步骤1）中所用的保护气为氮气、氦气、氩气中的一种或任意几种的组合。