CN107268113B - 一种高粘度氨纶纺丝原液的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高粘度氨纶纺丝原液的制备方法，主要采用聚氨酯原液经储罐和带升温混合装置的原液管道升温熟化和过滤后，形成均一流动性好的高粘度氨纶纺丝原液。高粘度纺丝原液的粘度是指20℃下表观粘度为10000～30000piose，更准确的为15000～25000piose。所述的高粘度纺丝原液温度在65～90℃，更准确的为70～80℃。所述的升温混合装置是指由5～20根带有夹套的静态混合器组成。所述的静态混合器的内径150mm～400mm，长度2m～4m。所述的静态混合器的每段夹套中分别通有75～100℃的热水或0.5～1.0kg的蒸汽使原液升温。本发明适合纺丝速度900m/min以上和48头以上的氨纶纺丝工艺，具有生产效率高、可纺性好和均一性好的特点。

Description

一种高粘度氨纶纺丝原液的制备方法
技术领域
本发明涉及一种具有高粘度氨纶纺丝原液的制备方法，属于高分子材料制造的生产制造领域。本发明适合纺丝速度900m/min以上和48头以上的氨纶纺丝工艺，具有生产效率高、可纺性好和均一性好的特点。
背景技术
2016年氨纶价格一路下滑，随着下半年原材料价格一路上涨，氨纶成本随之上涨，氨纶生产厂家利润持续收窄，个别氨纶生产厂家已出现亏损。所以提高氨纶生产效率，降低成本势在必行。
英威达专利CN200810003050中公开了一种采用4,4-MDI、2,4-MDI混合二异氰酸酯为原料，原液浓度为45％，纺速达到950m/min的氨纶制备方法。英威达专利CN200680015886公开了一种聚(四亚甲基-共聚-亚乙基醚)二醇为软段，选用4,4-MDI 为二异氰酸酯，乙二胺和一种二醇(1,2-乙二醇或1,4-丁二醇)为扩链剂的高速纺氨纶制备方法，纺速可以达到900m/min以上。
目前未报到通过大幅提高氨纶纺丝原液粘度，制备既适合高速纺丝，又适合48头以上纺丝的氨纶纺丝原液的制备方法。
发明内容
技术问题：本发明涉及一种具有高粘度氨纶纺丝原液的制备方法，主要是采用管道升温混合方式，保证氨纶纺丝原液均一流动性好的前提下，提高纺丝原液粘度，不仅适合高速纺丝，而且适合48头以上的纺丝的氨纶原液制备的制备方法，大幅提高氨纶生产效率，降低成本。
技术方案：本发明的一种具有高粘度氨纶纺丝原液的制备方法，该制备方法是：
1)将聚四亚甲基醚二醇PTMG、4,4-二苯甲烷二异氰酸酯MDI混合，反应后加入二甲基乙酰胺DMAC溶液；再加入胺类扩链剂和反应控制剂进行扩链反应，得到聚脲基甲酸酯DMAC溶液；并加入防变黄剂、抗氧化剂、抗紫外线吸收剂、润滑疏解剂，充分混合均匀，制备得质量浓度为35％～45％聚氨酯原液；
2)将所述聚氨酯原液经储罐和带升温混合装置的原液管道升温混合，熟化和过滤后，形成均一流动性好的20℃下表观粘度为10000～30000piose的高粘度氨纶纺丝原液。
其中：
所述的PTMG分子量为1810、2000中的一种或二种；所述的PTMG与MDI的物质的量之比为1.6:1～2.0:1。
所述的胺类扩链剂，选自乙二胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、己二胺、2-甲基戊二胺中的一种或多种。
所述的反应控制剂为二乙胺、乙醇胺中的一种或二种。
所述的防变黄剂为双(N,N-二甲基酰肼氨基，4-苯基)甲烷，其用量为聚合物量的0.2wt％～1.5wt％。
所述的抗氧化剂为三聚异氰酸，生产商：台湾氰特，其用量为聚合物量的0.5wt％～ 1.5wt％。
所述的抗紫外线吸收剂为2-(2’-羟基-3’，5’-二叔戊基)-苯并三唑，其用量为聚合物量的0.1wt％～1.0wt％。
所述的润滑疏解剂为硬脂酸镁，其用量为聚合物量的0.1wt％～1.0wt％。
所述的升温、熟化，是将聚氨酯原液升温至65～90℃。优选70～80℃。
所述的升温混合装置由5～20根带有夹套的静态混合器组成，所述的静态混合器内径150mm～400mm，长度2m～4m；每段夹套中分别通有75～100℃的热水或0.5～1.0kg的蒸汽使聚氨酯原液原液升温。
所述的高粘度纺丝原液的粘度是指20℃下表观粘度为10000～30000piose，更准确的为15000～25000piose。
有益效果：本方法制备的高粘度氨纶原液更适合高速纺丝和48头以上的纺丝氨纶使用，能大幅提高生产效率，降低生产成本，且具有均一性高、可纺性好的特点。
具体实施方式
下面用实施例来详细描述本发明其生产过程，但这些实施例不得理解为任何意义上的对本发明的限制。
实施例1：
1将238.8kg/h的分子量为1810的PTMG和54.9kg/h的MDI混合反应，加入 386.7kg/h的DMAC,然后和106.5kg/h按质量浓度为5％的物质的量82:10:8比例混合乙二胺、1，2丙二胺和二乙胺的扩链剂DMAC溶液一起进入RA2反应器中反应；最后加入防变黄剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、润滑疏解剂充分混合均匀，制备得质量浓度为 38％聚氨酯原液。
2聚氨酯原液经储罐1→5段静态混合器→储罐2→原液过滤器→5段静态混合器升温混合得到高粘度的聚氨酯纺丝原液，干纺纺丝制备得到48头纺速1000m/min的30旦(Denier)的氨纶丝。
所述的聚氨酯纺丝原液20℃的表观粘度为15000～18000piose。
所述的高粘度纺丝原液前温度为70～75℃。
所述的静态混合器的内径300mm，长度为2m～4m。
所述的静态混合器的每段夹套中分别通有75～100℃的热水或0.5～1.0kg的蒸汽使原液升温。
实施例2
根据实施例1所述的同样方法制备64头纺速1000m/min的30旦聚氨酯弹性纤维。不同之处在于聚氨酯纺丝原液20℃的表观粘度为18000～21000piose，聚氨酯纺丝原液温度为72～77℃。
实施例3
根据实施例1所述的同样方法制备80头纺速1000m/min的30旦聚氨酯弹性纤维。不同之处在于聚氨酯纺丝原液20℃的表观粘度为21000～25000piose，聚氨酯纺丝原液温度为75～80℃。
对比例1
根据实施例1第一步所述的同样方法制备聚氨酯原液，不同之处在于第二步聚氨酯原液经熟化过滤后，干纺纺丝制备24头800m/min的30旦聚氨酯弹性纤维。
所述的聚氨酯纺丝原液20℃的表观粘度为6000～10000piose，
对比例2
根据对比例1所述的同样方法制备聚氨酯弹性纤维，不同之处在于干纺纺丝制备36 头800m/min的30旦聚氨酯弹性纤维。
对比例3
根据对比例1所述的同样方法制备聚氨酯弹性纤维，不同之处在于干纺纺丝制备48 头800m/min的30旦聚氨酯弹性纤维
对上面实施例1、2、3与对比例1、2、3进行比较，实施例的生产效率比对比例提高了100％以上。
通过对上面实施例与对比例的具体实施，得到下表中不同聚氨酯弹性纤维丝的物理性能，氨纶生产成本降低明显。
表中SS300：为牵伸300％时的强力；DS：为断裂强力；DE：为断裂伸长率。
定伸长动态强力不匀率(CV):在固定输入输出速度下张力的变异系数。
其中X为检测张力，为检测张力平均值。

Claims (9)

1.一种高粘度氨纶纺丝原液的制备方法，其特征在于，该制备方法是：
1）将聚四亚甲基醚二醇PTMG、4,4-二苯甲烷二异氰酸酯MDI混合，反应后加入二甲基乙酰胺DMAC溶液；再加入胺类扩链剂和反应控制剂进行扩链反应，得到聚脲基甲酸酯DMAC溶液；并加入防变黄剂、抗氧化剂、抗紫外线吸收剂、润滑疏解剂，充分混合均匀，制备得质量浓度为35%～45%聚氨酯原液；
2）将所述聚氨酯原液经储罐和带升温混合装置的原液管道升温混合，熟化和过滤后，形成均一流动性好的20℃下表观粘度为15000~25000piose的高粘度氨纶纺丝原液；
所述的升温、熟化，是将聚氨酯原液升温至65~90℃。
2.根据权利要求1所述的高粘度氨纶纺丝原液的制备方法，其特征在于所述的PTMG分子量为1810、2000中的一种或二种；所述的PTMG与MDI的物质的量之比为1.6:1～2.0:1。
3.根据权利要求1所述的高粘度氨纶纺丝原液的制备方法，其特征在于所述的胺类扩链剂，选自乙二胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、己二胺、2-甲基戊二胺中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的高粘度氨纶纺丝原液的制备方法，其特征在于所述的反应控制剂为二乙胺、乙醇胺中的一种或二种。
5.根据权利要求1所述的高粘度氨纶纺丝原液的制备方法，其特征在于所述的防变黄剂为双（N,N-二甲基酰肼氨基，4-苯基）甲烷，其用量为聚合物量的0.2wt%～1.5wt%。
6.根据权利要求1所述的高粘度氨纶纺丝原液的制备方法，其特征在于所述的抗氧化剂为三聚异氰酸，生产商：台湾氰特，其用量为聚合物量的0.5wt%～1.5wt%。
7.根据权利要求1所述的高粘度氨纶纺丝原液的制备方法，其特征在于所述的抗紫外线吸收剂为2-（2’-羟基-3’，5’-二叔戊基）-苯并三唑，其用量为聚合物量的0.1wt%～1.0wt%。
8.根据权利要求1所述的高粘度氨纶纺丝原液的制备方法，其特征在于所述的润滑疏解剂为硬脂酸镁，其用量为聚合物量的0.1wt%～1.0wt%。
9.根据权利要求1所述的高粘度氨纶纺丝原液的制备方法，其特征在于所述的升温混合装置由5~20根带有夹套的静态混合器组成，所述的静态混合器内径150mm~400mm，长度2m~4m；每段夹套中分别通有75~100℃的热水或0.5~1.0kg的蒸汽使聚氨酯原液升温。
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