CN109868516B - 一种熔纺氨纶用聚氨酯交联剂的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种熔纺氨纶用聚氨酯交联剂的生产方法，包括下列步骤：A、将聚酯二醇、聚醚多元醇、小分子扩链剂、丙烯酸树脂混合均匀，得混合物；B、将混合物在100～140℃下真空脱水1～3h，冷却降温到50～60℃；C、在氮气保护下加入有机二异氰酸酯，在70～100℃下反应1～5h，得到聚氨酯交联剂。本发明的熔纺氨纶用聚氨酯交联剂的生产方，工艺流程简单，生产效率高、生产周期短，生产成本低，设备投资少，依据本发明的方法生产的熔纺氨纶用聚氨酯交联剂可提高熔纺氨纶纤维的纺丝稳定性、断裂强度及耐热性能。
Description
技术领域
本发明涉及聚氨酯领域，具体涉及一种熔纺氨纶用聚氨酯交联剂的生产方法。
背景技术
熔纺氨纶具有工艺流程简单、生产效率高、设备投资少，生产过程不需溶剂，无任何排放物和残留物，环保安全的优点，在国际上被称为“绿色氨纶”。由于熔纺氨纶纤维同干纺氨纶纤维在结构上的差异，相比干纺氨纶纤维，熔纺氨纶纤维在耐热、弹性回复率等方面性能较差。所以在进行熔纺进行时，加入交联剂，可以最终提高熔纺氨纶的综合性能，如提高回弹率，提高拉伸强度等。
本发明的目的是要解决现有技术存在的上述问题，提供一种工艺流程简单，生产效率高、生产周期短，生产成本低，设备投资少，可提高熔纺氨纶纤维的纺丝稳定性、断裂强度及耐热性能的熔纺氨纶用聚氨酯交联剂的生产方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种熔纺氨纶用聚氨酯交联剂的生产方法。本发明的熔纺氨纶用聚氨酯交联剂的生产方，工艺流程简单，生产效率高、生产周期短，生产成本低，设备投资少，依据本发明的方法生产的熔纺氨纶用聚氨酯交联剂可提高熔纺氨纶纤维的纺丝稳定性、断裂强度及耐热性能。
本发明通过下述技术方案实现：
一种熔纺氨纶用聚氨酯交联剂的生产方法，包括下列步骤：
A、将聚酯二醇、聚醚多元醇、小分子扩链剂、丙烯酸树脂混合均匀，得混合物；
B、将混合物在100～140℃下真空脱水1～3h，冷却降温到50～60℃；
C、在氮气保护下加入有机二异氰酸酯，在70～100℃下反应1～5h，得到聚氨酯交联剂。
本发明的熔纺氨纶用聚氨酯交联剂的生产方，工艺流程简单，生产效率高、生产周期短，生产成本低，设备投资少，依据本发明的方法生产的熔纺氨纶用聚氨酯交联剂可提高熔纺氨纶纤维的纺丝稳定性、断裂强度及耐热性能。
优选的，所述小分子扩链剂为乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、一缩二乙二醇、1，4-环己烷二醇、二亚甲基苯基二醇、对苯二酚羟基醚、二乙基甲苯二胺和3，5-二甲硫基甲苯二胺中的任意一种或多种。
优选的，所述的丙烯酸树脂的分子量为5000～3000000。
更优选的，所述的丙烯酸树脂的分子量为优选50000～500000。
优选的，所述丙烯酸树脂的玻璃化转变温度为-30～130℃。
优选的，所述丙烯酸树脂的玻璃化转变温度为40～80℃。
优选的，所述有机二异氰酸酯为4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯、IPDI异佛尔酮二异氰酸酯、1，5萘二异氰酸酯和4，4`-二环己甲烷二异氨酸酯中的任意一种或多种。
优选的，所述聚酯二醇为聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇、聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇、聚己二酸1-4丁二醇酯二醇、聚己二酸己二醇1，4丁二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇一缩二乙二醇酯二醇、聚己二酸1，6己二醇酯二醇、聚ε己内酯二醇和聚碳酸1，6己二醇酯二醇中的两种或四种。
优选的，所述聚醚多元醇为聚乙二醇多元醇、聚丙二醇多元醇和聚四氢呋喃多元醇的任意一种或多种。
优选的，所述聚乙二醇多元醇、聚丙二醇多元醇和聚四氢呋喃多元醇的分子量均为200～1000。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明的熔纺氨纶用聚氨酯交联剂的生产方，工艺流程简单，生产效率高、生产周期短，生产成本低，设备投资少，依据本发明的方法生产的熔纺氨纶用聚氨酯交联剂可提高熔纺氨纶纤维的纺丝稳定性、断裂强度及耐热性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
下述实施例中所述试验方法或测试方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制备。
本发明所述的丙烯酸树脂是丙烯酸、甲基丙烯酸及其衍生物聚合物的总称。
本发明所述的分子量为数均分子量。
本发明所述粘接活化温度是指氨纶和尼龙混纺的定型温度。
实施例1：
一种熔纺氨纶用聚氨酯交联剂的生产方法，包括下列步骤：
A、将聚酯二醇、聚醚多元醇、小分子扩链剂、丙烯酸树脂混合均匀，得混合物；
B、将混合物在100～140℃下真空脱水1～3h，冷却降温到50～60℃；
C、在氮气保护下加入有机二异氰酸酯，在70～100℃下反应1～5h，得到聚氨酯交联剂。
实施例2：
一种熔纺氨纶用聚氨酯交联剂的生产方法，包括下列步骤：
A、将聚酯二醇、聚醚多元醇、小分子扩链剂、丙烯酸树脂混合均匀，得混合物；
B、将混合物在100～140℃下真空脱水1～3h，冷却降温到50～60℃；
C、在氮气保护下加入有机二异氰酸酯，在70～100℃下反应1～5h，得到聚氨酯交联剂。
优选的，所述小分子扩链剂为乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、一缩二乙二醇、1，4-环己烷二醇、二亚甲基苯基二醇、对苯二酚羟基醚、二乙基甲苯二胺和3，5-二甲硫基甲苯二胺中的任意一种或多种。
优选的，所述的丙烯酸树脂的分子量为5000～3000000。
更优选的，所述的丙烯酸树脂的分子量为优选50000～500000。
优选的，所述丙烯酸树脂的玻璃化转变温度为-30～130℃。
优选的，所述丙烯酸树脂的玻璃化转变温度为40～80℃。
优选的，所述有机二异氰酸酯为4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯、IPDI异佛尔酮二异氰酸酯、1，5萘二异氰酸酯和4，4`-二环己甲烷二异氨酸酯中的任意一种或多种。
优选的，所述聚酯二醇为聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇、聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇、聚己二酸1-4丁二醇酯二醇、聚己二酸己二醇1，4丁二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇一缩二乙二醇酯二醇、聚己二酸1，6己二醇酯二醇、聚ε己内酯二醇和聚碳酸1，6己二醇酯二醇中的两种或四种。
优选的，所述聚醚多元醇为聚乙二醇多元醇、聚丙二醇多元醇和聚四氢呋喃多元醇的任意一种或多种。
优选的，所述聚乙二醇多元醇、聚丙二醇多元醇和聚四氢呋喃多元醇的分子量均为200～1000。
实施例3
将聚酯二醇(聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇，分子量2500)50份，聚醚多元醇(聚四氢呋喃多元醇，分子量3000)10份，小分子扩链剂(乙二醇)5份，丙烯酸树脂(玻璃化转变温度Tg＝56℃，分子量50000)10份的混合物在120℃下真空脱水2小时，冷却降温到50℃，在氮气保护下加入MDI(4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯)25份，在80℃下反应5小时生成聚氨酯交联剂。异氰酸基(NCO)含量NCO＝3.5％，黏度240cps/200℃。200℃的黏度稳定性测试：1小时后，黏度为280cps。
对比例1
将聚酯二醇(聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇，分子量2500)50份，聚醚多元醇(聚四氢呋喃多元醇，分子量3000)10份，小分子扩链剂(乙二醇)5份，10份的混合物在120℃下真空脱水2小时，冷却降温到50℃，在氮气保护下加入MDI(4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯)25份，在80℃下反应5小时生成聚氨酯交联剂。NCO＝3.1％，黏度180cps/200℃。200℃的黏度稳定性测试：1小时后，黏度为260cps。
热塑性聚氨酯切片经干燥后进入螺杆入口，经熔融后在螺杆出口加入实施例3或对比例1的聚氨酯交联剂(添加量10％)，然后经静态混合器混合后经计量泵计量后进入组件纺丝，甬道冷却，上油，卷绕。生产规格为20D，在25℃，湿度70％，条件下熟化1周。
所述热塑性聚氨酯切片按如下步骤制得，聚ε-己内酯二醇(分子量1000，市售)80份，聚四亚甲基醚二醇(分子量1500，市售)10份，EVA的(VA含量60％，市售)10份共混均匀，在120℃，真空脱水2小时，得混合多元醇；用计量泵按摩尔比1.03：0.97：2的比例将混合多元醇、3，5-二甲硫基甲苯二胺、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯打入反应双螺杆中，反应温度190℃，水下造粒，干燥、包装后的产品。
制备的氨纶性能如下：
实施例4
将聚酯二醇(聚ε己内酯二醇，分子量2500)50份，聚醚多元醇(聚四氢呋喃多元醇，分子量3000)10份，小分子扩链剂(1-4丁二醇)5份，丙烯酸树脂(Tg＝56℃，分子量50000)10份的混合物在120℃下真空脱水2小时，冷却降温到50℃，在氮气保护下加入MDI(4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯)25份，在80℃下反应5小时生成聚氨酯交联剂。NCO＝3.1％，黏度240cps/200℃。200℃的黏度稳定性测试：1小时后，黏度为280cps。
对比例2
将聚酯二醇(聚ε己内酯二醇，分子量2500)50份，聚醚多元醇(聚四氢呋喃多元醇，分子量3000)10份，小分子扩链剂(1-4丁二醇)5份的混合物在120℃下真空脱水2小时，冷却降温到50℃，在氮气保护下加入MDI(4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯)25份，在80℃下反应5小时生成聚氨酯交联剂。NCO＝2.8％，黏度140cps/200℃。200℃的黏度稳定性测试：1小时后，黏度为210cps。
热塑性聚氨酯切片经干燥后进入螺杆入口，经熔融后在螺杆出口加入实施例4或对比例2的聚氨酯交联剂(添加量10％)，然后经静态混合器混合后经计量泵计量后进入组件纺丝，甬道冷却，上油，卷绕。生产规格为20D，在25℃，湿度70％，条件下熟化1周。
所述热塑性聚氨酯切片按如下步骤制得，聚ε-己内酯二醇(分子量1000，市售)80份，聚四亚甲基醚二醇(分子量1500，市售)10份，EVA的(VA含量60％，市售)10份共混均匀，在120℃，真空脱水2小时，得混合多元醇；用计量泵按摩尔比1.03：0.97：2的比例将混合多元醇、3，5-二甲硫基甲苯二胺、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯打入反应双螺杆中，反应温度190℃，水下造粒，干燥、包装后的产品。
制备的氨纶性能如下：
实施例5
将聚酯二醇(聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇，分子量3000)40份，聚醚多元醇(聚四氢呋喃多元醇，分子量3000)10份，小分子扩链剂(乙二醇)5份，丙烯酸树脂(Tg＝72℃，分子量800000)10份的混合物在120℃下真空脱水2小时，冷却降温到50℃，在氮气保护下加入NDI(1，5萘二异氰酸酯)30份，在80℃下反应5小时生成聚氨酯交联剂。NCO＝4.7％，黏度140cps/200℃。200℃的黏度稳定性测试：1小时后，黏度为210cps。
对比例3
将聚酯二醇(聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇，分子量3000)40份，聚醚多元醇(聚四氢呋喃多元醇，分子量3000)10份，小分子扩链剂(乙二醇)5份的混合物在120℃下真空脱水2小时，冷却降温到50℃，在氮气保护下加入NDI(1，5萘二异氰酸酯)30份，在80℃下反应5小时生成聚氨酯交联剂。NCO＝4.1％，黏度130cps/200℃。200℃的黏度稳定性测试：1小时后，黏度为250cps。
热塑性聚氨酯切片经干燥后进入螺杆入口，经熔融后在螺杆出口加入实施例5或对比例3的聚氨酯交联剂(添加量10％)，然后经静态混合器混合后经计量泵计量后进入组件纺丝，甬道冷却，上油，卷绕。生产规格为20D，在25℃，湿度70％，条件下熟化1周。
所述热塑性聚氨酯切片按如下步骤制得，聚ε-己内酯二醇(分子量1000，市售)80份，聚四亚甲基醚二醇(分子量1500，市售)10份，EVA的(VA含量60％，市售)10份共混均匀，在120℃，真空脱水2小时，得混合多元醇；用计量泵按摩尔比1.03：0.97：2的比例将混合多元醇、3，5-二甲硫基甲苯二胺、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯打入反应双螺杆中，反应温度190℃，水下造粒，干燥、包装后的产品。
制备的氨纶性能如下：
实施例6
将聚酯二醇(聚己二酸1-4丁二醇酯二醇，分子量1000)50份，聚醚多元醇(聚丙二醇多元醇，分子量3000)11份，小分子扩链剂(乙二醇)4份，丙烯酸树脂(Tg＝36℃，分子量50000)10份的混合物在120℃下真空脱水2小时，冷却降温到50℃，在氮气保护下加入MDI(4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯)25份，在80℃下反应5小时生成聚氨酯交联剂。NCO＝3.9％，黏度240cps/200℃。200℃的黏度稳定性测试：1小时后，黏度为280cps。
对比例4
将聚酯二醇(聚己二酸1-4丁二醇酯二醇，分子量1000)50份，聚醚多元醇(聚丙二醇多元醇，分子量3000)11份，小分子扩链剂(乙二醇)4份的混合物在120℃下真空脱水2小时，冷却降温到50℃，在氮气保护下加入MDI(4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯)25份，在80℃下反应5小时生成聚氨酯交联剂。NCO＝3.5％，黏度190cps/200℃。200℃的黏度稳定性测试：1小时后，黏度为290cps。
热塑性聚氨酯切片经干燥后进入螺杆入口，经熔融后在螺杆出口加入实施例6或对比例4的聚氨酯交联剂(添加量10％)，然后经静态混合器混合后经计量泵计量后进入组件纺丝，甬道冷却，上油，卷绕。生产规格为20D，在25℃，湿度70％，条件下熟化1周。
所述热塑性聚氨酯切片按如下步骤制得，聚ε-己内酯二醇(分子量1000，市售)80份，聚四亚甲基醚二醇(分子量1500，市售)10份，EVA的(VA含量60％，市售)10份共混均匀，在120℃，真空脱水2小时，得混合多元醇；用计量泵按摩尔比1.03：0.97：2的比例将混合多元醇、3，5-二甲硫基甲苯二胺、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯打入反应双螺杆中，反应温度190℃，水下造粒，干燥、包装后的产品。
制备的氨纶性能如下：
实施例7
将聚酯二醇(聚碳酸1，6己二醇酯二醇，分子量3000)40份，聚醚多元醇(聚四氢呋喃多元醇，分子量3000)10份，小分子扩链剂(乙二醇)5份，丙烯酸树脂(Tg＝56℃，分子量50000)15份的混合物在120℃下真空脱水2小时，冷却降温到50℃，在氮气保护下加入MDI(4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯)30份，在80℃下反应5小时生成聚氨酯交联剂。NCO＝5.2％，黏度440cps/200℃。200℃的黏度稳定性测试：1小时后，黏度为480cps。
对比例5
将聚酯二醇(聚碳酸1，6己二醇酯二醇，分子量3000)40份，聚醚多元醇(聚四氢呋喃多元醇，分子量3000)10份，小分子扩链剂(乙二醇)5份的混合物在120℃下真空脱水2小时，冷却降温到50℃，在氮气保护下加入MDI(4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯)30份，在80℃下反应5小时生成聚氨酯交联剂。NCO＝5.0％，黏度410cps/200℃。200℃的黏度稳定性测试：1小时后，黏度为580cps。
热塑性聚氨酯切片经干燥后进入螺杆入口，经熔融后在螺杆出口加入实施例7或对比例5的聚氨酯交联剂(添加量10％)，然后经静态混合器混合后经计量泵计量后进入组件纺丝，甬道冷却，上油，卷绕。生产规格为20D，在25℃，湿度70％，条件下熟化1周。
所述热塑性聚氨酯切片按如下步骤制得，聚ε-己内酯二醇(分子量1000，市售)80份，聚四亚甲基醚二醇(分子量1500，市售)10份，EVA的(VA含量60％，市售)10份共混均匀，在120℃，真空脱水2小时，得混合多元醇；用计量泵按摩尔比1.03：0.97：2的比例将混合多元醇、3，5-二甲硫基甲苯二胺、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯打入反应双螺杆中，反应温度190℃，水下造粒，干燥、包装后的产品。
制备的氨纶性能如下：
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种熔纺氨纶用聚氨酯交联剂的生产方法，其特征在于，由下列步骤组成：
A、将聚酯二醇、聚醚多元醇、小分子扩链剂、丙烯酸树脂混合均匀，得混合物；
B、将混合物在100～140℃下真空脱水1～3h，冷却降温到50～60℃；
C、在氮气保护下加入有机二异氰酸酯，在70～100℃下反应1～5h，得到聚氨酯交联剂；
所述小分子扩链剂为乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、一缩二乙二醇、1，4-环己烷二醇、二亚甲基苯基二醇、对苯二酚羟基醚、二乙基甲苯二胺和3，5-二甲硫基甲苯二胺中的任意一种或多种；所述的丙烯酸树脂的分子量为50000～500000；所述丙烯酸树脂的玻璃化转变温度为-30～130℃；所述有机二异氰酸酯为4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯、IPDI异佛尔酮二异氰酸酯、1，5萘二异氰酸酯和4，4`-二环己甲烷二异氨酸酯中的任意一种或多种；所述聚酯二醇为聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇、聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇、聚己二酸1-4丁二醇酯二醇、聚己二酸己二醇1，4丁二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇一缩二乙二醇酯二醇、聚己二酸1，6己二醇酯二醇、聚ε己内酯二醇和聚碳酸1，6己二醇酯二醇中的两种或四种；所述聚醚多元醇为聚乙二醇多元醇、聚丙二醇多元醇和聚四氢呋喃多元醇的任意一种或多种；所述聚乙二醇多元醇、聚丙二醇多元醇和聚四氢呋喃多元醇的分子量均为200～1000。
2.根据权利要求1所述的熔纺氨纶用聚氨酯交联剂的生产方法，其特征在于：所述丙烯酸树脂的玻璃化转变温度为40～80℃。
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Non-Patent Citations (1)
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| 聚丙烯酸酯与聚氨酯共混物的合成与性能研究;李素君;《安徽化工》;20011231(第6期);4-6 * |
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