CN1122850A - 耐氯性氨纶纤维制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种耐氯性氨纶纤维制造方法，主要是在氨纶纤维中加入耐氯添加剂氧化锌或氧化锌与二月桂酸二丁基锡的混合物；添加剂的加入方法是将固含量为28～32％的聚醚型聚氨酯浆液，按固含量的1～3％计算量加入添加剂，加入的添加剂必须与适量的溶剂DMF混匀后，在充分的搅拌下，逐滴加入到聚氨酯浆液中去，再搅拌1～2小时，此液体经脱泡、过滤后输至贮存桶中烘干、湿法纺丝用。
Description
本发明涉及一种具有专有化学特性的人造纤维的制造方法。
氨纶是一种具有良好伸缩弹性的新型纺织纤维，目前已广泛地用于针织和机织的弹力织物之中。但是这种织物的耐氯性很差尤其是将氨纶织物制成弹力游泳衣后，在游泳池中使用，会使泳衣受到水中活性氯的侵蚀而丧失强度和弹性，最后缩短了使用寿命由此，提高氨纶的耐氯性成为当今重要研究课题之一。国外对此也展开了研究，如美国杜邦公司，但是其氨纶产品的耐氯效果研究尚可进一步深入提高。
本发明的目的是要提供一种具有耐氯特性的氨纶之制造方法。
本方法是这样实施的：在第一反应器中加入聚四亚甲基醚二醇(PTEMG)302.3公斤，4.4’二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)77.5公斤，正丁醇0.4公斤，在70℃条件下边搅拌边反应，反应时间为45分钟，生成初期线状中间体链段预聚物，再加入溶解用溶剂二甲基甲酰胺(DMF)172.3公斤，将此料液送入第二反应器中；再用二甲基甲酰胺(DMF)406.3公斤冲洗第一反应器后，将洗液输入到第二反应器中。
第二反应器中已事先加入二甲基甲酰胺(DMF)95.7公斤，当将预聚物与冲洗液加入后，再添加消光剂混合液，此混合液是由二氧化钛15.6公斤、增白剂群青0.05公斤，分散剂月桂酸乙二醇脂1.6公斤，用二甲基甲酰胺(DMF)34.9公斤调制而成，在搅拌混合的同时，在反应器中用-10℃冷媒将反应物冷却至8℃，冷却时间约120分钟；再加入用二甲基甲酰胺(DMF)148.5公斤和1、2二氨基丙烷11.2公斤组成的链增长剂，以进行链增长反应，并形成线状结构的大分子聚合物，此反应保持在8℃下反应80分钟，最后加入用二甲基甲酰胺(DMF)5.2公斤与乙醇胺2.3公斤构成的混合液耒封闭聚合物末端，停止聚合反应。然后加浓度修正用溶剂二甲基甲酰胺(DMF)调整原液浓度为固含量达32±0.2％，再用中和剂中和，中和剂是由醋酐1.8公斤与二甲基甲酰胺(DMF)5.2公斤混合而成，在中和过量的聚合终止剂之后，将此原液用泵输入到原液混合槽中。
在原液混合槽中，加入防黄剂月桂酸酰肼和双酚A二甘油醚溶液混合物2.9公斤，润滑剂硬脂酸镁1.2公斤，防黄助剂双N’、N二甲基酰肼羟基氨四苯基甲烷1.2公斤，紫外线吸收剂2’羟基-3’5’二叔丁基苯肼三唑3.9公斤，和抗氧化剂三异氰脲酸3.9公斤，和防变黄剂聚甲基丙烯酸二乙基氨乙基酯2.9公斤；抗氯添加剂是经筛选后，选择较理想的有氧化锌、二月桂酸二丁基锡(DESn)及混合物氧化锌/AW＝4/1、氧化锌/DBSn＝4/1；为了使添加剂的耐氯特性能在纤维产品中长期保持，此添加剂的加入方式必须是先将添加剂与适量的溶剂二甲基甲酰胺(DMF)混匀后，在充分的搅拌下，缓缓加入到聚氨酯浆液中去，再搅拌1～2小时，使其成为均匀的液体，此液体经真空脱泡、机械过滤后用泵输入至纺丝贮槽中，即可供纺丝用。
添有添加剂的浆液可采用干法、湿法纺丝，即可制得耐氯性成品纤维。
湿法纺丝过程为：添有添加剂的浆液经0.1MM的喷丝孔，以0.8～1.0克/分或泵供量0.4毫升/转的供浆量和4.5米/分的卷绕速度，先通过第一凝固浴，浴中为5％DMF＋95％水的混合溶液，温度为30°～40℃，再进入第二凝固浴，浴中放有70°～80℃的水，纤维经此水浴后，再进入沸水池中煮半个小时，即进入烘箱，在100℃下定型2小时，即为成品纤维。
干法纺丝过程为：添有添加剂的浆液经孔径为0.017MM，整板上有7-14个圆孔的喷丝板，纺丝速度为400-500米/分，在纺丝甬道中送入200-230℃的热风，出口风温约为120℃，再经网络、上油、卷绕即得成品纤维，其中纤度大于77Dtex以上的纤维需再经80-90℃的湿热空气定型3小时。
为考核成品纤维的耐氯性能，本发明采用将成品纤维用氯水浸泡的方式测试纤维强度保持率％和纤维弹性功保持率％，并与未加入添加剂的原氨纶纤维、杜邦公司的耐氯氨纶产品纤维作对比，以证实本发明的制造方法的可靠性。
将已添加入不同的添加剂的氨纶纤维和对比样品，在有效氯浓度为100PPM，水温为30℃，PH≈7的氯水中浸泡24小时与48小时后，取得的比较数据，将此比较数据按每5个数据取一个平均值，列于表1：
表1. 添加各种添加剂的氨纶纤维的耐氯性能比较浸泡时间(小时)纤维强度保持率(％)纤维弹性功保持率(％)添加剂加入量 24 48 24 48未加添加剂 4.56 2.97 0.46 -----杜邦样品 9.64 4.99 7.37 0.84氧化锌1％ 19.76 6.98 17.83 1.32
2％ 40.63 19.78 33.70 8.18
3％ 45.17 24.55 47.25 11.74DBSn 1％ 8.24 2.43 2.48 0.25
2％ 15.40 6.82 2.17 0.51
3％ 17.70 7.19 3.84 0.84氧化锌/DBSn＝4/1
2％ 16.93 9.17 10.82 2.13通过表1所列数据，可以确认在游泳池泳水中的常规有效氯浓度的范围内，在氨纶浆液中添加浆液固含量的2～3％的氧化锌时，其耐氯性能最佳。而次之为氧化锌/DBSn＝4/1。
表2列出采用浸泡水的有效氯浓度为100PPM，PH≈7，耐氯氨纶丝的浸泡时间为24小时，水温按通常气温定为20℃、30℃、40℃时的水温与耐氯性能的比较。
表2、耐氯氨纶丝在不同浸泡水温下的性能比较
浸泡温度(℃) 纤维强度保持率(％)添加剂加入量 20 30 40氧化锌1％ 100 19.76 14.89氧化锌2％ — 40.63 16.47氧化锌3％ — 45.17 19.50
从表2的数据可见当水温在30°～40℃的范围内，氧化锌的添加量以浆液固含量的2～3％为最佳。
本发明所取得的耐氯添加剂的耐氯数据与本制造方法的制造步骤有密切的关系，只有按本发明的制造方法步骤耒制造耐氯产品，方可保证添加剂的耐氯特性得以保持。
下面参照附图与实施例对本发明作详细的阐述。
附图1是本发明的制造工艺流程示意图。
实施例1：在第一反应器中加入聚四亚甲基醚二醇(PTEMG)302.3公斤，4、4’二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)77.5公斤，正丁醇0.4公斤在70℃条件下边搅拌边反应，反应时间为45分钟，生成初期线状中间体链段预聚物，加入溶解用溶剂二甲基甲酰胺(DMF)172.3公斤，将此料液送入第二反应器中；再用二甲基甲酰胺(DMF)406.3公斤冲洗第一反应器后，将洗液输入第二反应器中。第二反应器中已事先加入二甲基甲酰胺(DMF)95.7公斤，当将预聚物与冲洗液加入后，添加消光剂混合液，此混合液是由二氧化钛15.6公斤、增白剂群青0.05公斤，分散剂月桂酸乙二醇脂1.6公斤，用二甲基甲酰胺(DMF)34.9公斤调制而成，在搅拌混合的同时，在反应器中用-10℃冷媒将反应物冷却至8℃，冷却时间约120分钟；再加入用二甲基甲酰胺(DMF)148.5公斤和1、2二氨基丙烷11.2公斤组成的链增长剂，以进行链增长反应，并形成线状结构的大分子聚合物，此反应保持在8℃下反应80分钟，最后加入用二甲基甲酰胺(DMF)5.2公斤与乙醇胺2.3公斤构成的混合液耒封闭聚合物末端，停止聚合反应。然后加浓度修正用溶剂二甲基甲酰胺(DMF)调整原液浓度为固含量达32±0.2％，再用中和剂即醋酐1.8公斤与二甲基甲酰胺(DMF)5.2公斤混合而成耒中和原液，在中和过量的聚合终止剂之后，将此原液用泵输入到原液混合槽中。
在原液混合槽中，加入防黄剂月桂酸酰肼和双酚A二甘油醚溶液混合物2.9公斤，润滑剂硬脂酸镁1.2公斤，防黄助剂双N’、N二甲基酰肼羟基氨四苯基甲烷1.2公斤，紫外线吸收剂2’羟基-3’5’二叔丁基苯肼三唑3.9公斤，和抗氧化剂三异氰脲酸3.9公斤，和防变黄剂聚甲基丙烯酸二乙基氨乙基酯2.9公斤；抗氯添加剂是经筛选后，选择较理想的氧化锌。将固含量为32±0.2％的聚醚型聚氨酯浆液，按浆液固含量的3％计算量算出应加入添加剂氧化锌量，将氧化锌与适量的溶剂DMF混匀，在充分的搅拌下，缓缓加入到聚氨酯浆液中去，再搅拌2小时，使其成为均匀的液体，此液体经真空脱泡、机械过滤后输入至纺丝贮存槽中，供湿法纺丝用。
添有氧化锌添加剂的浆液可采用湿法纺丝，经0.1MM的喷丝孔，以0.8～1.0克/分的供浆量和4.5米/分的卷绕速度，先通过第一凝固浴中以5％DMF＋95％水混合的溶液，其温度为30°～40℃；再进入第二凝固浴，浴中放有70°～80℃的水，通过此热水浴后，再进入沸水池中煮半个小时，即进入烘箱，再于110℃下定型2分钟即为耐氯性良好的氨纶成品纤维。实施例2：在第一反应器中加入聚四亚甲基醚二醇(PTEMG)302.3公斤，4、4’二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)77.5公斤，正丁醇0.4公斤在70℃条件下边搅拌边反应，反应时间为45分钟，生成初期线状中间体链段预聚物，加入溶解用溶剂二甲基甲酰胺(DMF)172.3公斤，将此料浆送入第二反应器中；再用二甲基甲酰胺(DMF)406.3公斤冲洗第一反应器后，将洗液输入第二反应器中。
第二反应器中已事先加入二甲基甲酰胺(DMF)95.7公斤，当将预聚物与冲洗液加入后，添加消光剂混合液，此混合液是由二氧化钛15.6公斤，增白剂群青0.05公斤，分散剂月桂酸乙二醇脂1.6公斤，用二甲基甲酰胺(DMF)34.9公斤调制而成，在搅拌混合的同时，在反应器中用-10℃冷媒将反应物冷却至8℃，冷却时间约120分钟；再加入用二甲基甲酰胺(DMF)148.5公斤和1、2二氨基丙烷11.2公斤组成的链增长剂，以进行链增长反应，并形成线状结构的大分子聚合物，此反应保持在8℃下反应80分钟，最后加入用二甲基甲酰胺(DMF)5.2公斤与乙醇胺2.3公斤构成的混合液耒封闭聚合物末端，停止聚合反应。然后加浓度修正用溶剂二甲基甲酰胺(DMF)调整原液浓度为固含量达32±0.2％，再用中和剂即醋酐1.8公斤与二甲基甲酰胺(DMF)5.2公斤混合而成耒中和原液，在中和过量的聚合终止剂之后，将此原液用泵输入到原液混合槽中。
在原液混合槽中，加入防黄剂月桂酸酰肼和双酚A二甘油醚溶液混合物2.9公斤，润滑剂硬脂酸镁1.2公斤，防黄助剂双N’、N二甲基酰肼羟基氨四苯基甲烷1.2公斤，紫外线吸收剂2’羟基-3’ 5’二叔丁基苯肼三唑3.9公斤，和抗氧化剂三异氰脲酸3.9公斤，和防变黄剂聚甲基丙烯酸二乙基氨乙基酯2.9公斤；抗氯添加剂是经筛选后，选择较理想的氧化锌将固含量为32±0.2％的聚醚型聚氨酯浆液用溶剂(DMF)稀释到固含量为28％，按浆液固含量的2％计算量算出应加入添加剂氧化锌量，取添加剂氧化锌加溶剂DMF，并混匀，在充分的搅拌下，缓缓加入到聚氨酯浆液中去，再搅拌2小时，使其成为均匀的液体，此液体经真空脱泡、机械过滤后输入至纺丝贮存槽中。
添有添加剂的浆液可采用干法纺丝：将添有添加剂的浆液经孔径为0.017MM，整板上有7-14个圆孔的喷丝板，纺丝速度为400-500米/分，在纺丝甬道中送入200-230℃的热风，出口风温约为120℃，再经网络、上油、卷绕即得成品纤维，其中纤度大于77Dtex以上的纤维需再经80-90℃的湿热空气定型3小时，即得耐氯性良好的氨纶成品纤维。
Claims (4)
1、一种耐氯性氨纶纤维制造方法，主要是在氨纶纤维中加入耐氯添加剂，其特征在于耐氯添加剂较适用于氨纶纤维的有氧化锌、、二月桂酸二丁基锡DESn及混合物氧化锌/DESn＝4/1；其中以氧化锌的耐氯性最佳，氧化锌/DESn＝4/1次之。
2、根据权利要求1的耐氯性氨纶纤维制造方法，其特征在于添加剂的加入方法是将固含量为28—32±0.2％的聚醚型聚氨酯浆液，按固含量的1～3％计算量加入添加剂，先将添加剂与适量的溶剂DMF混匀，在充分的搅拌下，缓缓加入到聚氨酯浆液中去，再搅拌1～2小时，使其成为均匀的液体，此液体经真空脱泡、机械过滤后用泵输入至纺丝贮存桶中。
3、根据权利要求1的耐氯性氨纶纤维制造方法，其特征在于湿法纺丝过程为：添有添加剂的浆液经0.1MM的喷丝孔，以0.8～1.0克/分或泵供量0.4毫升/转的供浆量和4.5米/分的卷绕速度，先通过第一凝固浴，浴中为5％DMF＋95％水的混合溶液，温度为30°～40℃，再进入第二凝固浴，浴中放有70°～80℃的水，纤维经此水浴后，再进入沸水池中煮半个小时，即进入烘箱，在100℃下定型2小时，即为成品纤维。
4、根据权利要求1的耐氯性氨纶纤维制造方法，其特征在于干法纺丝过程为：添有添加剂的浆液经孔径为0.017MM，整板上有7-14个圆孔的喷丝板，纺丝速度为400-500米/分，在纺丝甬道中送入200-230℃的热风，出口风温约为120℃，再经网络、上油、卷绕即得成品纤维，其中纤度大于77Dtex以上的纤维需再经80-90℃的湿热空气定型3小时后即得成品纤维。
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