CN104357943B - 一种多孔细旦氨纶的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多孔细旦氨纶的制备方法,其特征在于:(1)制备过程采用聚四亚甲基醚二醇PTMG、4,4‑二苯甲烷二异氰酸酯4,4‑MDI、二胺、为原料,分步聚合得到聚脲基甲酸酯DMAC溶液;并加入抗氧化剂、润滑剂、消光剂、紫外吸收剂以及抗粘连剂等功能助剂;然后,借助多孔喷丝板对含有助剂的聚脲基甲酸酯溶液进行喷丝拉伸、高温干燥、上油,便得到单丝之间互不粘连的多孔细旦氨纶,再经卷绕成型,得到多孔氨纶丝卷;(2)使用过程借助分丝器,在一定牵伸条件下,将多孔细旦氨纶逐一分成氨纶单丝,然后进入相应的织造单元,进行织造。
Description
技术领域
本发明是一种多孔细旦氨纶的制备方法,属于聚氨酯弹性纤维材料制造及其织造技术领域。
背景技术
聚氨酯弹性纤维俗称氨纶,具有优异的弹性性能和承受应力,被喻为纺织品的“工业味精”,在织物中织入少量氨纶(含氨量一般为6%~22%),可以显著改善织物穿着舒适性和美观度,因此已经成为一种不可或缺的纺织品原料之一。由于织物的用途以及面料的薄厚程度不同,其对氨纶规格(粗细程度)要求亦不相同,目前最为常见的氨纶规格为20D~1120D,其中20D氨纶由于丝线特别纤细,因此习惯性地称为“细旦”氨纶。
目前,氨纶纺丝甬道一般包含24~60个喷丝板,而每个喷丝板又包含1-7个喷丝孔,因此对于固定的纺丝甬道而言,每个喷丝板的生产规格(即旦数)会影响氨纶生产成本,即氨纶旦数越小,其生产成本越高,氨纶价格随之就高。由于客户对细旦产品弹性性能要求较高,氨纶大多都是采用仅含有1孔喷丝板的生产技术,因此其生产效率相对低下,产品价格要较其他规格产品高出1~2万元/吨,致使衣物价格偏高,致使细旦氨纶产品需求规模受到了一定的限制;同时下游客户为了降低生产成本,在织造使用过程中,往往想尽办法提高氨纶牵伸倍数,以将低织物中的氨纶含量,致使织物中的氨纶更容易受到气候侵蚀、化学损伤,引起弹性丧失,织物变形。因此,降低氨纶价格,有助于提升氨纶的市场规模和应用前景。
发明内容
技术问题:本发明的目的在于解决上述现有技术的不足,提供了一种多孔细旦氨纶的制备方法。
技术方案:本本发明涉及一种多孔细旦氨纶的制备方法,其特征在于:(1)制备过程采用聚四亚甲基醚二醇PTMG、4,4-二苯甲烷二异氰酸酯4,4-MDI、二胺、为原料,分步聚合得到聚脲基甲酸酯DMAC溶液;并加入抗氧化剂、润滑剂、消光剂、紫外吸收剂以及抗粘连剂等功能助剂;然后,借助多孔喷丝板对含有助剂的聚脲基甲酸酯溶液进行喷丝拉伸、高温干燥、上油,便得到单丝之间互不粘连的多孔细旦氨纶,再经卷绕成型,得到多孔氨纶丝卷;(2)使用过程借助分丝器,在一定牵伸条件下,将多孔细旦氨纶逐一分成氨纶单丝,然后进入相应的织造单元,进行织造。具体包括如下几个步骤:
本发明的多孔细旦氨纶的制备方法包括如下几个步骤:
步骤1.在第一反应器中1st Reactor,同时加入聚四亚甲基醚二醇PTMG、4,4-二苯甲烷二异氰酸酯4,4-MDI,置于70-80℃温度条件下,充分进行预聚反应,得到以-NCO封端的预聚物PP;
步骤2.在高速溶解机Dissolver中,采用N,N-二甲基乙酰胺DMAC作为溶剂,对预聚物PP进行充分溶解,得到含有-NCO封端的预聚物溶液PPs;
步骤3.在第二反应器2nd Reactor中,采用含有二胺类扩链剂、单胺类扩链剂的混合胺DMAC溶液对PPs同时进行链增长、链终止,得到聚脲基甲酸酯溶液;
步骤4.在步骤3得到的聚脲基甲酸酯溶液中加入抗氧化剂、润滑剂、消光剂、紫外吸收剂以及抗粘连剂的功能助剂,并进行充分搅拌分散、熟化,得到聚脲基甲酸酯纺丝溶液;
步骤5.在干法纺丝***中,借助多孔喷丝板,对聚脲基甲酸酯纺丝溶液进行喷丝拉伸、高温干燥、上油,单丝之间互不粘连的多孔细旦氨纶丝,再经卷绕成型,得到多孔细旦氨纶丝卷;
步骤6.织造时,借助含有多个导丝孔的分丝器,将丝卷中的多孔细旦氨纶丝逐一分成氨纶单丝,然后送入相应的织造单元,进行织造成纱或布。
其中,
聚四亚甲基醚二醇分子量为1500~3000。
预聚物PP中的-NCO端基含量为1.8wt%~3.5wt%。
二胺类扩链剂中的二胺为乙二胺、1,2-丙二胺、2-甲基-1,5-戊二胺或四甲基乙二胺中的一种或几种;单胺类终止剂中的单胺为二甲胺、二乙胺、二丙胺、乙醇胺或二乙醇胺的一种或几种。
所述的抗粘连剂为二氧化硅,或是丙烯酸聚氨酯、异氰酸酯基、硅树酯与环氧聚氨酯四元共聚物;添加量占氨纶裸丝比重为0.1wt%~1.5wt%。
润滑剂为十八酸硬脂酸镁,添加量占氨纶裸丝比重为0.1wt%~1.5wt%。
多孔喷丝板的孔数为2~10个;多孔细旦氨纶孔数为2~10个。
上油重量占氨纶比重2wt%~10wt%。
分丝器的导丝孔孔数为2~10个。
有益效果:本发明在聚氨酯原液中加入抗粘连剂,制备单丝之间互不粘连的多孔细旦氨纶;并在织造使用过程,采用多孔分丝器将氨纶丝逐一分成氨纶单丝,然后再进行织造。相比于其它制备方法,该方法具有如下优点:(1)采用多孔喷丝板生产多孔细旦氨纶,可以显著提高氨纶生产效率,降低生产成本及产品价格,有效扩大产品使用领域与规模;(2)在聚氨酯原液中加入抗粘连剂,不仅防止氨纶单丝间发生粘连,而且可以提高氨纶丝卷的退卷性能;(3)在织造过程中,预先采用分丝器对氨纶复丝进行分丝,可以有效降低氨纶因牵伸倍数高、单丝粘附等原因,发生的断丝现象。由于以上的优点,因此可以实现多孔细旦氨纶的制备。
附图说明
图1双孔细旦氨纶,
图2三孔细旦氨纶,
图3分丝器截面示意图,
图4单孔细旦氨纶。
图中有:双孔氨纶丝卷1;退绕棍2;双孔氨纶丝3;双孔分丝器4;单孔氨纶5;导丝轮6;三孔氨纶丝卷7;三孔氨纶丝8;三孔分丝器9;导丝孔10;单孔氨纶丝卷11。
具体实施方式
下面用实例来详细描述本发明,但这些实例不得理解为任何意义上对本发明的限制。
实施例1
步骤1.将237.1kg聚四亚甲基醚二醇(分子量1800)、53.9kg 4,4-二苯甲烷二异氰酸酯同时送至第一反应器中,反应时间2hr,反应温度70℃,得到预聚物(PP);
步骤2.将291kg预聚物和341.5kg N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)溶剂同时输送至高速溶解机中,并在高速剪切力的作用下,使PP充分溶解,得到预聚物溶液(PPs);
步骤3.将632.5kg预聚物溶液和169.4kg混合胺DMAC溶液(包括0.61kg丙二胺、4.59kg乙二胺、0.58kg二乙胺、0.2kg乙醇胺),在快速搅拌的条件下,同时发生链增长和链终止,制备聚脲基甲酸酯聚合物溶液;
步骤4.在步骤3的聚脲基甲酸酯溶液中加入16.86kg含有抗氧化剂、润滑剂、消光剂、紫外吸收剂,同时加入4.8kg SiO2粉末,并进行充分搅拌分散、熟化,得到聚脲基甲酸酯纺丝溶液;
步骤5.在干法纺丝***,借助2孔喷丝板,调整吐出量,对聚脲基甲酸酯纺丝溶液进行喷丝拉伸、高温干燥、上油、卷绕成型,便制备得到单丝之间互不粘连的双孔细旦氨纶丝卷;
步骤6.使用时,将双孔细旦氨纶丝分成单丝,并分别穿过双孔分丝器的2个导丝孔,然后进入织造单元,进行织造。
实施例2
步骤1.将237.1kg聚四亚甲基醚二醇(分子量1800)、54.8kg 4,4-二苯甲烷二异氰酸酯同时送至第一反应器中,反应时间2hr,反应温度70℃,得到预聚物(PP);
步骤2.将291.8kg预聚物和347.8kg N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)溶剂同时输送至高速溶解机中,并在高速剪切力的作用下,使PP充分溶解,得到预聚物溶液(PPs);
步骤3.将639.6kg预聚物溶液和172.5kg混合胺DMAC溶液(包括0.59kg丙二胺、4.48kg乙二胺、0.51kg二乙胺、0.21kg乙醇胺),在快速搅拌的条件下,同时发生链增长和链终止,制备聚脲基甲酸酯聚合物溶液;
步骤4.在步骤3的聚脲基甲酸酯溶液中加入17.12kg含有抗氧化剂、润滑剂、消光剂、紫外吸收剂,同时加入5.2kg SiO2粉末,并进行充分搅拌分散、熟化,得到聚脲基甲酸酯纺丝溶液;
步骤5.在干法纺丝***,借助3孔喷丝板,调整吐出量,对聚脲基甲酸酯纺丝溶液进行喷丝拉伸、高温干燥、上油、卷绕成型,便制备得到单丝之间互不粘连的三孔氨纶丝卷;
步骤6.使用时,将三孔氨纶丝分成3根单丝,并分别穿过三孔分丝器的3个导丝孔,然后进入织造单元,进行织造。
实施例3
步骤1.将237.1kg聚四亚甲基醚二醇(分子量1800)、54.8kg 4,4-二苯甲烷二异氰酸酯同时送至第一反应器中,反应时间2hr,反应温度70℃,得到预聚物(PP);
步骤2.将291.8kg预聚物和347.8kg N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)溶剂同时输送至高速溶解机中,并在高速剪切力的作用下,使PP充分溶解,得到预聚物溶液(PPs);
步骤3.将639.6kg预聚物溶液和172.5kg混合胺DMAC溶液(包括0.55kg丙二胺、4.37kg乙二胺、0.49kg二乙胺、0.39kg乙醇胺),在快速搅拌的条件下,同时发生链增长和链终止,制备聚脲基甲酸酯聚合物溶液;
步骤4.在步骤3的聚脲基甲酸酯溶液中加入17.55kg含有抗氧化剂、润滑剂、消光剂、紫外吸收剂,同时加入4.54kg由改性丙烯酸聚氨酯、异氰酸酯基、硅树酯与环氧聚氨酯四元共聚物,并进行充分搅拌分散、熟化,得到聚脲基甲酸酯纺丝溶液;
步骤5.在干法纺丝***,借助4孔喷丝板,调整吐出量,对聚脲基甲酸酯纺丝溶液进行喷丝拉伸、高温干燥、上油、卷绕成型,便制备得到单丝之间互不粘连的四孔细旦氨纶丝卷;
步骤6.使用时,将四孔氨纶分成4根单丝,并分别穿过四孔分丝器的4个导丝孔,然后进入织造单元,进行织造。
实施例4
步骤1.将237.1kg聚四亚甲基醚二醇(分子量1800)、54.8kg 4,4-二苯甲烷二异氰酸酯同时送至第一反应器中,反应时间2hr,反应温度70℃,得到预聚物(PP);
步骤2.将291.8kg预聚物和347.8kg N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)溶剂同时输送至高速溶解机中,并在高速剪切力的作用下,使PP充分溶解,得到预聚物溶液(PPs);
步骤3.将639.6kg预聚物溶液和172.5kg混合胺DMAC溶液(包括0.55kg丙二胺、4.37kg乙二胺、0.49kg二乙胺、0.39kg乙醇胺),在快速搅拌的条件下,同时发生链增长和链终止,制备聚脲基甲酸酯聚合物溶液;
步骤4.在步骤3的聚脲基甲酸酯溶液中加入17.55kg含有抗氧化剂、润滑剂、消光剂、紫外吸收剂,同时加入4.54kg由改性丙烯酸聚氨酯、异氰酸酯基、硅树酯与环氧聚氨酯四元共聚物,并进行充分搅拌分散、熟化,得到聚脲基甲酸酯纺丝溶液;
步骤5.在干法纺丝***,借助5孔喷丝板,调整吐出量,对聚脲基甲酸酯纺丝溶液进行喷丝拉伸、高温干燥、上油、卷绕成型,便制备得到单丝之间互不粘连的五孔氨纶丝卷;
步骤6.使用时,将五孔氨纶分成5根单丝,并分别穿过五孔分丝器的5个导丝孔,然后进入织造单元,进行织造。
Claims (3)
1.一种多孔细旦氨纶的制备方法,其特征在于该方法包括如下几个步骤:
步骤1.在第一反应器中1st Reactor,同时加入聚四亚甲基醚二醇PTMG、4,4-二苯甲烷二异氰酸酯4,4-MDI,置于70-80℃温度条件下,充分进行预聚反应,得到以-NCO封端的预聚物PP;
步骤2.在高速溶解机Dissolver中,采用N,N-二甲基乙酰胺DMAC作为溶剂,对预聚物PP进行充分溶解,得到含有-NCO封端的预聚物溶液PPs;
步骤3.在第二反应器2nd Reactor中,采用含有二胺类扩链剂、单胺类终止剂的混合胺DMAC溶液对PPs同时进行链增长、链终止,得到聚脲基甲酸酯溶液;
步骤4.在步骤3得到的聚脲基甲酸酯溶液中加入抗氧化剂、润滑剂、消光剂、紫外吸收剂以及抗粘连剂的功能助剂,并进行充分搅拌分散、熟化,得到聚脲基甲酸酯纺丝溶液;
步骤5.在干法纺丝***中,借助多孔喷丝板,对聚脲基甲酸酯纺丝溶液进行喷丝拉伸、高温干燥、上油,单丝之间互不粘连的多孔细旦氨纶丝,再经卷绕成型,得到多孔细旦氨纶丝卷;
步骤6.织造时,借助含有多个导丝孔的分丝器,将丝卷中的多孔细旦氨纶丝逐一分成氨纶单丝,然后送入相应的织造单元,进行织造成纱或布;
其中:
聚四亚甲基醚二醇分子量为1500~3000;
预聚物PP中的-NCO端基含量为1.8wt%~3.5wt%;
二胺类扩链剂中的二胺为乙二胺、1,2-丙二胺、2-甲基-1,5-戊二胺或四甲基乙二胺中的一种或几种;单胺类终止剂中的单胺为二甲胺、二乙胺、二丙胺、乙醇胺或二乙醇胺的一种或几种;
所述的抗粘连剂为二氧化硅,或是丙烯酸聚氨酯、异氰酸酯、硅树脂与环氧聚氨酯四元共聚物;添加量占氨纶裸丝比重为0.1wt%~1.5wt%。
2.根据权利要求1所述的一种多孔细旦氨纶的制备方法,其特征在于多孔喷丝板的孔数为2~10个;多孔细旦氨纶孔数为2~10个。
3.根据权利要求1所述的一种多孔细旦氨纶的制备方法,其特征在于分丝器的导丝孔孔数为2~10个。
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