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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