專利名稱：一種制備熔紡耐氯高回彈氨綸纖維的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熔紡氨綸纖維的改性制造技術(shù)，屬于化學(xué)纖維改性領(lǐng)域，具體 說是一種制備熔紡耐氯高回彈氨綸纖維的方法。
背景技術(shù)：
熔紡氨綸技術(shù)因其具有工藝流程簡單、設(shè)備投資低、生產(chǎn)效率高、綠色環(huán)保等 優(yōu)點(diǎn)，近年來在世界范圍內(nèi)興起投資熱潮。熔紡氨綸纖維是將熱塑性聚氨酯切片、添加 劑、交聯(lián)劑充分混合均勻后，經(jīng)螺桿機(jī)熔融擠出，噴絲板噴出后，經(jīng)通道冷卻，上油后 卷繞成形。上述方法制備出的氨綸纖維差別化率低，尤其在耐氯和回彈性方面較差，不能 滿足一些對產(chǎn)品有較高耐氯性和回彈性領(lǐng)域的需求。因此需開發(fā)出一種耐氯性能好和高 回彈的新型熔紡氨綸纖維，以滿足這一特殊領(lǐng)域的服飾用要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有良好的耐氯性能和高回彈性能的 熔紡氨綸纖維的制備方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種制備熔紡耐氯高回彈氨 綸纖維的方法，該方法包括以下步驟
1)一步法熱塑性聚氨酯切片的制備
原料預(yù)處理將聚酯多元醇或聚醚多元醇加熱熔化成液體，并保持溫度70-90 °C， 在保護(hù)氣保護(hù)下，然后將熔化后的聚酯多元醇或聚醚多元醇加入反應(yīng)釜，關(guān)閉保護(hù)氣， 保持溫度70-90°C，保持真空度-0.10 -0.06 MPa，脫泡2_3小時，至沒有泡為止，然后 關(guān)閉真空；將4，4' _ 二苯基甲烷二異氰酸酯加熱熔化成液體，在保護(hù)氣保護(hù)下，將熔 化后的4，4 ‘ -二苯基甲烷二異氰酸酯加入反應(yīng)釜，關(guān)閉保護(hù)氣，保持溫度30-50 °C， 保持真空度-0.10 -0.06 MPa，脫泡2_3小時，至沒有泡為止，然后關(guān)閉真空；
制備在保護(hù)氣保護(hù)下，將經(jīng)過預(yù)處理的聚酯多元醇或聚醚多元醇與4，4' - 二苯 基甲烷二異氰酸酯同時加入雙螺桿擠出機(jī)，控制擠出機(jī)溫度100-150 °C，預(yù)反應(yīng)30-40 秒，生成預(yù)聚物，再向雙螺桿擠出機(jī)的中部同時加入擴(kuò)鏈劑和添加劑進(jìn)行反應(yīng)，螺桿溫 度170-190 °C，反應(yīng)時間10-20秒，然后通過水下切粒、干燥，在70-120 °C下后熟化得 到熱塑性聚氨酯切片；
2)與耐氯交聯(lián)劑均勻混合把熱塑性聚氨酯切片經(jīng)干燥脫水至含水率低于100ppm 后，輸送至單螺桿擠出機(jī)，聚氨酯切片受熱熔融，在擠出機(jī)的混合區(qū)切片熔體與耐氯交 聯(lián)劑按比例均勻混合；
3)熔融擠出熔體從擠出機(jī)進(jìn)入總泵，然后經(jīng)每臺紡絲分泵將熔體均勻地擠入組 件，熔體細(xì)流從各組件的噴絲板小孔擠出；
4)紡絲成型噴絲板小孔擠出的熔體，在甬道中經(jīng)側(cè)吹風(fēng)冷卻凝固成絲，最后經(jīng)上油卷繞成筒；
5)后熟化將卷繞成形的氨綸纖維，置于溫度70-130 °C的烘箱內(nèi)熟化48-72小時。所述步驟1)中的熱塑性聚氨酯切片，其中異氰酸酯基(-NCO)與羥基 (-OH)的摩爾比為0.98-1.03，硬段含量為20-50 wt.%，硬度邵氏為A70-95。所述步驟1)中的原料聚酯多元醇或聚醚多元醇官能度3 2，分子量為 1000-4000。所述步驟1)中的擴(kuò)鏈劑為，芳香族二胺和/或脂肪族二胺；所述芳香族二胺 為3，3' -二氯-4，4' - 二氨基二苯基甲烷；所述脂肪族二胺為乙二胺、環(huán)己 胺、戊二胺、丙二胺、1，3-丙二胺中的一種或任意幾種的組合。所述步驟1)中的添加劑為滑石粉、二氧化鈦、抗氧化劑TinUVin622、抗氧化劑 1010、UV穩(wěn)定劑Tinuvin234中的一種或任意幾種的組合。所述步驟1)中原料聚酯多元醇或聚醚多元醇、4，4 ‘ _ 二苯基甲烷二異氰酸 酯和擴(kuò)鏈劑的質(zhì)量配比為100 : 5-10 1-3 ；所述的添加劑占聚酯多元醇或聚醚多元醇、 4，4 ‘ -二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)和擴(kuò)鏈劑三者質(zhì)量總和的0.5-1.5%。所述步驟1)中所用的保護(hù)氣為氮?dú)?、氦氣、氬氣中的一種或任意幾種的組合。由分子量400-3000的高分子二醇及二異氰酸酯反應(yīng)，直至游離的異氰酸酯基團(tuán) 含量為4.5-5.5 wt.%，制得的異氰酸酯基封端的脂肪族聚酯低聚物為所述步驟2)中的耐 氯交聯(lián)劑；所述的耐氯交聯(lián)劑添加量為聚氨酯熔融物的0.1-10 wt.%。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明一種制備熔紡耐氯高回彈氨綸纖維的方法，解決 了一些特殊領(lǐng)域?qū)^高耐氯性和回彈性的需求。耐氯交聯(lián)劑與氨綸纖維結(jié)合較好，不易 分離出來，在含氯環(huán)境中使用，能夠有效的保持纖維的物理性能；另外，擴(kuò)鏈劑用二胺 類，形成的聚氨酯脲的硬段具有較高的內(nèi)聚能，能夠形成三維氫鍵，同時提高了微相分 離程度，從而提高了纖維的回彈性。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一
將聚己內(nèi)酯二醇4000 g加熱到85 °C，使其熔化，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將熔化好的聚己內(nèi) 酯二醇加入反應(yīng)釜，關(guān)閉氮?dú)?，抽真空?0.09 MPa，保持85°C，脫泡2小時；將240 g MDI加熱到50°C，使其熔化，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將熔化好的MDI加入反應(yīng)釜，關(guān)閉氮?dú)?，?真空到-0.09 MPa，保持50°C，脫泡2小時；氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將經(jīng)預(yù)處理的聚己內(nèi)酯二醇與 MDI在120 °C進(jìn)行預(yù)反應(yīng)30秒，然后在雙螺桿擠出機(jī)中部同時加入40 g乙二胺、8 g抗 氧化劑TinUVin622和20g滑石粉，控制反應(yīng)溫度為170 °C，制備得熱塑性聚氨酯切片， 然后與280 g的耐氯交聯(lián)劑均勻混合后，通過熔融紡絲，將絲餅放置在溫度在80 °C烘箱 內(nèi)，熟化72小時得到制品。實(shí)施例二
將聚己內(nèi)酯二醇4000 g加熱到80 °C，使其熔化，氦氣保護(hù)下，將熔化好的聚己內(nèi) 酯二醇加入反應(yīng)釜，關(guān)閉氦氣，抽真空到-0.09 MPa，保持80°C，脫泡3小時；將320 g MDI加熱到50°C，使其熔化，氦氣保護(hù)下，將熔化好的MDI加入反應(yīng)釜，關(guān)閉氦氣，抽真空到-0.09 MPa，保持50°C，脫泡3小時；氦氣保護(hù)下，將經(jīng)預(yù)處理的聚己內(nèi)酯二醇 與MDI在130 °C預(yù)反應(yīng)30秒，然后在雙螺桿擠出機(jī)中部同時加入30 g乙二胺、IOg丙二 胺、12g抗氧化劑TinUVin622和20g鈦白粉，控制反應(yīng)溫度為180 °C，制備得熱塑性聚 氨酯切片，然后與320 g的耐氯交聯(lián)劑均勻混合后，通過熔融紡絲，將絲餅放置在溫度在 90 0C烘箱內(nèi)，熟化68小時得到制品。
實(shí)施例三
將聚己內(nèi)酯二醇4000 g加熱到90 °C，使其熔化，氬氣保護(hù)下，將熔化好的聚己內(nèi) 酯二醇加入反應(yīng)釜，關(guān)閉氬氣，抽真空到-0.09 MPa，保持90°C，脫泡3小時；將280 g MDI加熱到45 °C，使其熔化，氬氣保護(hù)下，將熔化好的MDI加入反應(yīng)釜，關(guān)閉氬氣，抽 真空到-0.09 MPa，保持45°C，脫泡3小時；氬氣保護(hù)下，將經(jīng)預(yù)處理的聚己內(nèi)酯二醇 與MDI在135 °C預(yù)反應(yīng)35秒，然后在雙螺桿擠出機(jī)中部同時加入30 g丙二胺、30 g戊 二胺、7g抗氧化劑TinUVin622和24g鈦白粉，控制反應(yīng)溫度為185 °C，制備得熱塑性聚 氨酯切片，然后與300 g的耐氯交聯(lián)劑均勻混合后，通過熔融紡絲，將絲餅放置在溫度在 100 V烘箱內(nèi)，熟化60小時得到制品。
權(quán)利要求
1.一種制備熔紡耐氯高回彈氨綸纖維的方法，該方法包括以下步驟1)一步法熱塑性聚氨酯切片的制備原料預(yù)處理將聚酯多元醇或聚醚多元醇加熱熔化成液體，并保持溫度70-90 °C， 在保護(hù)氣保護(hù)下，然后將熔化后的聚酯多元醇或聚醚多元醇加入反應(yīng)釜，關(guān)閉保護(hù)氣， 保持溫度70-90 °C，保持真空度-0.10 -0.06 MPa，脫泡2_3小時，至沒有泡為止，然后 關(guān)閉真空；將4，4' _ 二苯基甲烷二異氰酸酯加熱熔化成液體，在保護(hù)氣保護(hù)下，將熔 化后的4，4 ‘ -二苯基甲烷二異氰酸酯加入反應(yīng)釜，關(guān)閉保護(hù)氣，保持溫度30-50 °C， 保持真空度-0.10 -0.06 MPa，脫泡2_3小時，至沒有泡為止，然后關(guān)閉真空；制備在保護(hù)氣保護(hù)下，將經(jīng)過預(yù)處理的聚酯多元醇或聚醚多元醇與4，4' - 二苯 基甲烷二異氰酸酯同時加入雙螺桿擠出機(jī)，控制擠出機(jī)溫度100-150 °C，預(yù)反應(yīng)30-40 秒，生成預(yù)聚物，再向雙螺桿擠出機(jī)的中部同時加入擴(kuò)鏈劑和添加劑進(jìn)行反應(yīng)，螺桿溫 度170-190 °C，反應(yīng)時間10-20秒，然后通過水下切粒、干燥，在70-120 °C下后熟化得 到熱塑性聚氨酯切片；2)與耐氯交聯(lián)劑均勻混合把熱塑性聚氨酯切片經(jīng)干燥脫水至含水率低于100ppm 后，輸送至單螺桿擠出機(jī)，聚氨酯切片受熱熔融，在擠出機(jī)的混合區(qū)切片熔體與耐氯交 聯(lián)劑按比例均勻混合；3)熔融擠出熔體從擠出機(jī)進(jìn)入總泵，然后經(jīng)每臺紡絲分泵將熔體均勻地擠入組 件，熔體細(xì)流從各組件的噴絲板小孔擠出；4)紡絲成型噴絲板小孔擠出的熔體，在通道中經(jīng)側(cè)吹風(fēng)冷卻凝固成絲，最后經(jīng)上 油卷繞成筒；5)后熟化將卷繞成形的氨綸纖維，置于溫度70-130°C的烘箱內(nèi)熟化48-72小時。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備熔紡耐氯高回彈氨綸纖維的方法，其特征在于，步 驟1)中的熱塑性聚氨酯切片，其中異氰酸酯基與羥基的摩爾比為0.98-1.03，硬段含量 為20-50 wt.%,硬度邵氏為70A-95A。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備熔紡耐氯高回彈氨綸纖維的方法，其特征在于，所 述步驟1)中的原料聚酯多元醇或聚醚多元醇官能度3 2，分子量為1000-4000。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備熔紡耐氯高回彈氨綸纖維的方法，其特征在于，所 述步驟1)中的擴(kuò)鏈劑為芳香族二胺和/或脂肪族二胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種制備熔紡耐氯高回彈氨綸纖維的方法，其特征在于，所 述的芳香族二胺為3，3' -二氯-4，4' _二氨基二苯基甲烷；所述的脂肪族二胺為 乙二胺、環(huán)己胺、戊二胺、丙二胺、1，3-丙二胺中的一種或任意幾種的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備熔紡耐氯高回彈氨綸纖維的方法，其特征在于，所 述步驟1)中的添加劑為滑石粉、二氧化鈦、抗氧化劑TinUVin622、抗氧化劑1010、UV 穩(wěn)定劑TinUVin234中的一種或任意幾種的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備熔紡耐氯高回彈氨綸纖維的方法，其特征在于，所 述步驟1)中原料聚酯多元醇或聚醚多元醇、4，4' -二苯基甲烷二異氰酸酯和擴(kuò)鏈劑的 質(zhì)量配比為100: 5-10 1-3 ；所述的添加劑占聚酯多元醇或聚醚多元醇、4，4 ‘ -二苯 基甲烷二異氰酸酯和擴(kuò)鏈劑三者質(zhì)量總和的0.5-1.5%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備熔紡耐氯高回彈氨綸纖維的方法，其特征在于，所 述步驟1)中所用的保護(hù)氣為氮?dú)狻⒑?、氬氣中的一種或任意幾種的組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備熔紡耐氯高回彈氨綸纖維的方法，其特征在于， 由分子量400-3000的高分子二醇及二異氰酸酯反應(yīng)，直至游離的異氰酸酯基團(tuán)含量為 4.5-5.5 wt.%,制得的異氰酸酯基封端的脂肪族聚酯低聚物為所述步驟2)中的耐氯交聯(lián) 劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種制備熔紡耐氯高回彈氨綸纖維的方法，其特征在于， 所述的耐氯交聯(lián)劑添加量為聚氨酯熔融物的0.1-10 wt.%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制備熔紡耐氯高回彈氨綸纖維的方法，該方法包括以下步驟1)一步法熱塑性聚氨酯切片的制備；2)與耐氯交聯(lián)劑均勻混合；3)熔融擠出；4)紡絲成型；5)后熟化。本發(fā)明解決了一些特殊領(lǐng)域?qū)^高耐氯性和回彈性的需求，耐氯交聯(lián)劑與氨綸纖維結(jié)合較好，在含氯環(huán)境中使用，能夠有效的保持纖維的物理性能；另外，擴(kuò)鏈劑用二胺類，形成的聚氨酯脲的硬段具有較高的內(nèi)聚能，能夠形成三維氫鍵，同時提高了微相分離程度，從而提高了纖維的回彈性。
文檔編號D01D10/02GK102011211SQ20101057004
公開日2011年4月13日 申請日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者張東芝, 承黎明, 李敏超, 李高強(qiáng), 王文明, 陳海風(fēng) 申請人:張家港市沃斯汀新材料研究所有限公司