一種聚氨酯彈性纖維的生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種聚氨酯彈性纖維的生產(chǎn)方法，其特征在于采用聚酯多元醇或聚醚多元醇或其的混合物及有機(jī)二異氰酸酯，小分子擴(kuò)鏈劑，經(jīng)過精確的計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)入足夠大的長經(jīng)比的，溫控精度±1℃的范圍內(nèi)的雙螺桿擠出機(jī)中，并在180～240℃的溫度范圍內(nèi)用一步法生成純線性的聚氨酯彈性體，然后經(jīng)紡絲設(shè)備熔融法紡絲，生成聚氨酯彈性纖維。由此方法生產(chǎn)的聚氨酯彈性纖維，綠色環(huán)保，具有良好的紡絲穩(wěn)定性，耐熱性、彈性回復(fù)性能、良好的伸長率及纖維的絲條均勻性。
【專利說明】
一種聚氨酯彈性纖維的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種聚氨酯彈性纖維的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚氨酯彈性纖維在我國叫做氨綸，通常分為聚酯型和聚醚型。在國際上生產(chǎn)氨綸 的方法有四種，分別為干法、濕法、化學(xué)法及熔融法。目前，化學(xué)法及濕法都已被淘汰，只剩 下干法及熔融法，由于干法生產(chǎn)氨綸，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，設(shè)備投資大，生產(chǎn)成本高，另外最主要 的就是使用有機(jī)溶劑二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAc)其毒性較大，對環(huán)境造成嚴(yán) 重的污染同時(shí)對操作工人的身體健康也有損害，這些因素導(dǎo)致干法生產(chǎn)氨綸受到制約限 制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供了一種聚氨酯彈性纖維的生產(chǎn)方法，此方法生產(chǎn) 工藝簡單，設(shè)備投資小，生產(chǎn)成本低，最主要的是綠色環(huán)保，不影響操作工人的身體健康。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案為： 一種聚氨酯彈性纖維的生產(chǎn)方法，其具體步驟是： 采用a組份:聚醚多元醇或聚酯多元醇或它們的混合物； b組份:有機(jī)二異氰酸酯； c組份:小分子擴(kuò)鏈劑； 其配比滿足下式:0.95彡b/(a+c)彡1.01，式中：a-表示聚醚多元醇或聚酯多元醇或其 的混合物的摩爾數(shù);b-表示有機(jī)二異氰酸酯的摩爾數(shù);c-表示小分子擴(kuò)鏈劑的摩爾數(shù)； 各組份熔融，在a組份熔融過程中加入抗氧劑、碳化二亞胺和E蠟，所述抗氧化劑為2，6-二叔丁基對甲酚(BHT)、抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑245中至少兩種的混合物，所述抗氧 劑、碳化二亞胺和E蠟與a組份的質(zhì)量比均為0.3:1000~0.05:1000;經(jīng)過精確的計(jì)量系統(tǒng)進(jìn) 入足夠大的長徑比的、溫控精度± 1°C的范圍內(nèi)的雙螺桿擠出機(jī)中，并在180~240 °C的溫度 范圍內(nèi)用一步法生成純線性的聚氨酯彈性體，然后經(jīng)紡絲設(shè)備熔融法紡絲，生成聚氨酯彈 性纖維。
[0005] 所述雙螺桿擠出機(jī)的長徑比在1:60以上。
[0006] 所述聚醚多元醇為聚四氫呋喃(PTMG)、聚環(huán)氧丙烷二醇中的一種或兩種；聚酯多 元醇為聚已二酸乙二醇-1，4-丁二醇酯二醇、聚已二酸乙二醇酯二醇(PEA)、聚已二酸乙二 醇-丙二醇酯二醇、聚已二酸-1，4-丁二醇酯二醇（PBA)、聚已二酸一縮二乙二醇酯二醇 (PDA)、聚已內(nèi)酯二醇、聚碳酸酯二醇中至少一種，組合時(shí)配比關(guān)系不限。
[0007] 所述有機(jī)二異氰酸酯為4，V -二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、 苯二亞甲基二異氰酸酯(XDI)、1，5-萘二異氰酸酯(NDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、對苯 二異氰酸酯(proi)中的一種或二種 所述小分子擴(kuò)鏈劑為乙二醇、丙二醇、1，4_ 丁二醇(BD0)、1，6-已二醇、氫醌羥乙基醚 (HQEE)中一種或任意組合，組合時(shí)配比關(guān)系不限。
[0008]所述有機(jī)二異氰酸酯為4，V -二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)。
[0009] 所述聚醚多元醇優(yōu)選聚四氫呋喃(PTMG)，聚酯多元醇優(yōu)選聚已二酸乙二醇-1，4- 丁二醇酯二醇。
[0010] 所述小分子擴(kuò)鏈劑優(yōu)選1，4_ 丁二醇(BD0)或1，6_已二醇。
[0011] 本發(fā)明的有益效果： 由此方法生產(chǎn)的聚氨酯彈性纖維，綠色環(huán)保，具有良好的紡絲穩(wěn)定性，耐熱性、彈性回 復(fù)性能、良好的伸長率及纖維的絲條均勻性。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 采用a組份:聚醚多元醇或聚酯多元醇或它們的混合物； b組份:有機(jī)二異氰酸酯； c組份:小分子擴(kuò)鏈劑； 所述的聚醚多元醇為聚四氫呋喃(PTMG)、聚環(huán)氧丙烷二醇中的一種或二種;聚酯多元 醇為聚已二酸乙二醇-1，4-丁二醇酯二醇、聚已二酸乙二醇酯二醇(PEA)、聚已二酸乙二醇-丙二醇酯二醇、聚已二酸-1，4_丁二醇酯二醇(PBA)、聚已二酸一縮二乙二醇酯二醇(PDA)、 聚已內(nèi)酯二醇、聚碳酸酯二醇中一種或任意組合，組合時(shí)配比關(guān)系不限;所述的有機(jī)二異氰 酸酯為:4,4^二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)、甲苯二異氰酸酯（TDI)、苯二亞甲基二異氰酸酯 (XDI)、1，5-萘二異氰酸酯(NDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、對苯二異氰酸酯(PPDI)中的 一種或二種;所述的小分子擴(kuò)鏈劑為乙二醇、丙二醇、1，4_ 丁二醇(BD0)、1，6-已二醇、氫醌 羥乙基醚(HQEE)中一種或任意組合，組合時(shí)配比關(guān)系不限； 其配比滿足下式:0.95彡b/(a+c)彡1.01，式中：a-表示聚醚多元醇或聚酯多元醇或其 的混合物的摩爾數(shù);b-表示有機(jī)二異氰酸酯的摩爾數(shù);c-表示小分子擴(kuò)鏈劑的摩爾數(shù)； 各組份熔融，在a組份熔融過程中加入抗氧劑、碳化二亞胺和E蠟，所述抗氧化劑為2，6-二叔丁基對甲酚(BHT)、抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑245中至少兩種的混合物，所述抗氧 劑、碳化二亞胺和E蠟與a組份的質(zhì)量比均為0.3:1000~0.05:1000;經(jīng)計(jì)量系統(tǒng)的精確計(jì)量 進(jìn)入足夠大的長徑比的，溫控精度± 1°C的范圍內(nèi)的雙螺桿擠出機(jī)中，混合時(shí)間為5~15分 鐘，并在180~240°C的溫度范圍內(nèi)用一步法生成純線性的聚氨酯彈性體，然后經(jīng)紡絲設(shè)備 熔融法紡絲，生成聚氨酯彈性纖維。 實(shí)施例1
[0013]按照表1的配方比例先選聚已二酸-1，4-丁二醇酯二醇(PBA)、苯甲烷二異氰酸酯 (MDI)(加熱到70°C)和1，4-丁二醇(BD0)(加熱到80°C)，使各組份處于熔融狀態(tài)，在a組份熔 融過程中加入抗氧劑（質(zhì)量比為1:1:1的2，6-二叔丁基對甲酚(BHT )、抗氧劑1010和抗氧劑 168的混合物）、碳化二亞胺和E蠟，所述抗氧劑、碳化二亞胺和E蠟與a組份的質(zhì)量比均為 0.3 :1000 (抗氧劑：a組份=0.3 :1000，碳化二亞胺：a組份=0.3 :1000，E錯(cuò):a組份=0.3 : 1000);通過計(jì)量系統(tǒng)精確計(jì)量后，連續(xù)地進(jìn)入機(jī)筒溫度分布為180 °C、180 °C、190 °C、190 °C、 190 °C、200 °C、200 °C、220 °C、220 °C、235 °C、235 °C、200 °C、200 °C、190 °C、190 °C、190 °C 的雙螺 桿擠出機(jī)(95毫米直徑，長徑比L/D為64)混合8分鐘，并在100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，進(jìn)行行本體 熔融聚合，經(jīng)過擠出，導(dǎo)入水中，進(jìn)行水下造粒，這樣就得到聚氨酯彈性體;然后經(jīng)紡絲設(shè)備 熔融法紡絲，生成聚氨酯彈性纖維； 表1
實(shí)施例2
[0014] 按照表2的配方比例先選取聚四氫呋喃(PTMG)、苯甲烷二異氰酸酯(MDI)(加熱到 70°C )、1，4-丁二醇(BD0)(加熱到80°C )，使各組份處于熔融狀態(tài)，在a組份熔融過程中加入 抗氧劑（質(zhì)量比為1:1:1:1的2，6_二叔丁基對甲酚(BHT)、抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑 245的混合物）、碳化二亞胺和E蠟，所述抗氧劑、碳化二亞胺和E蠟與a組份的質(zhì)量比均為 0.05:1000;通過計(jì)量系統(tǒng)精確計(jì)量后，連續(xù)地進(jìn)入機(jī)筒溫度分布為180 °C、180 °C、190 °C、 190 °C、190 °C、200 °C、200 °C、220 °C、220 °C、235 °C、235 °C、200 °C、200 °C、190 °C、190 °C、190 °C 的雙螺桿擠出機(jī)(95毫米直徑，長徑比L/D為64)混合8分鐘，并在100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，進(jìn)行 行本體熔融聚合，經(jīng)過擠出，導(dǎo)入水中，進(jìn)行水下造粒，這樣就得到聚氨酯彈性體;然后經(jīng)紡 絲設(shè)備熔融法紡絲，生成聚氨酯彈性纖維； 表2
實(shí)施例3
[0015] 按照下表3的配方比例先選取聚四氫呋喃(PTMG)和聚已二酸-1，4-丁二醇酯二醇 (PBA)，苯甲烷二異氰酸酯(MDI)(加熱到70°C )、1，4-丁二醇(BD0)(加熱到80°C )，使各組份 處于熔融狀態(tài)，在a組份熔融過程中加入抗氧劑(質(zhì)量比為1:1的2,6_二叔丁基對甲酚(BHT) 和抗氧劑1010的混合物）、碳化二亞胺和E蠟，所述抗氧化劑為2,6_二叔丁基對甲酚(BHT)、 抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑245中至少兩種的混合物，所述抗氧劑、碳化二亞胺和E錯(cuò)與 a組份的質(zhì)量比均為0.1:1000;通過計(jì)量系統(tǒng)精確計(jì)量后，連續(xù)地進(jìn)入機(jī)筒溫度分布為180 °C、180°C、190°C、190 °C、190 °C、200 °C、200 °C、220 °C、220 °C、235 °C、235°C、200°C、200°C、 190 °C、190 °C、190 °C的雙螺桿擠出機(jī)(95毫米直徑，長徑比L/D為64)混合8分鐘，在100轉(zhuǎn)/分 鐘的轉(zhuǎn)速下，進(jìn)行行本體熔融聚合，經(jīng)過擠出，導(dǎo)入水中，進(jìn)行水下造粒，這樣就得到聚氨酯 彈性體;然后經(jīng)紡絲設(shè)備熔融法紡絲，生成聚氨酯彈性纖維； P為聚四氫呋喃(PTMG);
PBA為聚已二酸-1，4-丁二醇酯二醇； MDI為4, V-二苯甲烷二異氰酸酯； KX)為 1，4_丁 二醇。 實(shí)施例4
[0016] 按照下表4的配方比例先選取聚四氫呋喃(PTMG)和聚已二酸-1，4-丁二醇酯二醇 (PBA)，苯甲烷二異氰酸酯(MDI)(加熱到70°C )、1，4-丁二醇(BD0)(加熱到80°C )，使各組份 處于熔融狀態(tài)，在a組份熔融過程中加入抗氧劑、碳化二亞胺和E蠟，所述抗氧化劑為2，6-二 叔丁基對甲酸(BHT)、抗氧劑1010、抗氧劑168和抗氧劑245的混合物，所述抗氧劑、碳化二亞 胺和E蠟與a組份的質(zhì)量比均為0.2:1000;通過計(jì)量系統(tǒng)精確計(jì)量后，連續(xù)地進(jìn)入機(jī)筒溫度 分布為 180。(：、180。(：、190。(：、190。(：、190。(：、200。(：、200。(：、220。(：、220。(：、235。(：、235。(：、200 °C、200 °C、190 °C、190 °C、190 °C的雙螺桿擠出機(jī)(95毫米直徑，長徑比L/D為64)中充分混合8 分鐘，并在100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，進(jìn)行行本體熔融聚合，經(jīng)過擠出，導(dǎo)入水中，進(jìn)行水下造 粒，這樣就得到聚氨酯彈性體;然后經(jīng)紡絲設(shè)備熔融法紡絲，生成聚氨酯彈性纖維； 表4
[0017] 對于聚氨酯彈性纖維的性能及指標(biāo)見表5: 弄F；
注:此指標(biāo)為實(shí)驗(yàn)室測得； 由此可見由此方法生產(chǎn)的聚氨酯彈性纖維，具有良好的紡絲穩(wěn)定性，耐熱性、彈性回復(fù) 性能、良好的伸長率及纖維的絲條均勻性。
[0018] 以上僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人 員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、 等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種聚氨酯彈性纖維的生產(chǎn)方法，其特征是： 具體步驟是： 采用a組份:聚醚多元醇或聚酯多元醇或它們的混合物； b組份:有機(jī)二異氰酸酯； c組份:小分子擴(kuò)鏈劑； 其配比滿足下式:0.95彡b/(a+c)彡1.01，式中：a-表示聚醚多元醇或聚酯多元醇或其 的混合物的摩爾數(shù);b-表示有機(jī)二異氰酸酯的摩爾數(shù);c-表示小分子擴(kuò)鏈劑的摩爾數(shù)； 各組份熔融，在a組份熔融過程中加入抗氧劑、碳化二亞胺和E蠟，所述抗氧化劑為2，6-二叔丁基對甲酚(BHT)、抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑245中至少兩種的混合物，所述抗氧 劑、碳化二亞胺和E蠟與a組份的質(zhì)量比均為0.3:1000~0.05:1000;經(jīng)過精確的計(jì)量系統(tǒng)進(jìn) 入足夠大的長徑比的、溫控精度± 1°C的范圍內(nèi)的雙螺桿擠出機(jī)中，并在180~240 °C的溫度 范圍內(nèi)用一步法生成純線性的聚氨酯彈性體，然后經(jīng)紡絲設(shè)備熔融法紡絲，生成聚氨酯彈 性纖維。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚氨酯彈性纖維的生產(chǎn)方法，其特征是:所述雙螺桿擠出 機(jī)的長徑比在1:60以上。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚氨酯彈性纖維的生產(chǎn)方法，其特征是:所述聚醚多元醇 為聚四氫呋喃(PTMG)、聚環(huán)氧丙烷二醇中的一種或兩種;聚酯多元醇為聚已二酸乙二醇-1， 4_丁二醇酯二醇、聚已二酸乙二醇酯二醇（PEA)、聚已二酸乙二醇-丙二醇酯二醇、聚已二 酸-1，4-丁二醇酯二醇(PBA)、聚已二酸一縮二乙二醇酯二醇(PDA)、聚已內(nèi)酯二醇、聚碳酸 酯二醇中至少一種，組合時(shí)配比關(guān)系不限。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚氨酯彈性纖維的生產(chǎn)方法，其特征是:所述有機(jī)二異氰 酸酯為4, V-二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)、甲苯二異氰酸酯（TDI)、苯二亞甲基二異氰酸酯 (XDI)、1，5-萘二異氰酸酯(NDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、對苯二異氰酸酯(PPDI)中的 一種或二種 所述小分子擴(kuò)鏈劑為乙二醇、丙二醇、1，4_ 丁二醇（BDO)、l，6-已二醇、氫醌羥乙基醚 (HQEE)中一種或任意組合，組合時(shí)配比關(guān)系不限。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚氨酯彈性纖維的生產(chǎn)方法，其特征是:所述有機(jī)二異氰 酸酯為4,二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚氨酯彈性纖維的生產(chǎn)方法，其特征是:所述聚醚多元醇 優(yōu)選聚四氫呋喃(PTMG )，聚酯多元醇優(yōu)選聚已二酸乙二醇-1，4-丁二醇酯二醇。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚氨酯彈性纖維的生產(chǎn)方法，其特征是:所述小分子擴(kuò)鏈 劑優(yōu)選1，4_ 丁二醇(BDO)或1，6_已二醇。
【文檔編號(hào)】C08G18/66GK106048774SQ201610486510
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月27日
【發(fā)明人】張勇
【申請人】張勇