专利名称：聚酰胺纤维的制备方法
聚酰胺纤维的制备方法
本申请是申请号为99809546.X、申请日为1999年7月6日、发 明名称为"聚酰胺纤维的制备方法"的中国专利申请的分案申请。
本发明涉及具备适用作用于生产造纸机械用毛毡的纤维这一特性 的聚酰胺纤维的制备方法。
更具体地，本发明的方法是在聚酰胺中加入稳定剂以得到具有高 性能，尤其是高耐光性、耐热性和抗恶劣环境的聚酰胺纤维。
通常向聚合物中，更具体地向聚酰胺中加入热、光和UV稳定剂以 降低由热或化学作用引起的降解。
当聚酰胺纤维被用于造纸机械的毛毡时，由于这些毛毡被用在特 别恶劣的环境中，因此要求聚酰胺纤维高度稳定。
此时，这些毛毡暴露在高度碱性或酸性氧化介质中，这些介质明 显地降低了毛毡的使用寿命。
业已公知几种向聚合物中加入稳定剂的方法。
例如，稳定剂可以在聚合步骤中直接加入高压釜中。然而，这种 添加方法存在某些缺点。事实上，加入大量稳定剂是非常困难的，这 是由于以溶液形式加入稳定剂时，高压釜内会出现起泡现象。
因此，该方法不可能使聚酰胺的稳定性高到足以使其用于造纸机 械的毛毡的程度。
EP0683828描述了另一种添加方法，该方法包括使用浓缩的聚酰 胺组合物作为稳定剂，在配制领域它还被称作"母炼胶"。这种浓缩 组合物与聚酰胺混合。利用该方法，可以向聚酰胺中加入0. 05°/。-5wt% 稳定剂。
然而，使用浓缩组合物或母炼胶也有缺陷，这是因为用于制备母 炼胶的聚合物通常与形成纤维的聚酰胺不同。这样，这种聚合物的熔 点经常比聚酰胺的熔点低。EP 0683828的实施例l描述了这一点，其 中浓缩组合物从E，I. Dupont de Nemours生产的以商品名ELVAMIDE 销售的共聚酰胺制得，该聚酰胺形成尼龙-6,6纤维。
3添加与用于制造纤维的聚合物不同的聚合物可改变用于制造纤维 的聚合物的性质。
而且，用于制备浓缩组合物的聚合物经历两个连续的熔化步骤，这 也会损害纤维的最终性质，原因在于这会增加聚合物的降解和纤维中降 解产品的浓度。最后，制备浓缩组合物的这一附加步骤会增加纤维的制
备成本。
EP 0287297描述了另外一种向聚酰胺料粒中添加稳定剂的方法。 该方法包括使用稳定剂在颗粒上制作涂层，然后将这些涂层颗粒加入到 挤出工艺中。
该工艺也要求将添加剂混合到聚酰胺中的附加步骤，该步骤包括在 旋转滚筒或造粒机中制备涂层。这一附加步骤也会增加纤维的制备成本。
本发明的目的之一特别是通过提供一种不需要用于制备添加剂/聚 酰胺混合物的附加步骤的方法和限制聚酰胺降解来弥补这些缺陷。
为此，本发明提供一种用于制备聚酰胺纤维的方法，其中包括如下 步骤
-将聚酰胺喂入挤出机；
-以或者在喂入挤出机前i接加入到固态聚酰胺中，或者直接加 入到挤出机中的形式向聚酰胺中加入至少一种稳定剂；
-熔融聚酰胺并且将后者与稳定剂在挤出机中混合；
-为了制成拉伸后纤度为1-70分特的长丝，通过模具挤出已熔 融的聚酰胺组合物。
按照本发明的一个特征，以聚酰胺的重量为基准计，最终组合物或 纤維中稳定剂的重量浓度为0. 05%-5%。
按照本发明的一个优选特征，挤出机是双螺杆挤出机，这使添加剂 与聚酰胺的高度混合成为可能。
然而，也可以使用单螺杆挤出机实施本发明的方法，但是挤出机必 须具有一个形状适合获得添加剂和聚酰胺有效混合的螺杆。
本发明的稳定剂可以选自光稳定剂、UV稳定剂和热稳定剂。例如，适合于本发明的稳定剂选自烷基和/或芳基取代的酚类、烷 基和/或芳基取代的亚磷酸盐、烷基和/或芳基取代的膦酸盐及其混合物。
优选的稳定剂可以是Ciba-Geigy以商品名IRGANOX 1330销售的 1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3， 5-叔丁基-4-羟千基)苯、Ciba-Geigy 以商品名IRGAN0X 1098销售的N，N-亚己基二 (3， 5-二叔丁基_4-羟基 氲-肉桂酰胺)和Ciba-Geigy以商品名IRGAFOX 168销售的三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸盐。稳定剂也可以是这几种产品的混合物。
例如，可以提及Ciba-Geigy以商品名IRGANOX B 1171销售的稳 定剂，它是一种含有50wt % IRGAAF0X 168和50wt % IRGANOX 1098的 混合物。
按照本发明的一个优选特征，以聚酰胺重量计为基准，纤维中或最 终组合物中稳定剂的浓度有利地为0. 05%-2wt% (包括端值)
按照本发明的另一个优选特征，形成纤维或长丝的聚酰胺的粘度至 少等于喂入挤出机的聚酰胺的粘度。
在一个优选的实施方式中，挤出长丝的粘度指数大于喂入挤出机的 聚酰胺的粘度指数并且等于位于喂入的聚酰胺粘度指数和该值1.5倍 之间的一个值，例如该值的1.1-1.25倍之间。本实施方式中的添加 剂足够好地分布在用于长丝的聚合物中，在不损失任何性质的情况下粘 度指数均匀地增加。长丝粘度指数的增加进而使其更具耐磨性，这对于 制造造纸机械毛毡尤其是一种有用的性质。
适合于本发明的聚酰胺特别是线性脂肪族均聚酰胺或共聚酰胺。这 些聚酰胺优选是聚己二跣己二胺、聚己内酰胺、它们的共聚物及其混合 物。
本发明方法也可以用其它聚酰胺来完成，例如聚氨基十一酰胺、聚 氨基十二酰胺、聚癸二酰己二胺、聚壬二酰对苯二甲胺、聚己二酰间笨 二甲胺和得自双(对氨基环己基)甲烷和壬二酸、癸二酸或脂肪酸同系 物的聚酰胺。也可以使用这些聚酰胺的共聚物和它们的混合物。
该聚酰胺组合物也可以含有上述稳定剂之外的其它添加剂。可以采用多种方法，例如在聚合过程中，或以浓缩组合物形式，也 被称作"母炼胶"的形式将这些其它添加剂加入到聚酰胺中。
然而，在优选实施方式中，这些其它的添加剂是采用与添加稳定剂 相似的方法加入到聚酰胺中。
根据本发明又一个优选的特征，适于实施本方法的聚酰胺的粘度指
数为135ml/g_ 260ml/g。
该粘度指数在90%甲酸溶液中在25C下测试。
参考下面仅仅是为了说明而给出的实施例，本发明进一步的细节和 优点将变得更加清楚。
实施例1 - 3
将挤出前粘度指数为145ml/g的聚己内酰胺(PA-6)颗粒和上述 以商品名IRGANOX B 1171出售的稳定剂粉末以两个独立物流的形式喂
入具有下述特征的双螺杆挤出机的进料槽中。
该挤出机是以商品名LEISTRITZ出售的机械并且有两个共旋转的 螺杆，每个螺杆的直径为34min,长度1200mm。
旋转速度为150转/分钟。
螺杆中聚合物的停留时间是4分钟。
该挤出机含有11个独立的温度控制区。
第一温度控制区中，聚酰胺在245C下熔融。聚酰胺与添加剂的混 合是在后面的区域中完成的。最后，在最后的区域中，熔融的组合物在 喂入模具之前被压缩。依据不同实施例，模具出口处聚酰胺的温度为 243- 250°C
组合物在挤出机中熔融后，被压入孔径为0. 3mm,孔长0. 6mm的模头。
以挤出速率300m/min得到的长丝在辊上进行拉伸比为3， 5的拉 伸。该长丝的最终纤度为70分特。
通过测试纤维的粘度指数来测试该纤维的性能。实施例1 无添加剂2 0. 3wt% IRGAN0X B 11713 0. 6wt% IRGA腿B 1171
挤出前IV(mg/1)145145145
挤出后IV(mg/1)150170178
实施例4-6
通过用粘度指数为140ml/g的尼龙-6, 6代替PA-6进行其它实施例。
其它特征和条件与实施例1- 3中的特征和条件相同。 其结果见下面的表格。
实施例4 无添加剂5 0. 3wt% IRGA丽B 11716 0. 6wt% IRGA腿B 1171
挤出前IV(mg/1)140140140
挤出后IV(mg/1)145155172
本发明的长丝的粘度指数大于挤出前喂入的聚合物的粘度指数。添 加剂的使用在挤出中没有产生任何困难。
权利要求
1. 聚酰胺纤维的制备方法，其中包括下述步骤- 将选自尼龙-6、尼龙6，6、它们的共聚物和混合物的聚酰胺喂入挤出机；- 以或者在喂入挤出机前直接加入到固态聚酰胺中，或者加入到挤出机中的方式向所述聚酰胺中加入稳定剂粉末，该稳定剂选自1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-叔丁基-4-羟苄基)苯、N，N-亚己基双(3，5-二叔丁基-4-羟基氢-肉桂酰胺)、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸盐和它们的混合物；- 挤出机中将聚酰胺与稳定剂粉末熔融和混合；- 挤压熔融组合物通过模头以形成长丝。
2. 根据权利要求1的方法，其特征在于将长丝拉伸并且该长丝在 拉伸后具有1-70分特的纤度。
3. 根据上述权利要求中任一项的方法，其特征在于以聚酰胺的重 量为基准计，纤维中稳定剂的重量浓度为0. 05%-5%。
4. 根据权利要求3的方法，其特征在于纤维中稳定剂的重量浓度 为0. 05%-2%。
5. 根据权利要求1-4中任一项的方法，其特征在于挤出机是双 螺杆挤出机。
6. 根据上述权利要求中任一项的方法，其特征在于长丝的粘度指 数大于相同条件下不使用稳定剂制备的长丝的粘度指数。
全文摘要
本发明涉及用于制备具有适用作造纸机械用毛毡的纤维这一特性的聚酰胺纤维的方法。更具体地，本发明方法涉及向聚酰胺中加入稳定剂以得到具有高性能，尤其是高耐光性、耐热性和抗恶劣环境的聚酰胺纤维。本发明方法包括在不形成预混合物的前提下将稳定剂直接加入聚酰胺中，然后在挤出机中制备聚酰胺和添加剂的混合物并将该组合物喂入模头中制备长丝。
文档编号D01F1/10GK101440528SQ200710199619
公开日2009年5月27日 申请日期1999年7月6日 优先权日1998年7月10日
发明者H·科拉兹克, J·拉什 申请人:罗狄亚特性纤维公司