一种聚氨酯弹性纤维的生产方法
【专利摘要】本发明提供了一种聚氨酯弹性纤维的生产方法，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机二异氰酸酯，小分子扩链剂，经过精确的计量系统进入足够大的长经比的，温控精度±1℃的范围内的双螺杆挤出机中，并在180～240℃的温度范围内用一步法生成纯线性的聚氨酯弹性体，然后经纺丝设备熔融法纺丝，生成聚氨酯弹性纤维。由此方法生产的聚氨酯弹性纤维，绿色环保，具有良好的纺丝稳定性，耐热性、弹性回复性能、良好的伸长率及纤维的丝条均匀性。
【专利说明】
一种聚氨酯弹性纤维的生产方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种聚氨酯弹性纤维的生产方法。
【背景技术】
[0002] 聚氨酯弹性纤维在我国叫做氨纶，通常分为聚酯型和聚醚型。在国际上生产氨纶 的方法有四种，分别为干法、湿法、化学法及熔融法。目前，化学法及湿法都已被淘汰，只剩 下干法及熔融法，由于干法生产氨纶，生产工艺复杂，设备投资大，生产成本高，另外最主要 的就是使用有机溶剂二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAc)其毒性较大，对环境造成严 重的污染同时对操作工人的身体健康也有损害，这些因素导致干法生产氨纶受到制约限 制。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供了一种聚氨酯弹性纤维的生产方法，此方法生产 工艺简单，设备投资小，生产成本低，最主要的是绿色环保，不影响操作工人的身体健康。
[0004] 本发明的技术解决方案为： 一种聚氨酯弹性纤维的生产方法，其具体步骤是： 采用a组份:聚醚多元醇或聚酯多元醇或它们的混合物； b组份:有机二异氰酸酯； c组份:小分子扩链剂； 其配比满足下式: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 的混合物的摩尔数;b-表示有机二异氰酸酯的摩尔数;c-表示小分子扩链剂的摩尔数； 各组份熔融，在a组份熔融过程中加入抗氧剂、碳化二亚胺和E蜡，所述抗氧化剂为2，6-二叔丁基对甲酚(BHT)、抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂245中至少两种的混合物，所述抗氧 剂、碳化二亚胺和E蜡与a组份的质量比均为0.3:1000~0.05:1000;经过精确的计量系统进 入足够大的长径比的、温控精度± 1°C的范围内的双螺杆挤出机中，并在180~240 °C的温度 范围内用一步法生成纯线性的聚氨酯弹性体，然后经纺丝设备熔融法纺丝，生成聚氨酯弹 性纤维。
[0005] 所述双螺杆挤出机的长径比在1:60以上。
[0006] 所述聚醚多元醇为聚四氢呋喃(PTMG)、聚环氧丙烷二醇中的一种或两种；聚酯多 元醇为聚已二酸乙二醇-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)、聚已二酸一缩二乙二醇酯二醇 (PDA)、聚已内酯二醇、聚碳酸酯二醇中至少一种，组合时配比关系不限。
[0007] 所述有机二异氰酸酯为4，V -二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、 苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、1，5-萘二异氰酸酯(NDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、对苯 二异氰酸酯(proi)中的一种或二种 所述小分子扩链剂为乙二醇、丙二醇、1，4_ 丁二醇(BD0)、1，6-已二醇、氢醌羟乙基醚 (HQEE)中一种或任意组合，组合时配比关系不限。
[0008]所述有机二异氰酸酯为4，V -二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)。
[0009] 所述聚醚多元醇优选聚四氢呋喃(PTMG)，聚酯多元醇优选聚已二酸乙二醇-1，4- 丁二醇酯二醇。
[0010] 所述小分子扩链剂优选1，4_ 丁二醇(BD0)或1，6_已二醇。
[0011] 本发明的有益效果： 由此方法生产的聚氨酯弹性纤维，绿色环保，具有良好的纺丝稳定性，耐热性、弹性回 复性能、良好的伸长率及纤维的丝条均匀性。
【具体实施方式】
[0012] 采用a组份:聚醚多元醇或聚酯多元醇或它们的混合物； b组份:有机二异氰酸酯； c组份:小分子扩链剂； 所述的聚醚多元醇为聚四氢呋喃(PTMG)、聚环氧丙烷二醇中的一种或二种;聚酯多元 醇为聚已二酸乙二醇-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)、聚已二酸一缩二乙二醇酯二醇(PDA)、 聚已内酯二醇、聚碳酸酯二醇中一种或任意组合，组合时配比关系不限;所述的有机二异氰 酸酯为:4,4^二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯（TDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯 (XDI)、1，5-萘二异氰酸酯(NDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)中的 一种或二种;所述的小分子扩链剂为乙二醇、丙二醇、1，4_ 丁二醇(BD0)、1，6-已二醇、氢醌 羟乙基醚(HQEE)中一种或任意组合，组合时配比关系不限； 其配比满足下式: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 的混合物的摩尔数;b-表示有机二异氰酸酯的摩尔数;c-表示小分子扩链剂的摩尔数； 各组份熔融，在a组份熔融过程中加入抗氧剂、碳化二亚胺和E蜡，所述抗氧化剂为2，6-二叔丁基对甲酚(BHT)、抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂245中至少两种的混合物，所述抗氧 剂、碳化二亚胺和E蜡与a组份的质量比均为0.3:1000~0.05:1000;经计量系统的精确计量 进入足够大的长径比的，温控精度± 1°C的范围内的双螺杆挤出机中，混合时间为5~15分 钟，并在180~240°C的温度范围内用一步法生成纯线性的聚氨酯弹性体，然后经纺丝设备 熔融法纺丝，生成聚氨酯弹性纤维。 实施例1
[0013]按照表1的配方比例先选聚已二酸-1，4-丁二醇酯二醇(PBA)、苯甲烷二异氰酸酯 (MDI)(加热到70°C)和1，4-丁二醇(BD0)(加热到80°C)，使各组份处于熔融状态，在a组份熔 融过程中加入抗氧剂（质量比为1:1:1的2，6-二叔丁基对甲酚(BHT )、抗氧剂1010和抗氧剂 168的混合物）、碳化二亚胺和E蜡，所述抗氧剂、碳化二亚胺和E蜡与a组份的质量比均为 0.3 :1000 (抗氧剂：a组份=0.3 :1000，碳化二亚胺：a组份=0.3 :1000，E錯:a组份=0.3 : 1000);通过计量系统精确计量后，连续地进入机筒温度分布为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 的双螺 杆挤出机(95毫米直径，长径比L/D为64)混合8分钟，并在100转/分钟的转速下，进行行本体 熔融聚合，经过挤出，导入水中，进行水下造粒，这样就得到聚氨酯弹性体;然后经纺丝设备 熔融法纺丝，生成聚氨酯弹性纤维； 表1
实施例2
[0014] 按照表2的配方比例先选取聚四氢呋喃(PTMG)、苯甲烷二异氰酸酯(MDI)(加热到 70°C )、1，4-丁二醇(BD0)(加热到80°C )，使各组份处于熔融状态，在a组份熔融过程中加入 抗氧剂（质量比为1:1:1:1的2，6_二叔丁基对甲酚(BHT)、抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂 245的混合物）、碳化二亚胺和E蜡，所述抗氧剂、碳化二亚胺和E蜡与a组份的质量比均为 0.05:1000;通过计量系统精确计量后，连续地进入机筒温度分布为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 的双螺杆挤出机(95毫米直径，长径比L/D为64)混合8分钟，并在100转/分钟的转速下，进行 行本体熔融聚合，经过挤出，导入水中，进行水下造粒，这样就得到聚氨酯弹性体;然后经纺 丝设备熔融法纺丝，生成聚氨酯弹性纤维； 表2
实施例3
[0015] 按照下表3的配方比例先选取聚四氢呋喃(PTMG)和聚已二酸-1，4-丁二醇酯二醇 (PBA)，苯甲烷二异氰酸酯(MDI)(加热到70°C )、1，4-丁二醇(BD0)(加热到80°C )，使各组份 处于熔融状态，在a组份熔融过程中加入抗氧剂(质量比为1:1的2,6_二叔丁基对甲酚(BHT) 和抗氧剂1010的混合物）、碳化二亚胺和E蜡，所述抗氧化剂为2,6_二叔丁基对甲酚(BHT)、 抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂245中至少两种的混合物，所述抗氧剂、碳化二亚胺和E錯与 a组份的质量比均为0.1:1000;通过计量系统精确计量后，连续地进入机筒温度分布为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的双螺杆挤出机(95毫米直径，长径比L/D为64)混合8分钟，在100转/分 钟的转速下，进行行本体熔融聚合，经过挤出，导入水中，进行水下造粒，这样就得到聚氨酯 弹性体;然后经纺丝设备熔融法纺丝，生成聚氨酯弹性纤维； P为聚四氢呋喃(PTMG);
PBA为聚已二酸-1，4-丁二醇酯二醇； MDI为4, V-二苯甲烷二异氰酸酯； KX)为 1，4_丁 二醇。 实施例4
[0016] 按照下表4的配方比例先选取聚四氢呋喃(PTMG)和聚已二酸-1，4-丁二醇酯二醇 (PBA)，苯甲烷二异氰酸酯(MDI)(加热到70°C )、1，4-丁二醇(BD0)(加热到80°C )，使各组份 处于熔融状态，在a组份熔融过程中加入抗氧剂、碳化二亚胺和E蜡，所述抗氧化剂为2，6-二 叔丁基对甲酸(BHT)、抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂245的混合物，所述抗氧剂、碳化二亚 胺和E蜡与a组份的质量比均为0.2:1000;通过计量系统精确计量后，连续地进入机筒温度 分布为 180。(：、180。(：、190。(：、190。(：、190。(：、200。(：、200。(：、220。(：、220。(：、235。(：、235。(：、200 °C、200 °C、190 °C、190 °C、190 °C的双螺杆挤出机(95毫米直径，长径比L/D为64)中充分混合8 分钟，并在100转/分钟的转速下，进行行本体熔融聚合，经过挤出，导入水中，进行水下造 粒，这样就得到聚氨酯弹性体;然后经纺丝设备熔融法纺丝，生成聚氨酯弹性纤维； 表4
[0017] 对于聚氨酯弹性纤维的性能及指标见表5: 弄F；
注:此指标为实验室测得； 由此可见由此方法生产的聚氨酯弹性纤维，具有良好的纺丝稳定性，耐热性、弹性回复 性能、良好的伸长率及纤维的丝条均匀性。
[0018] 以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人 员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、 等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种聚氨酯弹性纤维的生产方法，其特征是： 具体步骤是： 采用a组份:聚醚多元醇或聚酯多元醇或它们的混合物； b组份:有机二异氰酸酯； c组份:小分子扩链剂； 其配比满足下式: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 的混合物的摩尔数;b-表示有机二异氰酸酯的摩尔数;c-表示小分子扩链剂的摩尔数； 各组份熔融，在a组份熔融过程中加入抗氧剂、碳化二亚胺和E蜡，所述抗氧化剂为2，6-二叔丁基对甲酚(BHT)、抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂245中至少两种的混合物，所述抗氧 剂、碳化二亚胺和E蜡与a组份的质量比均为0.3:1000~0.05:1000;经过精确的计量系统进 入足够大的长径比的、温控精度± 1°C的范围内的双螺杆挤出机中，并在180~240 °C的温度 范围内用一步法生成纯线性的聚氨酯弹性体，然后经纺丝设备熔融法纺丝，生成聚氨酯弹 性纤维。2. 根据权利要求1所述的一种聚氨酯弹性纤维的生产方法，其特征是:所述双螺杆挤出 机的长径比在1:60以上。3. 根据权利要求1所述的一种聚氨酯弹性纤维的生产方法，其特征是:所述聚醚多元醇 为聚四氢呋喃(PTMG)、聚环氧丙烷二醇中的一种或两种;聚酯多元醇为聚已二酸乙二醇-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)、聚已二酸一缩二乙二醇酯二醇(PDA)、聚已内酯二醇、聚碳酸 酯二醇中至少一种，组合时配比关系不限。4. 根据权利要求1所述的一种聚氨酯弹性纤维的生产方法，其特征是:所述有机二异氰 酸酯为4, V-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯（TDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯 (XDI)、1，5-萘二异氰酸酯(NDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)中的 一种或二种 所述小分子扩链剂为乙二醇、丙二醇、1，4_ 丁二醇（BDO)、l，6-已二醇、氢醌羟乙基醚 (HQEE)中一种或任意组合，组合时配比关系不限。5. 根据权利要求1所述的一种聚氨酯弹性纤维的生产方法，其特征是:所述有机二异氰 酸酯为4,二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)。6. 根据权利要求1所述的一种聚氨酯弹性纤维的生产方法，其特征是:所述聚醚多元醇 优选聚四氢呋喃(PTMG )，聚酯多元醇优选聚已二酸乙二醇-1，4-丁二醇酯二醇。7. 根据权利要求1所述的一种聚氨酯弹性纤维的生产方法，其特征是:所述小分子扩链 剂优选1，4_ 丁二醇(BDO)或1，6_已二醇。
【文档编号】C08G18/66GK106048774SQ201610486510
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】张勇
【申请人】张勇