本发明涉及一种具有高粘度氨纶纺丝原液的制备方法,属于高分子材料制造的生产制造领域。本发明适合纺丝速度900m/min以上和48头以上的氨纶纺丝工艺,具有生产效率高、可纺性好和均一性好的特点。
背景技术:
2016年氨纶价格一路下滑,随着下半年原材料价格一路上涨,氨纶成本随之上涨,氨纶生产厂家利润持续收窄,个别氨纶生产厂家已出现亏损。所以提高氨纶生产效率,降低成本势在必行。
英威达专利cn200810003050中公开了一种采用4,4-mdi、2,4-mdi混合二异氰酸酯为原料,原液浓度为45%,纺速达到950m/min的氨纶制备方法。英威达专利cn200680015886公开了一种聚(四亚甲基-共聚-亚乙基醚)二醇为软段,选用4,4-mdi为二异氰酸酯,乙二胺和一种二醇(1,2-乙二醇或1,4-丁二醇)为扩链剂的高速纺氨纶制备方法,纺速可以达到900m/min以上。
目前未报到通过大幅提高氨纶纺丝原液粘度,制备既适合高速纺丝,又适合48头以上纺丝的氨纶纺丝原液的制备方法。
技术实现要素:
技术问题:本发明涉及一种具有高粘度氨纶纺丝原液的制备方法,主要是采用管道升温混合方式,保证氨纶纺丝原液均一流动性好的前提下,提高纺丝原液粘度,不仅适合高速纺丝,而且适合48头以上的纺丝的氨纶原液制备的制备方法,大幅提高氨纶生产效率,降低成本。
技术方案:本发明的一种具有高粘度氨纶纺丝原液的制备方法,该制备方法是:
1)将聚四亚甲基醚二醇ptmg、4,4-二苯甲烷二异氰酸酯mdi混合,反应后加入二甲基乙酰胺dmac溶液;再加入胺类扩链剂和反应控制剂进行扩链反应,得到聚脲基甲酸酯dmac溶液;并加入防变黄剂、抗氧化剂、抗紫外线吸收剂、润滑疏解剂,充分混合均匀,制备得质量浓度为35%~45%聚氨酯原液;
2)将所述聚氨酯原液经储罐和带升温混合装置的原液管道升温混合,熟化和过滤后,形成均一流动性好的20℃下表观粘度为10000~30000piose的高粘度氨纶纺丝原液。
其中:
所述的ptmg分子量为1810、2000中的一种或二种;所述的ptmg与mdi的物质的量之比为1.6:1~2.0:1。
所述的胺类扩链剂,选自乙二胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、己二胺、2-甲基戊二胺中的一种或多种。
所述的反应控制剂为二乙胺、乙醇胺中的一种或二种。
所述的防变黄剂为双(n,n-二甲基酰肼氨基,4-苯基)甲烷,其用量为聚合物量的0.2wt%~1.5wt%。
所述的抗氧化剂为三聚异氰酸,生产商:台湾氰特,其用量为聚合物量的0.5wt%~1.5wt%。
所述的抗紫外线吸收剂为2-(2’-羟基-3’,5’-二叔戊基)-苯并三唑,其用量为聚合物量的0.1wt%~1.0wt%。
所述的润滑疏解剂为硬脂酸镁,其用量为聚合物量的0.1wt%~1.0wt%。
所述的升温、熟化,是将聚氨酯原液升温至65~90℃。优选70~80℃。
所述的升温混合装置由5~20根带有夹套的静态混合器组成,所述的静态混合器内径150mm~400mm,长度2m~4m;每段夹套中分别通有75~100℃的热水或0.5~1.0kg的蒸汽使聚氨酯原液原液升温。
所述的高粘度纺丝原液的粘度是指20℃下表观粘度为10000~30000piose,更准确的为15000~25000piose。
有益效果:本方法制备的高粘度氨纶原液更适合高速纺丝和48头以上的纺丝氨纶使用,能大幅提高生产效率,降低生产成本,且具有均一性高、可纺性好的特点。
具体实施方式
下面用实施例来详细描述本发明其生产过程,但这些实施例不得理解为任何意义上的对本发明的限制。
实施例1:
1将238.8kg/h的分子量为1810的ptmg和54.9kg/h的mdi混合反应,加入386.7kg/h的dmac,然后和106.5kg/h按质量浓度为5%的物质的量82:10:8比例混合乙二胺、1,2丙二胺和二乙胺的扩链剂dmac溶液一起进入ra2反应器中反应;最后加入防变黄剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、润滑疏解剂充分混合均匀,制备得质量浓度为38%聚氨酯原液。
2聚氨酯原液经储罐1→5段静态混合器→储罐2→原液过滤器→5段静态混合器升温混合得到高粘度的聚氨酯纺丝原液,干纺纺丝制备得到48头纺速1000m/min的30旦(denier)的氨纶丝。
所述的聚氨酯纺丝原液20℃的表观粘度为15000~18000piose。
所述的高粘度纺丝原液前温度为70~75℃。
所述的静态混合器的内径300mm,长度为2m~4m。
所述的静态混合器的每段夹套中分别通有75~100℃的热水或0.5~1.0kg的蒸汽使原液升温。
实施例2
根据实施例1所述的同样方法制备64头纺速1000m/min的30旦聚氨酯弹性纤维。不同之处在于聚氨酯纺丝原液20℃的表观粘度为18000~21000piose,聚氨酯纺丝原液温度为72~77℃。
实施例3
根据实施例1所述的同样方法制备80头纺速1000m/min的30旦聚氨酯弹性纤维。不同之处在于聚氨酯纺丝原液20℃的表观粘度为21000~25000piose,聚氨酯纺丝原液温度为75~80℃。
对比例1
根据实施例1第一步所述的同样方法制备聚氨酯原液,不同之处在于第二步聚氨酯原液经熟化过滤后,干纺纺丝制备24头800m/min的30旦聚氨酯弹性纤维。
所述的聚氨酯纺丝原液20℃的表观粘度为6000~10000piose,
对比例2
根据对比例1所述的同样方法制备聚氨酯弹性纤维,不同之处在于干纺纺丝制备36头800m/min的30旦聚氨酯弹性纤维。
对比例3
根据对比例1所述的同样方法制备聚氨酯弹性纤维,不同之处在于干纺纺丝制备48头800m/min的30旦聚氨酯弹性纤维
对上面实施例1、2、3与对比例1、2、3进行比较,实施例的生产效率比对比例提高了100%以上。
通过对上面实施例与对比例的具体实施,得到下表中不同聚氨酯弹性纤维丝的物理性能,氨纶生产成本降低明显。
表中ss300:为牵伸300%时的强力;ds:为断裂强力;de:为断裂伸长率。
定伸长动态强力不匀率(cv):在固定输入输出速度下张力的变异系数。
其中x为检测张力,