专利名称：一种利用氨纶废丝制造热塑性聚氨酯tpu的工艺的制作方法
一种利用氨纶废丝制造热塑性聚氨酯TPU的工艺本发明涉及废弃氨纶丝再利用的技术领域，具体的说是一种利用氨纶废丝制造热塑性聚氨酯TPU的工艺。氨纶(Spandex)(俗称PU弹性纤维)是一种具高弹性及伸缩性的纤维，拉伸强度、 拉伸应力、耐磨损性、耐老化性、耐化学药品性上都比橡胶更好。现在被纺织业者广泛应用来制作纺织品。目前化纤、纺织等企业生产过程中出现产生大量废弃边角零料的实际情况， 如何对氨纶废丝进行合理回收利用，已成为关系可持续发展亟待解决的课题。氨纶废丝的回收主要有能量回收方法、物理回收方法和化学回收方法。然而，国内外在这方面的研究比较少。TPU是Thermoplastic toethane的简称，中文名称为热塑性聚氨酯弹性体，TPU 是由二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)和大分子多元醇、扩链剂共同反应聚合而成的高分子材料。它的分子结构是由二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)和扩链剂反应得到的刚性嵌段以及二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯 (TDI)和大分子多元醇反应得到的柔性链段交替构成的。TPU具有卓越的高张力、高拉力、 强韧和耐老化的特性，是一种成熟的环保材料。目前，TPU已广泛应用与医疗卫生、电子电器、工业及体育等方面，其具有其它塑料材料所无法比拟的强度高、韧性好、耐磨、耐寒、耐油、耐水、耐老化、耐气候等特性，同时他具有高防水性透湿性、防风、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外线以及能量释放等许多优异的功能。氨纶和TPU都属于聚氨酯类型，具有相似的特性基团氨基甲酯基和脲基，但由于氨纶化学交联程度高，既不能溶解，也不能熔融，无法二次加工；同时，现有TPU生产是采用 MDI、聚多元醇、小分子多元醇，在一定条件下聚合而成，这样成本高；加上近年来我国氨纶方面的研究迅速发展，实现工业化，产量逐年增加，生产过程中产生的氨纶废丝已成为严重的问题，如果将氨纶废丝采取掩埋和焚烧的方法进行处理，这样不仅浪费了大量的化工原料，还会造成土地浪费和大气污染，不符合生态环境的可持续发展战略。因此对氨纶废丝进行合理回收利用已成为一个亟待解决的问题。如果可以用氨纶废丝来制备TPU，那将是一个双赢方法，既可以处理日益增加的氨纶废丝，又可以降低TPU的生产成本。200910048629. 2公开了一种利用氨纶废丝制造热塑性聚氨酯TPU的工艺，但对于降解剂G的说明不清楚，根据说明书记载的内容无法具体实施利用氨纶废丝制造热塑性聚氨酯TPU的工艺。本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种利用氨纶废丝制造热塑性聚氨酯TPU的工艺，应用此方法生产成本低能获得比较好的性能。
为了达到上述目的，设计一种利用氨纶废丝制造热塑性聚氨酯TPU的工艺，其特征在于工艺步骤包括氨纶废丝的降解过程和热塑性聚氨酯TPU的合成过程，所述氨纶废丝的降解过程由以下步骤组成(1)预处理先筛检氨纶废丝，将反应用氨纶废丝剪切厚度小于1厘米状，后放在 60-80°C入鼓风烘箱干燥6小时以上，干燥时需要翻动，以免氨纶废丝发黄；(2)降解反应先将稀释剂T和小分子多元醇E1加入反应釜，搅拌并通入氮气， 升温至80-140°C，分多次将已预处理的氨纶废丝和降解剂G加入反应釜中，温度升至 130-180 0C时，恒温1. 5-3小时；当反应釜中中间体M的粘度达到700_20000mPa · s/25 °C时， 开始冷却，并用60-100目的过滤网过滤待用；所述降解剂G为采用2-6个碳原子的有机物，即指含有-OH或-NH-、-NH2的醇类
或胺类或醇胺类有机物；降解方程式如下
权利要求
1. 一种利用氨纶废丝制造热塑性聚氨酯TPU的工艺，其特征在于工艺步骤包括氨纶废丝的降解过程和热塑性聚氨酯TPU的合成过程，所述氨纶废丝的降解过程由以下步骤组成(1)预处理先筛检氨纶废丝，将反应用氨纶废丝剪切厚度小于1厘米状，后放在 60-80°C入鼓风烘箱干燥6小时以上，干燥时需要翻动，以免氨纶废丝发黄；(2)降解反应先将稀释剂T和小分子多元醇E1加入反应釜，搅拌并通入氮气，升温至 80-140°C，分多次将已预处理的氨纶废丝和降解剂G加入反应釜中，温度升至130-180°C 时，恒温1. 5-3小时；当反应釜中中间体M的粘度达到700-20000mPa ·8/25 时，开始冷却， 并用60-100目的过滤网过滤待用；所述降解剂G为采用2-6个碳原子的有机物，即指含有-OH或-ΝΗ-、-NH2的醇类或胺类或醇胺类有机物；降解方程式如下
2.根据权利要求1所述的一种利用氨纶废丝制造热塑性聚氨酯TPU的工艺，其特征在于所述氨纶废丝的降解过程有下述重量百分比的反应原料反应物名称重量百分比氨纶废丝稀释剂T 小分子多元醇E1 降解剂G
3.根据权利要求1所述的一种利用氨纶废丝制造热塑性聚氨酯TPU的工艺，其特征在
4.根据权利要求1或2所述的一种利用氨纶废丝制造热塑性聚氨酯TPU的工艺，其特征在于所述氨纶废丝为聚酯型氨纶废丝或聚醚型氨纶废丝。
5.根据权利要求1或2所述的一种利用氨纶废丝制造热塑性聚氨酯TPU的工艺，其特征在于所述稀释剂T采用高沸点惰性溶剂或低分子量聚多元醇，优选羰基化合物或分子量为400-2000的聚醚型多元醇。
6.根据权利要求1或2所述的一种利用氨纶废丝制造热塑性聚氨酯TPU的工艺，其特征在于所述小分子多元醇E1采用2-6个碳原子的多元醇，优选4个碳的多元醇。
7.根据权利要求1或2所述的一种利用氨纶废丝制造热塑性聚氨酯TPU的工艺，其特征在于所述降解剂G采用2-6个碳原子的含有-OH或-NH-、-NH2的醇类或胺类或醇胺类有机物。
8.根据权利要求1或3所述的一种利用氨纶废丝制造热塑性聚氨酯TPU的工艺，其特征在于所述催化剂C1用于加快反应速度，采用T-9或T-12，催化剂C2用于减慢反应速度， 采用酸性物质。
9.根据权利要求1或3所述的一种利用氨纶废丝制造热塑性聚氨酯TPU的工艺，其特征在于所述聚多元醇氏采用聚醚型或聚酯型的多元醇，优选分子量为1000-2000的聚丙二醇PPG或聚四氢呋喃醚PTMG或由己二酸和1，4-丁二醇聚合的分子量为1000-2000的多元醇。
10.如权利要求1所述的一种利用氨纶废丝制造热塑性聚氨酯TPU的工艺，其特征在于所述生产工艺生产出的热塑性聚氨酯TPU邵氏硬度为78-92A ；断裂伸长率为180-330%; 撕裂强度为18. 4-34. 7Mpa ；断裂强度为9. 8-20. 6Mpa。
全文摘要
本发明涉及废弃氨纶丝再利用的技术领域，具体的说是一种利用氨纶废丝制造热塑性聚氨酯TPU的工艺，其特征在于工艺步骤包括氨纶废丝的降解过程和热塑性聚氨酯TPU的合成过程，降解过程包括预处理和降解反应，热塑性聚氨酯TPU的合成过程包括合成反应和后处理；本发明的工艺方法可以将氨纶废丝重新回收利用转化为TPU，同时操作过程简单，可以解决生产过程中产生的废丝造成的环境污染的问题，生产成本低，获得产品性能优越，具有较好的经济效益和环保效益，同时也为氨纶废丝再生利用开辟一种新的途径。
文档编号C08G18/08GK102219888SQ20111014237
公开日2011年10月19日 申请日期2011年5月30日 优先权日2011年5月30日
发明者詹国胜, 谢国龙 申请人:上海联景高分子材料有限公司