一种具有长效防虫性能的氨纶及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有长效防虫性能的氨纶的制备方法，其制备方法如下：将溶剂与聚醚加至预聚罐中，然后按照设定的NCO/OH比例准确地加入二异氰酸酯，进行预聚反应，反应结束后，将预聚产物移送至扩链罐中，搅拌均匀，低温下，缓慢控制滴加扩链胺与链终止剂溶液，最终形成聚氨酯脲溶液，加入防虫助剂、抗氧化剂、抗紫外助剂、染色助剂、消光剂、润滑剂等，充分搅拌均匀，真空脱泡后，通过干法纺丝，制成氨纶纤维。本发明专利技术制备的氨纶除了能保证同类常规产品的性能指标外，还具有长效防虫性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于聚氨酯弹性纤维领域。
技术介绍
氨纶，是一种高弹性的纺织纤维，其常温下有强度高，比重轻，弹性回复率大等优点，被广泛应用织物中。化学纤维各品种及天然纤维，如棉、麻、丝、毛等各有优点和缺点。常见的如:棉/氨纶，交织后，可以保持了棉纤维的所有优点，但棉纤维本身无弹性，而氨纶却可以保持面料的弹性。众所周知，一般的人造纤维是以芦苇、棉花杆、玉米杆等为生产原料，经过化学加工处理而成的。这些原料里都含有纤维素，适合于霉菌、昆虫的生长和繁殖，易发生霉变和被虫蛀蚀。化学纤维中的合成纤维，其原料是从石油、煤中所提炼出来的芳香类、烯类，经化学合成法制成纤维，其本身不会发霉，也不会被虫蛀。但合成纤维织品中，大多品种是与天然纤维混纺或交织的，织品中所含的棉、毛、丝等天然纤维会发生霉变和虫蛀；再者，若是使用存放过天然纤维织品的箱、橱来存放纯合成纤维纺织品，天然纤维织物留下来的霉菌和昆虫同样会危害纯合成纤维织物，因此，使化纤纺织品具有防虫性能也是必要的。本专利技术选取最常见及有效的物质一2-莰酮，别名“樟脑”，其主要来源于樟树，具有天然的防虫作用。资料表明，只有吸入大量2-莰酮蒸汽，或者口服才会对人体造成巨大的影响，而少量的2-莰酮并不会对人体产生不适的影响。而直接用“樟脑丸”、“卫生球”之类的物品放入衣柜内来防虫有许多不利影响，一、会使衣物气味刺鼻，同时接触过这类物质的衣物，须在穿之前在日光下晒晒一段时间，使深入衣服中的芳香族化合物挥发掉，以免危害身体；二、如“卫生球”易挥发，挥发出来的物质能与合成纤维中的高分子有机化合物发生化学反应，使衣料受损或者降低纤维强度，甚至把化学织物溶化成一个个细小的空洞。因此，间接使纤维本身具有防虫性能可以简单有效地解决这个问题。
技术实现思路
技术问题:本专利技术的目的在于制备一种具有长效防虫性能的氨纶产品，使产品常规物性指标与同规格产品基本一致，使纤维具有长效防虫性能，提高了产品的附加值。但由于现有氨纶的制备工艺的限制，一般纺丝甬道的温度较高——250°C左右，一些物料的沸点较低，就会直接在甬道中挥发出来，从而造成物料的失效，而2-莰酮的沸点只有204°C，因此，它不能直接添加使用。技术方案:本专利技术是通过以下技术方案实现的:通过设计合成得到一种“核-壳”结构的物质，外层是壳聚糖，2-莰酮被包裹在内部。把这种物质磨成粉剂，过滤网后再加入到聚氨酯脲原液中。在原液中添加一定量防虫功能助剂，其不会破坏高分子结构，不会对氨纶丝本身的物理性能和化学性能造成不利的影响。本专利技术所述的一种具有长效防虫性能的氨纶的制备方法，其制备步骤如下:I)预聚物的制备:在预聚罐中依次加入溶剂与聚醚，然后按照设定的NC0/0H比例，加入二异氰酸酯；预聚反应温度控制为40?50°C，反应时间为90?150min，反应过程中氮气保护，得到预聚物溶液；2)将得到的预聚物溶液移送至扩链罐中，充分搅拌溶解；3)然后将扩链罐降温至-5?15°C时，缓慢加入扩链胺溶液，反应完成得到聚氨酯脲溶液；4)添加防虫助剂和辅料助剂，搅拌2?8h，制得聚氨酯脲纺丝原液；5)聚氨酯脲纺丝原液通过计量泵输送，经纺丝组件、纺丝甬道、卷绕机，进行纺丝作业制得氨纶。其中，所述步骤I)中聚醚是分子量为1000-3000的聚四氢呋喃；所用的二异氰酸酯指的是4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯MDI ;所用的溶剂为N，N 二甲基乙酰胺DMAc或者N，N 二甲基甲酰胺DMF。所述步骤I)中异氰酸酯基团NCO与聚醚二元醇中的羟基OH摩尔比为1.50?2.50。所述步骤3)中扩链胺溶液，里面包含的扩链物质主要包括:乙二胺、1，3-丙二胺、1，3-戊二胺、2-甲基-1，5-戊二胺的一种或者多种二元胺组合；所述的扩链胺溶液，里面包含的封端剂物质主要包括:二乙胺或者单乙醇胺中的一种或两种。所述步骤4)中聚氨酯脲纺丝原液浓度为30%wt?35%wt。所述步骤4)所添加的防虫助剂，其制备方法如下:I)将水溶性壳聚糖加到蒸馏水中，充分搅拌，形成质量分数I?20%水性壳聚糖的溶液；2)将2-莰酮加到丙酮中，搅拌充分，形成质量分数为I?10%的2-莰酮的丙酮溶液；3)将2-莰酮-丙酮溶液倒入壳聚糖-水溶液中，搅拌混合后，经低温干燥，除去溶剂后，并将其碾磨成粉。所述步骤4)中辅料助剂包括:抗氧化齐IJ、抗紫外助齐U、染色助剂、消光剂、润滑剂，加入溶剂二甲基乙酰胺或者二甲基甲酰胺，在碾磨机中充分混合碾磨。有益效果:(I)本专利技术涉及一种具有长效防虫性能的氨纶的制备方法，所制备产品除了能够正常保持同类产品的常规指标外，还能具有长效防虫性能，使氨纶在与其他织物交织成衣物后具有此功能；(2)若直接采用市售“樟脑丸”等物质来防虫，一来气味太重，使人闻起来不舒服，二来其所含芳香族物质对人体有害；而使用微量的2-莰酮既能保持防虫性能，又不会对人体产生有害影响，是绿色节能环保的选择；(3)设计合成拥有“核-壳”结构的防虫助剂一“壳聚糖一2-莰酮”，其优点在于，一是2-莰酮自身的沸点只有204°C，而一般干法纺丝甬道温度都在250°C左右，若是直接添加进原液，2-莰酮可能在甬道中就挥发出去，造成防虫性能失效，而这种“核-壳”结构能将2-莰酮包裹在其中，即使在高温下，也不会挥发出来；二是利用这种结构最终制得的纤维，具有“缓释”功效，即在使用过程中2-莰酮能被缓慢释放出来，不会出现衣物洗涤几次就失效的状况，可达到长期有效的目的。【具体实施方式】(I)预聚物的制备:在反应器中依次加入溶剂与聚醚，然后按照一定的NC0/0H比例，准确加入二异氰酸酯。预聚反应温度控制为40?50°C，反应时间为90min?150min，反应过程中氮气氛围。(2)将得到的预聚物溶液移送至扩链罐中，使预聚物溶液降温至O?20°C时，缓慢加入扩链胺溶液，进行扩链反应，得到聚氨酯脲溶液。(3)往得到的聚氨酯脲溶液中，加入多种功能助剂以及防虫助剂，搅拌2?8h，得到了均一稳定的聚氨酯脲纺丝原液。(4)纺丝原液通过计量泵输送，经纺丝组件、干法纺丝甬道、卷绕机，进行纺丝作业。所述的聚醚为分子量为1000-3000聚四亚甲基醚二醇(PTMG)，优选含分子量为2000 ;所用的混合二异氰酸酯指的是4，4-MDI ;所用的溶剂为N，N 二甲基乙酰胺(DMAC)或者N，N 二甲基甲酰胺(DMF)。所述的异氰酸酯基团(NCO)与聚醚二元醇中的羟基(OH)摩尔比为1.50?2.50之间。本专利技术涉及一种具有长效防虫性能的氨纶的制备方法，里面包含的扩链物质主要包括:乙二胺、1，3-丙二胺、1，3-戊二胺、2-甲基-1，5-戊二胺等一种或者多种二元胺组合等二元胺物质。所述的扩链胺溶液，里面包含的封端剂物质主要包括:二乙胺或者单乙醇胺中的一种或两种。所述的纺丝原液浓度为30%wt?35%wt。所述的防虫助剂的制备方法如下:( I)将水溶性壳聚糖加到蒸馏水中，充分搅拌，形成质量分数I?20%水性壳聚糖的溶液；(2)将2-莰酮加到丙酮中，搅拌充分，形成质量分数为I?10%的2-莰酮的丙酮溶液；(3)将2-莰酮-丙酮溶液倒入壳聚糖-水溶液中，搅拌混合后，经低温干燥，除去溶剂后，并将其碾磨成粉。所述的防虫助剂所添加的量占原液总量的0.5%_5%。所述的辅料助本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有长效防虫性能的氨纶的制备方法，其特征在于该制备方法的步骤如下：1）预聚物的制备：在预聚罐中依次加入溶剂与聚醚，然后按照设定的NCO/OH比例，加入二异氰酸酯；预聚反应温度控制为40～50℃，反应时间为90～150min，反应过程中氮气保护，得到预聚物溶液；2）将得到的预聚物溶液移送至扩链罐中，充分搅拌溶解；3）然后将扩链罐降温至‑5～15℃时，缓慢加入扩链胺溶液，反应完成得到聚氨酯脲溶液；4）添加防虫助剂和辅料助剂，搅拌2～8h，制得聚氨酯脲纺丝原液；5）聚氨酯脲纺丝原液通过计量泵输送，经纺丝组件、纺丝甬道、卷绕机，进行纺丝作业制得氨纶。

【技术特征摘要】
1.一种具有长效防虫性能的氨纶的制备方法，其特征在于该制备方法的步骤如下: O预聚物的制备:在预聚罐中依次加入溶剂与聚醚，然后按照设定的NCO/OH比例，力口入二异氰酸酯；预聚反应温度控制为40?50°C，反应时间为90?150min，反应过程中氮气保护，得到预聚物溶液； 2)将得到的预聚物溶液移送至扩链罐中，充分搅拌溶解； 3)然后将扩链罐降温至-5?15°C时，缓慢加入扩链胺溶液，反应完成得到聚氨酯脲溶液； 4)添加防虫助剂和辅料助剂，搅拌2?8h，制得聚氨酯脲纺丝原液； 5)聚氨酯脲纺丝原液通过计量泵输送，经纺丝组件、纺丝甫道、卷绕机，进行纺丝作业制得氨纶。2.根据权利要求1所述的一种具有长效防虫性能的氨纶的制备方法，其特征在于:所述步骤I)中聚醚是分子量为1000-3000的聚四氢呋喃；所用的二异氰酸酯指的是4，4- 二苯基甲烷二异氰酸酯MDI ;所用的溶剂为N，N 二甲基乙酰胺DMAc或者N，N 二甲基甲酰胺DMF。3.根据权利要求1所述的一种具有长效防虫性能的氨纶及其制备方法，其特征在于:所述步骤I)中异氰酸酯基团NCO与聚醚二元醇中的羟基OH摩尔比为1.50?2.50。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵晓林，梁红军，毛植森，许图远，费长书，李晓庆，
申请(专利权)人：浙江华峰氨纶股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33