一种耐高温高弹性氨纶纤维及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐高温高弹性氨纶纤维及其制备方法，该氨纶纤维的原料包括聚醚二元醇、二异氰酸酯、正丁醇、混合胺、抗氧化剂、润滑解舒剂、紫外线吸收剂、防黄变剂以及二甲基乙酰胺；其制备方法是通过预聚合反应得到预聚体，再经连续扩链反应得到高分子聚合物，然后添加各种助剂成为纺丝原液，最后经圆型甬道以干法纺丝并卷绕制得耐高温高弹性氨纶纤维丝筒。该耐高温高弹性氨纶纤维具有高耐热性能、高弹性、优良的退绕性、优异的条干均匀度等特点，并且该制备方法实现了扩链反应及助剂添加的连续进行，生产过程连续稳定，产品均匀度高，能够完全满足各种新型织物和高档面料的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于氨纶纤 维及其制备方法
二
技术介绍
1937年德国拜耳公司最早开发了聚氨酯树脂及氨纶弹性纤维，1959年美国杜邦公司率先实现了干法纺氨纶纤维的工业化生产，并定名为 Lycra (莱卡)，随后欧洲一些国家及日本相继开始生产氨纶。到二十世 纪九十年代，随着下游产业各种新技术、新材料的开发和应用，氨纶的 应用领域迅速扩展，需求量大幅增加，带动了整个氨纶产业的发展。我国氨纶行业起步较晚，但产业规模扩张速度较快，自二十世纪八 十年代末烟台氨纶股份有限公司首次引进日本东洋纺干法纺技术和设备 开始，至今全国已发展到大小二十几家氨纶生产企业，工艺路线涵盖了 干法纺、湿法纺、熔融纺及反应纺几种主要纺丝工艺，年总生产规模达 到20余万吨。但由于技术研究的发展相对落后于市场和产能的扩张速 度，因此目前国内众多氨纶企业的生产技术存在重复老化的局限性，产 品品种单一，品质无法满足高端市场和新型织物的需要。现有的氨纶纤维生产工艺中，由于在聚合主要原料的配比、链增长 剂的种类选择、扩链反应的形式、添加剂的性质等方面的局限性，导致 了聚合所得原液在均匀度和稳定性方面的不同，最终所得氨纶纤维的理 化性能存在相当大的差别，尤其是在耐热性和弹性等方面表现突出，普 遍无法满足新兴面料的要求。三
技术实现思路
本专利技术目的在于克服上述不足，提供一种能够有效提高氨纶纤维的 弹性和耐热性等理化性能的耐高温高弹性氨纶纤维及其制备方法。本专利技术的目的通过如下的技术方案来实现一种耐高温高弹性氨纶纤维，该氨纶纤维的原料包括聚醚二元醇、 二异氰酸酯、正丁醇、混合胺、抗氧化剂、润滑解舒剂、紫外线吸收剂、防黄变剂以及溶剂二甲基乙酰胺，其中聚醚二元醇和二异氰酸酯的摩尔 比为1: (1.55—1.8)，聚醚二元醇和正丁醇的重量比为100: (0.05—0.15)，以上组分共同组成预聚体；预聚体与混合胺的重量比为 100: (1.5—2.0)， 二者与二甲基乙酰胺组成高分子聚合物溶液，该高分 子聚合物溶液与相对于预聚体重量比为0.5—1.5%的抗氧化剂、 0.02—0. 1%的润滑解舒剂、0.2_1.0%的紫外线吸收剂、0.5—2.0%的防 黄变剂以及二甲基乙酰胺组成纺丝原液。混合胺为按摩尔比为1: (0. 3)的比例将乙二胺与末端终止剂单胺混合并加上溶剂二甲基乙酰胺调配好的浓度为1一 3 %的混 合胺溶液。一种耐高温高弹性氨纶纤维的制备方法，其特殊之处在于，包括聚 合、纺丝两个工序，其中聚合工序为(1) 在第一反应釜中由聚醚二元醇与二异氰酸酯按、正丁醇通过预 聚合反应得预聚中间体；加入溶剂二甲基乙酰胺(DMAC)对预聚中间体 进行溶解，降温，将预聚中间体溶液移送至第二反应釜；(2) 预聚中间体溶液在第二反应釜中冷却降温，搅拌，移送至扩链 贮槽中；(3 )将扩链贮槽内的预聚中间体溶液与混合胺在高速搅拌混合器内 快速混合均匀，降温，经连续扩链反应得高分子聚合物，然后移送中间(4) 将抗氧化剂、润滑解舒剂、紫外线吸收剂、防黄变剂以及溶剂 二甲基乙酰胺预先添加至乳化分散槽中，得到乳化液，加入高分子聚合 物，得到添加剂调配液；(5) 将中间贮槽中的高分子聚合物与添加剂调配液混合，得耐高温 高弹性氨纶纤维纺丝原液；纺丝原液经过滤、熟化处理，完成后的纺丝 原液即可用于纺丝生产；纺丝工序为(1) 熟化后的纺丝原液进行脱泡、向各个纺丝位移送、过滤，分配 到每块喷丝板中；(2) 纺丝原液经喷丝板孔挤出进入纺丝甬道，原液中的溶剂二甲基 乙酰胺挥发形成氨纶纤维；氨纶纤维经集束抱合成单根长丝，上油、巻绕成为耐高温高弹性氨纶丝筒巻。本专利技术一种耐高温高弹性氨纶纤维的制备方法，改变了现有氨纶生 产工艺的聚合原料配比、扩链剂和终止剂的类型及组成、扩链反应形式、 添加剂的类型和配比及调配方式、混合器的形式等聚合工艺和甬道形式、 加热介质类型等纺丝工艺，所生产的耐高温高弹性氨纶纤维具有高耐热 性能、高弹性、优良的退绕性、优异的条干均匀度等特点，并且该制备 方法实现了扩链反应及助剂添加的连续进行，生产过程连续稳定，产品 均匀度高。具体实施例方式下面用实施例来详细描述本专利技术，但这些实施例不得理解为任何意 义上的对本专利技术的限制。 实施例耐高温高弹性氨纶纤维，该氨纶纤维的原料包括聚醚二元醇、二异 氰酸酯、正丁醇、混合胺、抗氧化剂、润滑解舒剂、紫外线吸收剂、防 黄变剂以及二甲基乙酰胺，其中聚醚二元醇和二异氰酸酯的摩尔比为1:(1.55—1.8)，聚醚二元醇和正丁醇的重量比为100: (0.05—0.15)， 以上组分共同组成预聚中间体；预聚中间体与混合胺的重量比为100:(1.5—2.0)， 二者与二甲基乙酰胺组成高分子聚合物溶液，高分子聚合 物溶液与相对于预聚中间体重量比为0. 5_1. 5%的抗氧化剂、0. 02_0. 1% 的润滑解舒剂、0.2—1.0%的紫外线吸收剂、0.5—2.0%的防黄变剂以及 二甲基乙酰胺组成纺丝原液；混合胺为按摩尔比为1: (0. 1_0. 3)的比例将乙二胺与末端 终止剂单胺混合并加上溶剂二甲基乙酰胺调配好的浓度为1一 3 %的混 合胺溶液。末端终止剂为二甲胺，或二乙胺，或二-正丁胺，或环己胺，或 正戊胺，或乙醇胺或其混合物。耐高温高弹性氨纶纤维的制备方法，包括聚合、纺丝两个工序，其 中聚合工序为(1)在第一反应釜中将聚醚二元醇与二异氰酸酯按摩尔比1: (1. 55—1. 8)混合，同时加入相对于聚醚二元醇重量0. 05—0. 15%的正丁醇，在充分搅拌条件下，通过3(rc-5o。c和6(rc—8(rc两种温度的夹套循环水交替切换使用以控制反应温度，在8(TC经90—180分钟后得预聚中间体;然后在第一反应釜中加入相对于预聚中间体重量为100—150% 的溶剂二甲基乙酰胺(DMAC)对预聚中间体进行溶解，同时通过夹套循 环水对第一反应釜进行降温，在预聚中间体充分溶解并搅拌均匀且温度 降低至45匸以下后，利用氮气对第一反应釜加压，将其中的预聚中间体 溶液全部移送至第二反应釜；(2)溶解后的预聚中间体溶液在第二反应釜中通过温度为2CTC以 下的夹套循环水进行冷却降温，同时用搅拌机连续搅拌，至第二反应釜 内温度降低至2(TC以下时，再通过氮气加压或利用移送泵将低温的预聚 中间体溶液移送至扩链贮槽中；(3 )扩链贮槽内降温后的预聚中间体溶液经过滤后通过供料计量泵 以一定的流量连续向高速搅拌混合器内供料，与此同时，预先按摩尔比 为1: (0. l — O. 3)的比例将乙二胺与末端终止剂单胺混合并加上 溶剂二甲基乙酰胺调配好的浓度为1一 3 %的混合胺溶液同时通过供料 计量泵向高速搅拌混合器供料，供料量相对于预聚中间体重量比为 1.5—2.0%，高速混合器以1600—2400rpm的转速运行，使通过其中的预 聚中间体与混合胺类快速混合均匀并开始链增长反应；高速搅拌混合器 利用外夹套中的5。C一2(TC循环水降温，使混合器出口处的温度保持在 8(TC以下；在高速搅拌混合器的出口得到充分混合并在进行链增长反应 的高分子聚合物，其浓度为30—34%，粘度约为300—500Pa.S，使用移 送泵将高分子聚合物经过一段或多段静态混合器然后移送至粘度调节 槽；粘度调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐高温高弹性氨纶纤维，其特征在于：该氨纶纤维包括聚醚二元醇、二异氰酸酯、正丁醇、混合胺、抗氧化剂、润滑解舒剂、紫外线吸收剂、防黄变剂以及二甲基乙酰胺；其中聚醚二元醇和二异氰酸酯的摩尔比为１∶（１．５５－１．８），聚醚二元醇和正丁醇的重量比为１００∶（０．０５－０．１５），以上组分共同组成预聚中间体；预聚中间体与混合胺的重量比为１００∶（１．５－２．０），二者与二甲基乙酰胺组成高分子聚合物；高分子聚合物与相对于预聚中间体重量比为０．５－１．５％的抗氧化剂、０．０２－０．１％的润滑解舒剂、０．２－１．０％的紫外线吸收剂、０．５－２．０％的防黄变剂以及二甲基乙酰胺组成纺丝原液。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王超，牟元生，江泱，
申请(专利权)人：烟台氨纶股份有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]